• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.160-160
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• 2010

테라헤르츠 소스로 저온 InGaAs를 대체하기 위해 저온에서 성장한 $In_{0.64}Al_{0.36}Sb$의 성장 온도에 따른 광학적 photoluminescence (PL)과 time-resolved PL (TRPL) 측정을 이용하여 분석하였다. 또한 Be 도핑 농도에 따른 p형 $In_{0.64}Al_{0.36}Sb$의 PL과 TRPL 특성을 undoped $In_{0.64}Al_{0.36}Sb$와 Si-doped $In_{0.64}Al_{0.36}Sb$ 결과와 비교 분석하였다. 본 연구에 사용한 시료는 분자선 엑피탁시 (molecular beam epitaxy)법으로 GaAs 기판 위에 $In_{0.64}Al_{0.36}Sb$을 다양한 성장온도에서 ${\sim}3.7\;{\mu}m$두께 성장하였다. $In_{0.64}Al_{0.36}Sb$의 성장온도는 $400^{\circ}C$ 에서 $460^{\circ}C$까지 변화시키며 성장하였으며, Si과 Be 도핑한 $In_{0.64}Al_{0.36}Sb$ 시료는 약 $420^{\circ}C$에서 성장하였다. 모든 시료의 PL 피크는 ~1450 nm 근처에서 나타나며 단파장 영역에 shoulder 피크가 나타났다. 그러나 가장 낮은 온도 $400^{\circ}C$에서 성장한 시료는 1400 nm에서 1600 nm에 걸쳐 매우 넓은 피크가 측정되었다. PL 세기는 $450^{\circ}C$ 에서 성장한 시료가 가장 강하게 나타났으며, $435^{\circ}C$에서 성장한 시료의 PL 세기가 가장 약하게 나타났다. 방출파장에 따른 PL 소멸곡선을 측정하였으며 double exponential function을 이용하여 운반자 수명시간을 계산하였다. 운반자 수명시간은 빠른 소멸성분 $\tau_1$과 느린 소멸성분 $\tau_2$가 존재하고 빠른 성분 $\tau_1$의 PL 진폭이 약 80%로 느린 성분 $\tau_2$보다 우세하게 나타났다. 각 PL 피크에서의 운반자 수명시간 $\tau_1$은 ~1 ns로 성장온도에 따른 변화는 관찰되지 않았다. 또한 방출파장이 1400 nm에서 1480 nm까지 PL 피크 근처에서 운반자 수명시간은 거의 일정하게 나타났다. Be-doped 시료의 PL 피크는 1236 nm에서 나타나며, Si-doped 시료는 1288 nm, undoped 시료는 1430 nm에서 PL 피크가 측정되었다. PL 피크에서 PL 소멸곡선은 Be-doped 시료가 가장 빨리 감소하였으며, Si-doped 시료가 가장 길게 나타났다. 이러한 결과로부터 $In_{0.64}Al_{0.36}Sb$의 광학적 특성은 성장 온도, dopant type, 도핑 농도에 따라 변화하는 것을 확인하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 제39회 하계학술대회
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• pp.1264-1265
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• 2008

PLD 방법으로 undoped ZnO박막을 성장 온도별로 성장하여 박막의 광학적 특성이 변화되는 것을 관찰하였다. undoped ZnO박막은 $Al_2O_3(0001)$기판을 이용하였고, pulsed laser deposition(PLD)을 이용하여 증착을 하였다. 이때 파장이 355nm인 Nd:YAG 레이저를 이용하였고 레이저의 에너지 밀도는 1.4 $J/cm^2$ 이었다. 구조적 광학적 특성을 관측하기 위하여 XRD, SEM, PL 등을 측정하였다. PL 측정 결과 성장 온도가 증가함에 따라 undoped ZnO박막의 광학적 특성이 좋아지는 것을 관찰할 수 있었다. XRD 측정 결과도 온도별 FWHM과 intensity ratio가 점차 좋아지는 것을 볼 수 있었다.

