• Title/Summary/Keyword: Cu도핑

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Cu 도핑된 ZnO 나노구조의 성장 시간 변화에 따른 구조적 및 광학적 특성

  • Bae, Yong-Jin;No, Yeong-Su;Yang, Hui-Yeon;Kim, Tae-Hwan
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2012.08a
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    • pp.405-405
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    • 2012
  • 에너지 갭의 크기가 큰 ZnO는 큰 여기자 결합과 높은 화학적 안정도를 가지고 있기 때문에 전자소자 및 광소자로 많이 응용되고 있다. ZnO는 광학적 및 전기적 성질의 여러 가지 장점 때문에 메모리, 나노발전기, 트랜지스터, 태양전지, 광탐지기 및 레이저와 같은 여러 분야에 많이 사용되고 있다. Zn와 쉘 구조가 비슷한 Cu 불순물은 우수한 luminescence activator이고 다양한 불순물 레벨을 만들기 때문에 전기적 및 광학적 특성을 변화하는데 좋은 도핑 물질이다. Cu가 도핑된 ZnO 나노구조를 전기화학적 증착법을 이용하여 형성하고, 형성시간의 변화에 따른 구조적 및 광학적 성질에 대한 관찰하였다. ITO 코팅된 유리 기판에 전기화학증착법을 이용하여 Cu 도핑된 ZnO를 성장하였다. Sputtering, pulsed laser vapor deposition, 화학기상증착, atomic layer epitaxy, 전자빔증발법 등으로 Cu 도핑된 ZnO 나노구조를 형성하지만 본 연구에서는 낮은 온도와 간단한 공정으로, 속도가 빠르고 가격이 낮아 경제적인 면에서 효율적인 전기 화학증착법으로 성장하였다. 반복실험을 통하여 Cu의 도핑 농도는 Zn과 Cu의 비율이 97:3이 되도록, ITO 양극과 Pt 음극의 전위차가 -0.75V로 실험조건을 고정하였고, 성장시간을 각각 5분, 10분, 20분으로 변화하였다. 주사전자현미경 사진에서 Cu 도핑된 ZnO는 성장 시간이 증가함에 따라 나노세선 형태에서 나노로드 형태로 변하였다. X-선 회절 측정결과에서 성장시간이 변화함에 따라 피크 위치의 변화를 관찰하였다. 광루미네센스 측정 결과는 Oxygen 공핍의 증가로 보이는 500~600 nm 대의 파장에서 나타난 피크의 위치가 에너지가 큰 쪽으로 증가하였다. 위 결과로부터 성장 시간에 따른 Cu 도핑된 ZnO의 구조적 및 광학적 특성변화를 관찰하였고, 이 연구 결과는 Cu 도핑된 ZnO 나노구조 기반 전자소자 및 광소자에 응용 가능성을 보여주고 있다.

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전기화학적 성장법을 사용하여 형성한 Cu 도핑된 ZnO 박막의 구조적 및 광학적 특성

  • Kim, Hyeong-Guk;No, Yeong-Su;Kim, Tae-Hwan
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2012.08a
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    • pp.406-406
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    • 2012
  • ZnO는 큰 여기자 결합 에너지, 낮은 유전 상수, 높은 화학적 안정도를 가지고 있기 때문에 전자소자 및 광소자로 많이 응용되고 있다. 여러 가지 불순물을 주입하여 ZnO의 전기적 및 광학적 성질을 향상시키기 위한 연구가 진행되고 있다. 여러 가지 불순물 중에 Zn와 물리적 및 화학적 성질이 유사한 Cu를 도핑하여 전기화학적성장(electrochemical deposition) 방법으로 ITO가 코팅된 유리 기판 위에 ZnO 박막을 성장하였다. Cu를 도핑하여 ZnO박막을 성장한 결과 구조적으로 ZnO 박막이 나노로드 형태에서 부분적으로 나노세선 또는 나노로드 형태로 변화함을 확인하였다. 광류미네센스 측정 결과는 벌크 ZnO 박막과 비교하여 Cu를 도핑함으로써 ZnO 나노세선이 3.37 eV의 에너지를 가지는 파장의 크기가 줄어들었고 여러 방향으로 ZnO 나노세선이 형성됨을 알 수 있었다. Cu를 도핑함으로써 ZnO 나노세선의 구조적 변화는 크기 않으나 에너지 밴드갭을 변화할 수 있음을 알 수 있었다. ZnO 나노세선의 광학적 성질을 Cu를 도핑하여 변화할 수 있음을 관측하였으며 불순물을 도핑하여 밴드갭을 변화하여 전자소자 및 광소자를 제작하는 기초지식으로 사용할 수 있다.

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A study on the synthesis and formation behavior of nanostructrued TiN films by metal doping (금속원소 도핑에 따른 초고경도 나노구조 TiN 박막의 합성 및 형성 거동에 관한 연구)

  • 명현식;한전건
    • Journal of the Korean Vacuum Society
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    • v.12 no.3
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    • pp.193-199
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    • 2003
  • Ti-Cu-N and Ti-Ag-N nanocomposite films with various copper and silver contents were synthesized by arc ion plating and magnetron sputtering hybrid system. The structure and mechanical properties of these films were found to be dependant on the copper and silver concentration. The maximum hardness of Ti-Cu-N and Ti-Ag-N films showed approximately 40 ㎬ below 2 at%Me. The role of soft metallic phase in Ti-Me-N nanosturctured films containing one hard and one soft phase is also discussed.

