본 논문에서는 혼합소스(mixed-source) HVPE(hydride vapor phase epitaxy)방법으로 선택성장(SAC: selective area growth) GaN/AlGaN 이종접합구조의 발광다이오드를 r-plane 사파이어 기판 위에 제작하였다. SAG-GaN/AlGaN DH(double heterostructure)는 고온 GaN 버퍼층, Te 도핑된 AlGaN n-클래딩층. Gan 활성층. Mg 도핑된 AlGaN p-클래딩층. Mg 도핑된 GaN p-캡층으로 구성되어있다. GaN/AlGaN 이종접합구조의 발광다이오드의 특성을 알아보기 위해 SEM을 통한 구조적 분석과 전류-전압 측정(I-V: current-voltage measurement), 전류-광출력(EL: electroluminescence) 측정을 통하여 전기적, 광학적 특성을 평가하였다.
The ZnSe epilayers were grown on the GaAs substrate by hot wall epitaxy. After the ZnSe epilayers treated in the vacuum-, Zn-, and Se-atmosphere, respectively, the defects of the epilayer were investigated by means of the low-temperature photoluminescence measurement. The dominant peaks at 2.7988 eV and 2.7937 eV obtained from the PL spectrum of the as-grown ZnSe epilayer were found to be consistent with the upper and the lower polariton peak of the exciton, $I_{2}$ ($D^{\circ}$, X), bounded to the neutral donor associated with the Se-vacancy. This donor-impurity binding energy was calculated to be 25.3 meV, The exciton peak, $I_{1}^{d}$ at 2.7812 eV was confirmed to be bound to the neutral acceptor corresponded with the Zn-vacancy. The $I_{1}^{d}$ peak was dominantly observed in the ZnSe/GaAs : Se epilayer treated in the Se-atmosphere. This Se-atmosphere treatment may convert the ZnSe/GaAs : Se epilayer into the p-type. The SA peak was found to be related to a complex donor like a $(V_{se}-V_{zn})-V_{zn}$.
Planar Hall effect of ferromagnetic GaMnAs thin films was investigated for the first time. The films were grown in an optimized growth condition via molecular beam epitaxy at low temperatures. For the optimization of the growth conditions, we used reflection high-energy electron diffraction, electrical conductivity, double crystal x-ray diffraction, and superconducting quantum interference device measurements techniques. We observed that the difference between the longitudinal resistance and the transverse resistance matches the planar Hall resistance. The ratio of the planar Hall resistance at saturation magnetic field to that at zero reached above 500%.
Growth characteristics and microstructure of AIN thin films grown by plasma assisted molecular beam epitaxy on Si substrates have been investigated. Growing temperature and substrate orientation were chosen as major variables of the experiment. Reflection high energy electron diffraction (RHEED), X-ray diffraction (XRD), atomic force microscopy (AFM) and transmission electron microscopy/diffraction (TEM/TED) techniques were employed to characterize the micorstructure of the films. On Si(100) substrates, AlN thin films were grown along the hexagonal c-axis preferred orientation at temperature range 850-90$0^{\circ}C$. However on Si(111), the AlN films were epitaxially grown with directional coherency in AlN(0001)/Si(111), AlN(1100)/Si(110), and AlN(1120)/Si(112) at 85$0^{\circ}C$ and the epitaxial coherencry seemed to be slightly distorted with increasing temperature. The microstructure of AlN thin films on Si(111) substrates showed that the films include a lot of crystal defects and there exist micro-gaps among the columns.
Growth characteristics and microstructure of AlN thin films grown by plasma assisted molecular beam epitaxy on Si substrates have been investigated. Growing temperature and substrate orientation were chosen as major variables of the experiment. Reflection high energy electron diffraction (RHEED), X-ray diffraction (XRD), atomic force microscopy (AFM) and transmission electron microscopy/diffraction (TEM/TED) techniques were employed to characterize the microstructure of the films. On Si(100) substrates, AlN thin films were grown along the hexagonal c-axis preferred orientation at temperature range 850-90$0^{\circ}C$. However on Si(111), the AlN films were epitaxially grown with directional coherency in AlN(0001)/Si(111), AlN(1100)/Si(110), and AlN(1120)/Si(112) at 85$0^{\circ}C$ and the epitaxial coherencry seemed to be slightly distorted with increasing temperature. The microstructure of AlN thin films on Si(111) substrates showed that the films include a lot of crystal defects and there exist micro-gaps among the columns.
The stochiometric mix of evaporating materials for the $CdGa_2Se_4$ single crystal thin films was prepared from horizontal furnace. To obtain the single crystal thin films, $CdGa_2Se_4$ mixed crystal was deposited on thoroughly etched semi-insulating GaAs(100) substrate by the Hot Wall Epitaxy (HWE) system. The source and substrate temperature were $630^{\circ}C\;and\;420^{\circ}C$, respectively. After the as-grown single crystal $CdGa_2Se_4$ thin films were annealed in Cd-, Se-, and Ga -atmospheres, the origin of point defects of single crystal $CdGa_2Se_4$ thin films has been investigated by PL at 10 K. The native defects of $V_{Cd},\;V_{Se},\;Cd_{int},\;and\;Se_{int}$ obtained by PL measurements were classified as donors or acceptors. And we concluded that the heat-treatment in the Cd-atmosphere converted single crystal $CdGa_2Se_4$ thin films to an optical p-type. Also, we confirmed that Ga in $CdGa_2Se_4$/GaAs did not form the native defects because Ga in single crystal $CdGa_2Se_4$ thin films existed in the form of stable bonds.
$CuInSe_2$ single crystal thin film was deposited on thoroughly etched semi-insulating GaAs(100) substrate by the hot wall epitaxy (HWE) system. After the as-grown $CuInSe_2$ single crystal thin films was annealed in Cu-, Se-, and In-atmospheres, the origin of point defects of $CuInSe_2$ single crystal thin films has been investigated by the photoluminescence(PL) at 10 K. The native defects of $V_{Cu}$, $V_{Se}$, $Cu_{lnt}$, and $Se_{lnt}$ obtained by PL measurements were classified as a donors or acceptors type. And we concluded that the heat-treatment in the Cu-atmosphere converted $CuInSe_2$ single crystal thin films to an optical n-type. Also, we confirmed that In in $CuInSe_2$/GaAs did not form the native defects because In in $CuInSe_2$ single crystal thin films existed in the form of stable bonds.
The stochiometric mixture of evaporating materials for the $CuInTe_2$ single crystal thin films was prepared from horizontal furnace. To obtain the single crystal thin films, $CuInTe_2$ mixed crystal was deposited on throughly etched GaAs(100) by the Hot Wall Epitaxy(HWE) system. The source and substrate temperature were $610^{\circ}C\;and\;450^{\circ}C$ respectively, and the growth rate of the single crystal thin films was about $0.5{\mu}m/h$. The crystalline structure of single crystal thin films was investigated by the double crystal X-ray diffraction(DCXD). From the photocurrent spectra, we have found that values of spin orbit coupling ${\Delta}So$ and crystal field splitting ${\Delta}Cr$ ware $0.283{\underline{3}}eV\;and\;0.120{\underline{0}}eV$, respectively.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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