• 한국결정성장학회지
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• 제10권3호
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• pp.189-198
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• 2000

수평전기로에서 $CuGaSe_2$다결정을 합성하여 HWE(Hot Wall Epitaxy) 방법으로 $CuGaSe_2$단결정 박막을 반절연 성 GaAs(100)기판 위에 성장하였다. $CuGaSe_2$단결정박막은 증발원의 온도를 $610^{\circ}C$, 기판의 온도를 $450^{\circ}C$로 성장하였다. 이때 성장된 단결정 박막의 두께는 2.1$\mu\textrm{m}$였다. 단결정 박막의 결정성의 조사에서 20K에서 광발광(photoluminescence) 스펙트럼이 672.6nm(1.8432 eV)에서 exciton emission 스펙트럼이 가장 강하게 나타났으며, 또한 이중결정 X-선 요동곡선(DCRC)의 반폭치(FWHM)도 138 arcsec로 가장 작아 최적 성장 조건임을 알 수 있었다. Hall 효과는 van der Pauw 방법에 의해 측정되었으며, 온도에 의존하는 운반자 농도와 이동도는 293 K에서 각각 $4.87{\times}10^{23}$ electron/$m^{23}$ , $1.29{\times}10^{-2}$$\m^2$/v-s였다. $CuGaSe_2$ 단결정 박막의 광전류 단파장대 봉우리들로부터 20K에서 측정된 $\Delta$Cr(crystal field splitting)은 약 0.0900 eV $\Delta$So(spin orbit coupling)는0.2493 eV였다. 20K에서 광발광 봉우리의 667.6nm(1.8571 eV)는 free exciton($E_x$), 672.6nm(1.8432 eV)는 acceptor-bound exciton 인 $I_2$와 679.3nm(1.8251 eV)는 donor-bound exciton인 $I_1$였다. 또한 690.9nm(1.7945 eV)는 donor-acceptor pair(DAP) 발광 $P_0$이고 702.4nm(1.7651 eV)는 DAP-replica $P_1$, 715.0nm(1.7340 eV)는 DAP-replica $P_2$, 728.9nm(1.7009 eV)는 DAP-replica $P_3$, 741.9nm(1.6711 eV)는 DAP-replica $P_4$로 고찰된다. 912.4nm(1.3589 eV)는 self activated(SA)에 기인하는 광발광 봉우리로 고찰되었다.

• 한국결정성장학회지
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• 제10권6호
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• pp.425-433
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• 2000

수평 전기로에서 $CuGaTe_2$다결정을 합성하여 HWE 방법으로 $CuGaTe_2$단결정 박막을 반절연성 GaAs (100) 위에 성장하였다. $CuGaTe_2$단결정 박막은 증발원과 기판의 온도를 각각 $670^{\circ}C$, $410^{\circ}C$로 성장하였다. 이때 단결정 박막의 결정성이 10K에서 측정한 광발광 스펙트럼은 954.5 nm(1.2989 eV) 근처에서 exciton emission 스펙트럼이 가장 강하게 나타났으며, 또한 이중결정 X-선 요동곡선(DCRC)의 반폭치(FWHM)도 139arcsec로 가장 작게 측정되어 최적 성장 조건임을 알 수 있었다. Hall효과는 van der Pauw 방법에 의해 측정되었으며, 온도에 의존하는 운반자 농도와 이동도는 293 K에서 각각 $8.72{\times}10{23}$개 $\textrm m^3$, $3.42{\times}10^{-2}$ $\textrm m^2$/V.s였다. 상온에서 $CuGaTe_2$단결정 박막의 광흡수 특성으로부터 에너지 띠간격이 1.22 eV였다. Bandedge에 해당하는 광전도도 peak의 온도 의존성은 varshni 관계식으로 설명되었으며, varshni 관계식의 상수값은 $E_g$(0) = 1.3982 eV, $\alpha$ = $4.27{\times}10^{-4}$eV/K, $\beta$ = 265.5K로 주어졌다. $CuGaTe_2$단결정 박막의 광전류 단파장대 봉우리들로부터 10K에서 측정된$\Delta$cr(crystal field splitting)은 0.0791 eV, $\Delta$s.o(spin orbit coupling)는 0.2463 eV였다. 10K에서 광발광 봉우리의 919.8nm(1.3479 eV) free exciton($E_x$), 954.5nm(1.2989 eV)는 donor-bound exciton 인 $I_2(D^0,X)$와 959.5nm(1.2921 eV)는 acceptor-bound exciton 인 $I_1(A_0, X)$이고, 964.6nm(1.2853 eV)는 donor-acceptor pair(DAP) 발광, 1341.9nm(0.9239 eV)는 self activated(SA)에 기인하는 광발광 봉우리로 고찰되었다.