Structural, Optical and Photocatalyst Property of Copper-doped TiO2 Thin Films by RF Magnetron Co-sputtering (동시 스퍼터링법을 이용하여 Cu 도핑한 TiO2 박막의 구조적, 광학적 및 광분해 특성)

  • Heo, Min-Chan;Hong, Hyun-Joo;Hahn, Sung-Hong;Kim, Eui-Jung;Lee, Chung-Woo;Joo, Jong-Hyun
    • Korean Journal of Optics and Photonics
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    • v.17 no.1
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    • pp.104-109
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    • 2006
  • Cu-doped $TiO_2$ thin films were prepared by RF magnetron co-sputtering, and their structural, optical and photodegradation. properties were examined as a function of calcination temperature. XRD results showed that the crystallite size of Cu/$TiO_2$ thin films was bigger than that of the pure $TiO_2$ thin films. SEM results revealed that the agglomerated particle size of the Cu/$TiO_2$ films was more uniform and smaller than that of pure $TiO_2$ films. The absorption edge of thin films calcined at $900^{\circ}C$ was red shifted, resulting from the phase transformation from anatase to rutile phase, and the transmittance of the thin film rapidly decreased due to an increase in particle size. The photodegradation properties of the Cu/$TiO_2$ thin films were superior to those of the pure $TiO_2$ thin films.

Aqueous Synthesis and Luminescent Characteristics of Cu:ZnSe Quantum Dots by Internal Doping Method (내부 도핑 법에 의한 Cu 도핑 Cu:ZnSe 양자점의 수계 합성 및 발광 특성)

  • Back, Geum Ji;Hong, Hyun Seon
    • Journal of Powder Materials
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    • v.29 no.5
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    • pp.370-375
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    • 2022
  • Cu-doped ZnSe quantum dots were successfully synthesized in an aqueous solution using an internal doping method. The effects of ligand type, CuSe synthesis temperature, and heating time on Cu-doped ZnSe synthesis were systematically investigated. Of MPA, GSH, TGA, and NAC used as ligands, MPA was the optimal ligand as determined by PL spectrum analysis. In addition, the emission wavelength was found to depend on the synthesis temperature of the internal doping core of CuSe. As the temperature increased, the doping of Cu2+ was enhanced, and the emission wavelength band was redshifted; accordingly, the emission peaks moved from blue to green (up to 550 nm). Thus, the synthesis of Cu:ZnSe using internal doping in aqueous solutions is a potential method for ecomanufacturing of color-tuned ZnSe quantum dots for display applications.

Structural analysis and thermal expansion property of Cu doped LSM for SOFCs (Cu가 도핑된 LSM의 구조분석과 열팽창특성 연구)

  • Noh, Tai-Min;Ryu, Ji-Seung;Kim, Jin-Seong;Jeong, Cheol-Weon;Lee, Hee-Soo
    • Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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    • v.21 no.4
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    • pp.175-180
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    • 2011
  • The doping effect of Cu in the Sr-doped lanthan manganites (LSM) has been investigated in terms of structural analysis and thermal expansion coefficient (TEC). The $La_{0.8}Sr_{0.2}Mn_{1-x}Cu_xO_3$ ($0{\leq}x{\leq}0.3$) were prepared by solid state reaction method and their crystal structure and TEC were measured. A decrease in the lattice parameters and the TEC were observed with increase eu content, whereas they were decreased for x = 0.3. For $0{\leq}x{\leq}0.2$, the decrease of the lattice parameter and the TEC with increase Cu content were attributed to the reduction of ionic radius of Cu ions due to the presence of $Cu^{3+}$ ions. For x = 0.3, however, the increase was originated from the formation of oxygen vacancies due 10 the presence of $Cu^{2+}$ and $Mn^{4+}$.

Performance Characteristics of p-i-n type Organic Thin-film Photovoltaic Cell with Rubrene:CuPc Hole Transport Layer (Rubrene:CuPc 정공 수송층이 도입된 p-i-n형 유기 박막 태양전지의 성능 특성 연구)

  • Kang, Hak-su;Hwang, Jongwon;Kang, Yongsu;Lee, Hyehyun;Choe, Youngson
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • v.48 no.5
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    • pp.654-659
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    • 2010
  • We have investigated the effect of rubrene-doped CuPc hole transport layer on the performance of p-i-n type bulk hetero-junction photovoltaic device with a structure of ITO/PEDOT:PSS/CuPc: rubrene/CuPc:C60(blending ratio 1:1)/C60/BCP/Al and have evaluated the current density-voltage(J-V) characteristics, short-circuit current($J_{sc}$), open-circuit voltage($V_{oc}$), fill factor(FF), and energy conversion efficiency(${\eta}_e$) of the device. By rubrene doping into CuPc hole transport layer, absorption intensity in absorption spectra decreased. However, the performance of p-i-n organic type bulk hetero-junction photovoltaic device fabricated with crystalline rubrene-doped CuPc was improved since rubrene shows higher bandgap and hole mobility compared to CuPc. Increased injection currents have effected on the performance improvement of the present device with energy conversion efficiency(${\eta}_e$) of 1.41%, which is still lower value compared to silicone solar cell and many efforts should be made to improve organic photovoltaic devices.