• 한국재료학회지
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• 제8권3호
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• pp.229-237
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• 1998

열적으로 이온화된 N과 증기상태의 Ga을 $300~730^{\circ}C$의 온도 범위에서 직접 반응시켜 (001)Si과 (00.1)사파이어 기판 위에 GaN박막의 성장 초기 단계에서는 GaN의 성장률이 증가한 후, 결정 핵을 중심으로 수평방향으로서 성장과 합체에 의하여 성장률의 변화가 일정 값에 달하였다. 이 연구에서 성장한 GaN박막에 대한 XPS분석 결과 낮은 온도에서 성장된 GaN박막은 진공 chamber 내의 산소가 성장된 박막 내에 많이 혼입 되어 있음을 알 수 있었다. 낮은 온도, 짧은 시간 동안 성장된 표면은 Ga덩어리들도 도포 되었다. 그러나, 기판온도와 성장시간이 증가함에 따라 이들은 피라미드 형태의 결정들로 성장된 후 원형고리 형태의 결정으로 합체되었다. 특히 N-소스의 공급이 충분한 경우에는 판상의 결정으로 성장되었다. 20K의 온도에서 측정된 PL스펙트럼에서는 3.32eV와 3.38eV에서 불순물과 관련된 발광이 관찰되었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 1998년도 제14회 학술발표회 논문개요집
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• pp.107-107
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• 1998

GaN 에피택시 층의 전기적, 광학적 특성 및 표면 형상의 향상을 위한 전처리 공 정으로서 사파이어 기판의 질화 처리가 많이 행해지고 있는데 이는 표면에 질화 충올 형성시킴으로서 GaN 충과의 계면에너지 및 격자상수 불일치를 줄여 GaN 충의 성장을 촉진시킬 수 있기 때문이다 본 실험에서는 고 진공 하에서 유도 결합 플라즈마를 이용하여 사파이어 기판의 질화 처리를 행한 후 XPS와 AFM을 이용하여 기판 표면의 질소 조성과 표면 형상을 관찰하였다. 기판 표면의 질소 조성은 질소 가스의 유입량과 기판의 온도보다 칠화 시 간 및 RF-power에 의해 크게 좌우되나 표면 형상은 기판의 온도에 크게 영향올 받는 것으로 나타났다. 따라서 본 실험에서는 기판의 온도를 낮춤으로서 protrusion이 없는 매끈한 표면의 질화 충을 얻올 수 있었다. 핵생성 충의 성장 없이 450 oC의 저온에서 GaN 충올 성장시킨 결과 육방 대청성 의 wurtzite구조를 가지며 bas허 plane이 사파이어 기판과 in-plane에서 300 회전된 관계 를 갖고 있는 것올 XRD -scan으로 관찰하였다. 또한 GaN 충의 성장이 진행됩에 따라 결정성이 향상되고 있는 것이 뼈S ali맹ed channeling 실험올 통해 관찰되었으며 이는 G GaN 충의 두께 중가에 따라 결정성이 향상된다는 것올 의미한다 사파이어 기판의 질 화 처 리 시 간이 증가함에 따라 후속 성 장된 GaN 층의 bas외 pI뻐e에 대 한 XRD -rocking c curve의 반치폭이 감소하는 것으로 나타났는데 이는 기판의 표면이 질화 충으로 전환 됨에 따라 각 GaN island의 c-축이 잘 정렬됨올 의미한다. 또한 AFM으로 ~이 충의 표 면 형상올 관찰한 결과 기판의 질화 처리가 선행될 경우 lateral 방향으로의 G뼈 충의 성장이 촉진되어 큰 islands로 성장이 일어나는 것으로 관찰되었는데 이는 질화 처리가 선행될 경우 Ga과 N의 표면 확산에 대한 활성화 에너지가 감소되기 때문인 것으로 생 각된다 일반적으로 GaN 에피택시 충의 결정성의 향상과 lateral 생장올 도모하기 위하여 성장 온도를 증가시키지만 본 실험에서는 낮은 성장 온도에서도 결정성의 향상 및 l later빼 성장을 촉진시킬 수 있었으며 이는 저온 성장법에 의한 고품위의 GaN 에피택시 충 성장에 대한 가능성올 제시하는 것이다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.379-379
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• 2012