• 한국결정성장학회지
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• 제14권6호
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• pp.244-252
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• 2004

$CuISe_2$ 단결정 박막은 수평 전기로에서 합성한 $CuInSe_2$ 다결정을 증발원으로하여, hot wall epitaxy(HWE) 방법으로 증발원과 기판(반절연성-GaAs(100))의 온도를 각각 $620^{\circ}C$, $410^{\circ}C$로 고정하여 단결정 박막을 성장하였다. 이때 단결정 박막의 결정성은 광발광 스펙트럼과 이중결정 선 요동곡선(DCRC) 으로 부터 구하였다. Hall 효과는 van der Pauw 방법에 의해 측정되었으며, 293K에서 운반자 농도와 이동도는 각각 $9.62\times10^{16}/\textrm{cm}^3$, 296 $\textrm{cm}^2$/Vㆍs 였다. $CuAlSe_2$/Si(Semi-Insulated) GaAs(100) 단결정 박막의 광흡수와 광전류 spectra를 293k에서 10K까지 측정하였다. 광흡수 스펙트럼으로부터 band gap $E_g$(T)는 Varshni 공식에 따라 계산한 결과 1.1851 eV-($8.99\times10^{-4} eV/K)T^2$/(T+153k)였다. 광전류 스펙트럼으로 부터 Hamilton matrix(Hopfield quasicubic mode)법으로 계산한 결과 crystal field splitting Δcr값이 0.0087eV이며 spin-orbit Δso값은 0.2329 eV임을 확인하였다. 10K일 때 광전류 봉우리들은 n = 1일때 $A_1-, B_1$-와 $C_1$-exciton봉우리임을 알았다.

• 한국결정성장학회지
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• 제13권3호
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• pp.132-138
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• 2003

수평 전기로에서 $CdIn_2Te_4$ 다결정을 용응법으로 합성하고 Bridgman법으로 tetragonal structure의 $CdIn_2Te_4$ 단견정을 성장시켰다. c축에 수직한 시료의 광흡수와 광전류 spectra를 293k에서 10K까지 측정하였다. Hall효과는 van der Pauw 방법에 의해 측정되었으며, 온도에 의존하는 운반자 농도와 이동도는 293 K에서 각각 $8.61\times 10^{16}\textrm{cm}^3,\;242\textrm{cm}^$V .s였다. $CdIn_2Te_4$ 단결정의 광흡수와 광전류 spectra를 293k에서 10K까지 측정하였다. 광흡수 스펙트럼으로부터 band gap $E_g$(T)는 Varshni 공식에 따라 계산한 결과 $1.4750ev - (7.69\times10^{-3})\; ev/k)\;T^2$/(T + 2147k)이었다. 광전류 스펙트럼으로부터 Hamilton matrix(Hopfield quasicubic mode)법으로 계산한 결과 crystal field splitting Δcr값이 0.2704 eV이며 spin-orbit $\Delta$so값은 0.1465 eV임을 확인하였다. 10K일 때 광전류 봉우리들은 n : 1일때 $A_\;{1-} B_\;{1-}$와 $C_\;{1-}$-exciton봉우리임을 알았다

• 한국결정성장학회지
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• 제17권5호
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• pp.179-186
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• 2007

[ $CdGa_2Se_4$ ] 단결정 박막을 수평 전기로에서 합성한 $CdGa_2Se_4$ 다결정을 증발원으로하여, hot wall epitaxy(HWE) 방법으로 증발원과 기판(반절연성-GaAs(100))의 온도를 각각 $630^{\circ}C,\;420^{\circ}C$로 고정하여 성장하였다. 이때 단결정 박막의 결정성은 광발광 스펙트럼과 이중결정 X-선 요동곡선(DCRC)으로 부터 구하였다. Hall 효과는 van der Pauw 방법에 의해 측정되었으며, 293K에서 운반자 농도와 이동도는 각각 $8.27{\times}10^{17}cm^{-3},\;345cm^2/V{\cdot}s$였다. $CdGa_2Se_4/SI$(Semi-Insulated) GaAs(100) 단결정 박막의 광흡수와 광전류 spectra를 293K에서 10K까지 측정하였다. 광흡수 스펙트럼으로부터 band gap $E_g(T)$는 Varshni 공식에 따라 계산한 결과 $E_g(T)=2.6400eV-(7.721{\times}10^{-4}eV/K)T^2/(T+399K)$였다. 광전류 스펙트럼으로부터 Hamilton matrix(Hopfield quasicubic mode)법으로 계산한 결과 crystal field splitting 에너지 ${\Delta}cr$값이 106.5meV이며 spinorbit 에너지 ${\Delta}so$값은 418.9meV임을 확인하였다. 10K일 때 광전류 세 봉우리들은 $A_{1^-},\;B_{1^-}$와 $C_{11}-exciton$ 봉우리임을 알았다.

