• ETRI Journal
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• 제24권4호
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• pp.270-279
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• 2002

We present a self-consistent numerical method for calculating the conduction-band profile and subband structure of AlGaN/GaN single heterojunctions. The subband calculations take into account the piezoelectric and spontaneous polarization effect and the Hartree and exchange-correlation interaction. We calculate the dependence of electron sheet concentration and subband energies on various structural parameters, such as the width and Al mole fraction of AlGaN, the density of donor impurities in AlGaN, and the density of acceptor impurities in GaN, as well as the electron temperature. The electron sheet concentration was sensitively dependent on the Al mole fraction and width of the AlGaN layer and the doping density of donor impurities in the AlGaN. The calculated results of electron sheet concentration as a function of the Al mole fraction are in excellent agreement with some experimental data available in the literature.

• 한국결정성장학회지
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• 제24권5호
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• pp.196-201
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• 2014

화학적 습식 에칭을 통해 AlN와 GaN의 결함 및 표면 특성을 분석했다. 화학적 습식 에칭은 단결정의 결함을 선택적으로 에칭하기 때문에 결정의 품질을 평가하는 좋은 방법으로 주목 받고 있다. AlN와 GaN의 단결정은 NaOH/KOH 용융액을 이용하여 에칭을 했으며, 에칭 후 표면 특성을 알아보기 위해 주사전자현미경(SEM)과 원자힘 현미경(AFM)을 촬영했다. 에치 핏의 깊이를 측정하여 표면에 따른 에칭 속도를 계산했다. 그 결과 AlN와 GaN 표면에는 두 개의 다른 형태에 에치 핏이 형성 되었다. (0001)면의 metal-face(Al, Ga)는 육각 추를 뒤집어 놓은 형태를 갖는 반면 N-face는 육각형 형태의 소구 모양(hillock structure)을 하고 있었다. 에칭 속도는 N-face가 metal-face(Al, Ga)보다 각 각 약 109배(AlN)와 5배 정도 빨랐다. 에칭이 진행되는 동안 에치 핏은 일정한 크기로 증가하다 서로 이웃한 에치 핏들과 합쳐지는 것으로 보여졌다. 또한 AlN와 GaN의 에칭 공정을 화학적 메커니즘을 통해 알아 보았는데, 수산화 이온($OH^-$)과 질소의 dangling bond에 영향을 받아 metal-face(Al, Ga)와 N-face가 선택적으로 에칭되는 것으로 추론되었다.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제17권1호
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• pp.16-21
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• 2013

In this paper, we report the effect of GaN/graded-composition AlGaInN/GaN quantum barriers in active regions on the electrical and optical properties of GaN-based vertical light emitting diodes (VLEDs). By modifying the aluminum composition profile within the AlGaInN quantum barrier, we have achieved improvements in the output power and the internal quantum efficiency (IQE) as compared to VLEDs using conventional GaN barriers. The forward voltages at 350 mA were calculated to be 3.5 and 4.0 V for VLEDs with GaN/graded-composition AlGaInN/GaN barriers and GaN barriers, respectively. The light-output power and IQE of VLEDs with GaN/graded-composition AlGaInN/GaN barriers were also increased by 4.3% and 9.51%, respectively, as compared to those with GaN barriers.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2014년도 추계학술대회 논문집
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• pp.24-24
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• 2014

음극 아크 증착을 이용하여 제조한 AlTiN 박막의 공정 변화에 따른 물리적 특성 변화를 평가하였다. 또한 빗각 증착을 적용하여 제조한 AlTiN 박막의 특성을 평가하였다. Al-Ti 타겟(Al:Ti=75:25 at.%)을 음극 아크 소스에 장착하여 AlTiN 박막을 코팅하였다. 기판은 stainless steel(SUS304)과 초경(tungsten carbide; WC)을 사용하였다. 음극 아크 소스에 인가되는 전류가 낮을수록 AlTiN 박막 표면에 존재하는 거대입자의 밀도가 낮아졌으며, 공정 압력과 기판 전압이 높을수록 AlTiN 박막의 표면에 존재하는 거대입자의 밀도가 낮아지는 경향을 보였다. 코팅 공정 중 질소 유량을 변화했지만 AlTiN 박막의 특성은 변하지 았았다. AlTiN 박막 제조 시 빗각을 적용한 결과, $60^{\circ}$의 빗각을 적용한 다층 박막에서 약 33 GPa의 경도를 보였다. AlTiN 박막의 내산화성을 평가한 결과, $600^{\circ}C$이상에서 안정된 내산화성을 확인할 수 있었다.

• 한국결정성장학회지
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• 제18권2호
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• pp.68-71
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• 2008

승화법에 의하여 AlN 결정을 성장하였다. 성장된 결정의 상은 미세한 단결정상이 응집된 다결정상이었으며, 약 2${\sim}$3mm의 길이와 직경 1인치의 크기로 증착되어진 성상을 얻었다. 성장된 결정의 표면에 탄소의 흡착이 관찰되었으며, 광학현미경과 SEM을 통하여 AlN 결정의 성장 거동에 대하여 고찰하여 보았다.