본 연구에서는 고품질의 ZnO 박막을 제작하기 위해 사파이어 기판 위에 ZnO 박막을 Pulsed Laser Deposition (PLD) 법으로 성장하였다. 레이저 에너지 밀도와 펄스주파수를 고정시켰으며, 성장온도와 산소 분압은 각각 $450{\sim}600^{\circ}C$ 및 5~20 sccm으로 변화를 주어 성장 온도와 산소 분압이 박막 특성에 미치는 영향을 분석하였다. 제작된 박막의 전기적 특성을 측정한 결과 성장온도의 증가에 따라 캐리어 농도는 $9.18{\times}10^{18}cm^{-3}$에서 $3.9{\times}10^{16}cm^{-3}$까지 감소하였고, 캐리어 이동도는 $0.95cm^2/Vs$에서 $8.47cm^2/Vs$ 까지 증가하는 경향을 나타내었으며, 산소분압의 변화에는 특정 임계조건을 갖는 것을 확인하였다. 이러한 이유는 PLD 법 성장 메커니즘에서 플라즈마 플럼(plasma flume) 내에 결합된 ZnO 분자가 기판으로 직접 성장이 이루어지는 과정에서 성장 온도가 증가함에 따라 플럼 내에서 결합 된 ZnO 분자의 열적 안정성이 향상되었으며, 유입되는 산소량의 감소로 인해 원자들의 표면 확산 거리 및 확산 시간이 길어져 보다 안정적인 박막 형성에 기인한 것으로 보인다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2000년도 제18회 학술발표회 논문개요집
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• pp.88-88
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• 2000

AlN는 약 6.2eV 정도의 큰 에너지 밴드폭을 가지고 있어서 S, GaAs에 비해 높은 항복전압과 물리적인 강도를 가지고 있어서 고온 고전력 전자소자로 응용이 되어지며, 또한 압전특성이 우수하기 때문에 SAW 소자에 응용이 되어진다. 또한 최근 광소자 재료로 연구가 되어지고 있는 GaN의 Buffer Layer로도 사용이 되어지고 있다. 본 실험은 Plasma Source를 사용한 PaMBE 장비를 사용하여 Si 기판위에 AlN 박막을 성장시키고자 하였다. AlN 박막을 성장 온도를 변화시켜가며 Si(100) 과 Si(111)기판위에 성장을 수행하였으며 성장온도의 변화에 따른 AlN 박막의 결정성을 살펴보았다. AlN/Si(100)은 XRD와 DCD 분석에 의해 AlN 박막이 (0001) 방향으로 우선배향되었음을 알 수 있었고, AlN/Si(111)은 XRD, DCD 그리고 TEM분석에 의해서 단결정 AlN 박막임을 확인 할 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.71-71
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• 2010

최근 나노선의 우수한 전기적, 광학적 특성을 다양한 종류의 전자소자, 광소자, 그리고 센서에 응용하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 그 중 $SnO_2$ 나노선은 n-type의 전기특성과 우수한 광 특성을 보이며, 전자소자, 광소자 뿐 아니라 다양한 종류의 가스 센서 제작에 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 화학기상증착법 (Chemical Vapor Deposition)으로 $SnO_2$ 나노선을 성장하여 전계방출효과 트랜지스터 (field effect transistor: FET)를 제작하여 전기적 특성을 측정하였다. 나노선의 성장 조건 (온도와 산소 유량) 에 따른 나노선의 구조, 화학조성, 전기적 특성을 체계적으로 조사하였다. 산소의 유량이 낮을 때는 온도에 따라 나노선의 크기와 전기 특성에 변화가 없었으나, 산소의 유량을 높이면 온도에 따라 나노선의 두께와 전기적 특성이 크게 변화하였다. 본 연구에서는 특히, FET 구조에서 on/off current ratio 가 $10^5$ 이상으로 매우 높은 나노선 제작이 가능하였다. 전기적 특성과 나노선의 결정구조, 화학적 조성을 함께 비교하여 성장 메커니즘을 이해하고자 한다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2006년도 추계학술대회 논문집 Vol.19
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• pp.120-120
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• 2006