• 한국재료학회지
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• 제23권12호
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• pp.714-721
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• 2013

A stoichiometric mixture of evaporating materials for $ZnAl_2Se_4$ single-crystal thin films was prepared in a horizontal electric furnace. These $ZnAl_2Se_4$ polycrystals had a defect chalcopyrite structure, and its lattice constants were $a_0=5.5563{\AA}$ and $c_0=10.8897{\AA}$.To obtain a single-crystal thin film, mixed $ZnAl_2Se_4$ crystal was deposited on the thoroughly etched semi-insulating GaAs(100) substrate by a hot wall epitaxy (HWE) system. The source and the substrate temperatures were $620^{\circ}C$ and $400^{\circ}C$, respectively. The crystalline structure of the single-crystal thin film was investigated by using a double crystal X-ray rocking curve and X-ray diffraction ${\omega}-2{\theta}$ scans. The carrier density and mobility of the $ZnAl_2Se_4$ single-crystal thin film were $8.23{\times}10^{16}cm^{-3}$ and $287m^2/vs$ at 293 K, respectively. To identify the band gap energy, the optical absorption spectra of the $ZnAl_2Se_4$ single-crystal thin film was investigated in the temperature region of 10-293 K. The temperature dependence of the direct optical energy gap is well presented by Varshni's relation: $E_g(T)=E_g(0)-({\alpha}T^2/T+{\beta})$. The constants of Varshni's equation had the values of $E_g(0)=3.5269eV$, ${\alpha}=2.03{\times}10^{-3}eV/K$ and ${\beta}=501.9K$ for the $ZnAl_2Se_4$ single-crystal thin film. The crystal field and the spin-orbit splitting energies for the valence band of the $ZnAl_2Se_4$ were estimated to be 109.5 meV and 124.6 meV, respectively, by means of the photocurrent spectra and the Hopfield quasicubic model. These results indicate that splitting of the ${\Delta}so$ definitely exists in the ${\Gamma}_5$ states of the valence band of the $ZnAl_2Se_4/GaAs$ epilayer. The three photocurrent peaks observed at 10 K are ascribed to the $A_1$-, $B_1$-exciton for n = 1 and $C_{21}$-exciton peaks for n = 21.

• 센서학회지
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• 제23권2호
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• pp.134-141
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• 2014

A stoichiometric mixture of evaporating materials for $BaIn_2Se_4$ epilayers was prepared from horizontal electric furnace. To obtain the single crystal thin films, $BaIn_2Se_4$ mixed crystal was deposited on thoroughly etched semi-insulating GaAs(100) substrate by the Hot Wall Epitaxy (HWE) system. The source and substrate temperatures were $620^{\circ}C$ and $400^{\circ}C$, respectively. The crystalline structure of the epilayers was investigated by the photoluminescence and double crystal X-ray diffraction (DCXD). The carrier density and mobility of $BaIn_2Se_4$ epilayers measured from Hall effect by van der Pauw method are $8.94{\times}10^{17}cm^{-3}$ and 343 $cm^2/vs$ at 293 K, respectively. The temperature dependence of the energy band gap of the $BaIn_2Se_4$ obtained from the absorption spectra was well described by the Varshni's relation, $E_g(T)$=2.6261 eV-$(4.9825{\times}10^{-3}eV/K)T^2/(T+558 K)$. The crystal field and the spin-orbit splitting energies for the valence band of the $BaIn_2Se_4$ have been estimated to be 116 meV and 175.9 meV, respectively, by means of the photocurrent spectra and the Hopfield quasicubic model. These results indicate that the splitting of the ${\Delta}so$ definitely exists in the ${\Gamma}_5$ states of the valence band of the $BaIn_2Se_4/GaAs$ epilayer. The three photocurrent peaks observed at 10 K are ascribed to the $A_1-$, $B_1$-exciton for n = 1 and $C_{21}$-exciton peaks for n=21.