• 열처리공학회지
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• 제9권3호
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• pp.219-227
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• 1996

The purpose of this research is to develop the technology for the synthesis of (Ti,Al)N powder, which shows simultaneously the excellent properties of TiN and AlN, from the Ti-Al intermetallic compounds by the direct nitriding method. The effects of variables such as temperature, Ti-Al intermetallic compounds ($TiAl_3$, TiAl and $Ti_3Al$) were investigated by TG, XRD and SEM. The (Ti,Al)N powder can be easily synthesized from the intermetallic compounds by the direct nitriding method. Among the intermetallic compounds, the nitriding behavior increased with TiAl> $Ti_3Al$ > $TiAl_3$, as the difference of diffusion coefficient for nitrogen in each materials. The ternary nitride such as $Ti_2AlN$ and $Ti_3Al_2N_2$ can be synthesized by the direct nitriding method, although the ternary nitride coexist with TiN and AlN. The ternary nitrides are stable below $1400^{\circ}C$, but these are gradually decomposed into TiN and AlN above $1400^{\circ}C$.

• 한국진공학회지
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• 제17권4호
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• pp.359-364
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• 2008

금속 유기화학 증착기 (metal-organic chemical vapor deposition)를 이용하여 사파이어 기판 위에 $Al_{0.3}Ga_{0.7}N$/GaN 및 $Al_{0.3}Ga_{0.7}N/GaN/Al_{0.15}Ga_{0.85}N/GaN$ 이종접합 구조들을 성장하고, 이들 시료의 전자와 정공들 간의 구속 효과를 조사하기 위하여 광학적, 구조적 특성을 비교하였다. 저온 (10 K) photoluminescence 실험으로부터 $Al_{0.3}Ga_{0.7}N$/GaN 단일 이종접합 구조의 경우 3.445 eV에서 단일의 이차원 전자가스 (two-dimensional electron gas; 2DEG) 관련된 발광을 관찰한 반면, $Al_{0.3}Ga_{0.7}N/GaN/Al_{0.15}Ga_{0.85}N/GaN$ 다중 이종접합 구조의 경우 3.445 eV에서 뿐만 아니라, 3.42 eV에서 추가적인 2DEG 관련된 발광을 관찰 할 수 있었다. 이 두 개의 2DEG 관련 신호들의 근원을 조사하기 위하여 $Al_{0.3}Ga_{0.7}N/GaN/Al_{0.15}Ga_{0.85}N/GaN$ 다중 이종접합구조에서의 에너지 밴드 구조를 이론적으로 계산하여 실험과 비교한 결과, 하나의 2DEG에 의한 서로 다른 버금띠로 부터가 아닌 다중 구조에 형성된 두 개의 2DEG로부터의 신호로 해석되었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 1994년도 추계학술대회 논문집
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• pp.50-53
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• 1994

In this study. we report the properties of optically pumped stimulated emission at room temperature (RT) from column-III nitride semiconductors of GaN, GaInN, AlGaN/GaN double hetero-structure (DH) and AlGaN/GaInN DH which grown by low pressure metal-organic vapor phase epitaxy on sapphire substrate using an AIN buffer-layer. The peak wavelength of the stimulated emission at RT from AlGaN/GaN DH is 370nm and the threshold of excitation pumping power density (P$\_$th/) is about 89㎾/$\textrm{cm}^2$, and they from AlGaN/GaInN DH are 403nm and 130㎾/$\textrm{cm}^2$, respectively. The P$\_$th/ of AlGaN/GaN and AlGaN/GaInN DHs are lower than the bulk materials due to optical confinement within the active layers of GaN and GaInN. The optical gain and the polarization of stimulated emission characteristics are presented in this article.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2014년도 추계학술대회 논문집
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• pp.304-304
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• 2014

Quaternary Ti-Al-Si-N films were deposited on WC-Co substrates by a hybrid deposition system of arc ion plating (AIP) method for Ti-Al source and DC magnetron sputtering technique for Si incorporation. The synthesized Ti-Al-Si-N films were revealed to be composites of solid-solution (Ti,Al)N crystallites and amorphous $Si_3N_4$ by instrumental analyses. The Si addition in Ti-Al-N films affected the refinement and uniform distribution of crystallites by percolation phenomenon of amorphous silicon nitride, similarly to Si effect in TiN film. As the Si content increased up to about 9 at.%, the hardness of Ti-Al-N film steeply increased from 30 GPa to about 50 GPa. The highest microhardness value (~50 GPa) was obtained from the Ti-Al-Si-N film having the Si content of 9 at.%, the microstructure of which was characterized by a nanocomposite of $nc-(Ti,Al)N/a-Si_3N_4$.

• 열처리공학회지
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• 제10권2호
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• pp.138-149
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• 1997

TiN and AlN are ceramic materials with extensive applications due to its excellent mechanical and chemical properties at elevated temperature. The purpose of this research is to develop the method for the synthesis of ternary nitride powder, titanium-aluminum-nitrogen system, which have an excellent property of both TiN and AlN. The ternary nitride such as $Ti_3AlN$, $Ti_2AlN$ and $Ti_3Al_2N_2$ can be synthesized by the interdiffusion nitriding method in Ar gas, however, the ternary nitride coexist with TiN, AlN, $Ti_3Al$ and ${\alpha}$-Ti. The ternary nitride are stable below $1400^{\circ}C$, but these are gradually decomposed into TiN, $Ti_3Al$ and AlN above $1400^{\circ}C$. The thermal oxidation characteristics of the Ti-Al-N compound synthesized by the interdiffusion nitriding method is superior to that of the TiN+AlN mixed powder, and the oxidation for both materials show the differential behaviors.