탄소나노튜브는 nm급의 크기에 높은 전기전도도, 열전도 효율, 감한 기계적 강도 등의 장점을 가지며, FED(Field Emission Display), 극미세 전자 스위칭 소자, SET(Single Electron Transistor), AFM(Atomic Force Microscope) tip등 여러 분야로의 응용을 연구하고 있다. 본 연구에서는 탄소나노튜브를 Si 웨이퍼 위에 Ni/Ti 금속층을 촉매층으로 사용하고, 암모니아($NH_3$)가스와 아세틸렌 ($C_2H_2$)가스를 각각 희석가스와 성장원으로 사용하여 합성하였다. 탄소나노튜브의 성장은 Hot filament 화학기상증측(HFPECVD) 방식을 사용하였으며, 이 방법은 다량의 합성, 높은 균일성, 좋은 정렬 특성등의 장점을 가진다. 성장 온도는 탄소나노튜브의 성장 특성을 변화시키는 중요한 요소이다. 성장 온도에 따라 수직적 성장, 성장 밀도등의 특성 변화를 관찰하였다. 성장된 탄소나노튜브층 성분 분석은 에너지 분산형 X-선 측정기(EDS)를 통해 관찰하였고, 끝단에 촉매층이 존재하는 30~50 nm 폭을 가진 다중벽 탄소나노튜브를 고배율 투과전자현미경(HRTEM) 분석을 통해 관찰하였다. 전계방사 주사전자현미경(FESEM) 분석을 동해 1~3${\mu}m$의 길이를 가진 탄소나노튜브가 높은 밀도로 성장된 것을 확인하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제14권2호
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• pp.68-72
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• 2004

Sm 원소가 첨가된 $(Sm/Y)_{1.8}Ba_{2.4}Cu_{3.4}O_{7-x}$[이하 (Sm/Y)1.8] 고온초전도체를 국부용융성장법을 이용해 대기 중에서 용융성장실험을 하였다. 초기 (Sm/Y)1.8 초전도체 시편은 rubber 몰드를 이용해 냉간정수압성형(CIP) 과정을 거쳐 길이 방향 원통형상으로 제조되었다. 이렇게 얻어진 (Sm/Y)1.8 초전도체는 용융온도 및 성장속도에 따라 광학현미경, TEM그리고 SQUID magnetometer를 이용해 미세구조 및 초전도특성을 평가하였다. 이 결과 (Sm/Y)1.8 초전도체의 최적의 용융온도 및 성장속도는 $1085^{\circ}C$에서 3.5mm/hr로 나타났다. 특히 일방향으로 용융성장된 (Sm/Y)1.8 초전도체의 광학현미경 및 TEM에 의하 미세구조 관측 결과, 초전도상인 (Sm/Y)123 matrix내에 비초전도상인 (Sm/Y)211 inclusions이 균질하게 분포되어 있는 것이 관측되었다. 초전도특성을 평가한 결과 용융성장된 (Sm/Y)1.8초전도체는 90K에서 임계온도가 시작되어 77K이상의 온도에서 포화되는 특성을 보였다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2003년도 춘계학술발표강연 및 논문개요집
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• pp.96-96
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• 2003

벌크 형태의 CaN 단결정 성장은 매우 곤란한 관계로 아직까지 관련 기술의 개발이 미흡한 실정이다 오랜 기간동안 승화 (sublimation)법으로 대구경 벌크 GaN 단결정을 성장시키고자 하는 노력이 지속되었지만 최근까지도 만족할 만한 결과가 보고되지 않고 있다. 본 논문에서는 종래의 방법과는 달리 출발물질로서 GaOOH 분말을 채택하고, 이를 NH$_3$ 분위기에서 가열 반응시켜 GaN 결정을 성장시켰다. 반응온도와 반응시간 및 NH$_3$ 유량 등의 성장조건에 따른 GaN 결정의 성장거동과 광학적 특성을 조사하였다. 원료인 GaOOH 분말 1g을 석영 용기에 담아 직경이 35mm인 석영 보호관에 위치시키고, 1000~l17$0^{\circ}C$의 온도에서 NH$_3$ 가스를 100~1000 sccm으로 공급하면서 96시간 동안 반응시켰다. 실험이 종료되면 전기로의 온도를 상온까지 냉각시킨 후 석영 보호관 내벽에 성장된 Ga 결정을 채집하였다. 이와 같이 채집된 결정의 형태와 크기를 광학현미경을 사용하여 조사하였고, 결정표면의 상태를 전자현미경을 사용하여 관찰하였다. 시료의 결정성을 알아보기 위하여 X선 회절 분석을 하였고, 저온에서의 광루미네센스 (PL; photoluminescence) 특성을 조사하였다.