• 센서학회지
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• 제24권6호
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• pp.404-411
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• 2015

A stoichiometric mixture of evaporating materials for $BaAl_2Se_4$ single crystal thin films was prepared from horizontal electric furnace. To obtain the single crystal thin films, $BaAl_2Se_4$ mixed crystal was deposited on thoroughly etched semi-insulating GaAs(100) substrate by the Hot Wall Epitaxy (HWE) system. The source and substrate temperatures were $610^{\circ}C$ and $410^{\circ}C$, respectively. The crystalline structure of the single crystal thin films was investigated by the photoluminescence and double crystal X-ray diffraction (DCXD). The carrier density and mobility of $BaAl_2Se_4$ single crystal thin films measured from Hall effect by van der Pauw method are $8.29{\times}10^{-16}cm^{-3}$ and $278cm^2/vs$ at 293 K, respectively. The temperature dependence of the energy band gap of the $BaAl_2Se_4$ obtained from the absorption spectra was well described by the Varshni's relation, $E_g(T)=3.4205eV-(4.3112{\times}10^{-4}eV/K)T^2/(T+232 K)$. The crystal field and the spin-orbit splitting energies for the valence band of the $BaAl_2Se_4$ have been estimated to be 249.4 meV and 263.4 meV, respectively, by means of the photocurrent spectra and the Hopfield quasicubic model. These results indicate that the splitting of the ${\Delta}so$ definitely exists in the ${\Gamma}_5$ states of the valence band of the $BaAl_2Se_4/GaAs$ epilayer. The three photocurrent peaks observed at 10 K are ascribed to the $A_1$-, $B_1$-exciton for n =1 and $C_{31}$-exciton peaks for n=31.

• 한국결정성장학회지
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• 제9권2호
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• pp.180-184
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• 1999

수집 Bridgman 법을 이용하여 $Mg_{0.15}Zn_{0.85}Te$ 와 $Mg_{0.15}Zn_{0.85}Te:Co^{2+}$(0.001%) 단결정을 성장시켰다. 성장된 시료들에 대하여 광흡수 특성을 연구하였다. 광흡수결과 $Mg_{0.15}Zn_{0.85}Te$단결정에서는 exciton과 관련된 흡수 peak들이 나타났으며, 이 peak들은 온도증가와 함께 장파장쪽으로 이동하였고, 100K이상의 온도에서 excitionic band gap의 온도계수 $-5.8{\times}10^{-4}\;eV/K$eV/K 이었다. $Mg_{0.15}Zn_{0.85}Te$ : $Co^{2+}$단결정에서는 $Co^{2+}$이온에 기인된 $A-band:^4A_2(^4F) {\to}^4T_1(^4F),\; B-band:\; ^4A_2(^4F){\to}^4T_1(^4P)$의 intracenter 전이와 흡수단 부근에서 charge transfer에 기인한 photoionization transition에 관련된 C-band를 6--~770nmdnk 파장영역에서 관측하였다. 이들을 결정장 이론과 Lucovsky formular에 의해 결정장 매개변수와 Racah 매개변수, 전하이동 에너지 값을 결정하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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• pp.144-145
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• 2009

Single crystal $CdGa_2Se_4$ layers were grown on a thoroughly etched semi-insulating GaAs(100) substrate at $420^{\circ}C$ with the hot wall epitaxy (HWE) system by evaporating the poly crystal source of $CdGa_2Se_4$ at $630\;^{\circ}C$. The crystalline structure of the single crystal thin films was investigated by the photoluminescence and double crystal X-ray diffraction (DCXD). The carrier density and mobility of single crystal $CdGa_2Se_4$ thin films measured with Hall effect by van der Pauw method are $8.27\;\times\;10^{17}\;cm^{-3}$, $345\;cm^2/V{\cdot}s$ at 293 K, respectively. The photocurrent and the absorption spectra of $CdGa_2Se_4$/SI(Semi-Insulated) GaAs(100) are measured ranging from 293 K to 10K. The temperature dependence of the energy band gap of the $CdGa_2Se_4$ obtained from the absorption spectra was well described by the Varshni's relation, $E_g$(T) = 2.6400 eV - ($7.721\;{\times}\;10^{-4}\;eV/K)T^2$/(T + 399 K). Using the photocurrent spectra and the Hopfield quasi cubic model, the crystal field energy(${\Delta}cr$) and the spin-orbit splitting energy(${\Delta}so$) for the valence band of the $CdGa_2Se_4$ have been estimated to be 106.5 meV and 418.9 meV at 10 K, respectively. The three photocurrent peaks observed at 10 K are ascribed to the $A_1$-, $B_1$-, and $C_{11}$-exciton peaks.