• Title/Summary/Keyword: Ga doping

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Growth Behavior of Ga-Doped ZnO Thin Films on Au/SiNx/Si(001) Substrate Grown by RF Sputtering

  • Kim, Ju-Hyeon;Lee, Mu-Seong;Gang, Hyeon-Cheol
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2013.02a
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    • pp.463-463
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    • 2013
  • This paper reports the synthesis and characterization of ZnO:Ga nano-structures deposited on Au/SiNx/Si(001) by radio-frequency sputtering. The effect of the temperature on the microstructure of the as-grown ZnO:Ga thin films was examined. The growth mode of ZnO:Ga nano-structures can be explained by the profile coating, i.e. the ZnO nano-structures were formed with a morphological replica of Au seeds. Initially, the ZnO:Ga nano-structures were overgrown on top of Au nano-crystals. Small ZnO:Ga nano-dots were then nucleated on hexagonal ZnO:Ga discs.

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Determination of optical constants and structures of ZnO:Ga films using spectroscopic ellipsometry (분광타원법을 이용한 ZnO:Ga 박막의 광학상수 및 두께 결정)

  • 신상균;김상준;김상열;유윤식
    • Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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    • 2003.07a
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    • pp.38-39
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    • 2003
  • 전기적 저항이 낮은 투명 박막 물질은 현재 flat panel display, electroluminescent device, thin film transistor, solar cell 등 여러 분야에서 연구되고 있다. 그 중에서도 특히 ZnO:Ga는 현재 많이 쓰이는 ITO보다 화학적, 열적으로 안정한 상태를 보이는 투명 전도 산화막 물질로써 본 연구에서는 분광타원법을 이용하여 ZnO:Ga의 광학적 특성을 분석하였다. 본 연구를 위한 시료는 온도에 따른 ZnO:Ga/Sapphire 박막, $O_2$의 압력에 따른 ZnO:Ga/Sapphire 박막, Ga의 doping 농도에 따른 ZnO:Ga/Sapphire 박막으로 제작하였으며, 위상변조형 분광타원계(spectroscopic Phase Modulated Ellipsometer, Jobin-Yvon, UVISEL)를 사용하여 측정대역을 0.74 ~ 4.5 eV, 입사각을 70$^{\circ}$로 하여 측정하였다. (중략)

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Terahertz Generation and Detection Using InGaAs/InAlAs Multi Quantum Well

  • Park, Dong-U;Han, Im-Sik;No, Sam-Gyu;Ji, Yeong-Bin;O, Seung-Jae;Seo, Jin-Seok;Jeon, Tae-In;Kim, Jin-Su;Kim, Jong-Su
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2013.08a
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    • pp.205-205
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    • 2013
  • 테라헤르쯔(terahertz: THz)파는 0.1~10 THz 의 범위로 적외선과 방송파 사이에 광대역 주파수 스펙트럼을 차지하고 있으며 직진성, 투과성, 그리고 낮은 에너지 (meV)를 가지고 있어 비 파괴적이고 무해한 장점을 지니고 있다. Ti:sapphire laser와 같은 femto-pulse source 등이 많은 발전이 되어 현재 많은 연구와 발전이 이루어지고 있다. femto-pulse source를 이용한 THz 응용에서는 높은 저항, 큰 전자 이동도, 그리고 아주 짧은 전하수명의 기판을 요구하는데 저온에서 성장한 (low-temperature grown : LT) GaAs는 격자 내에 Gallium 자리에 Arsenic이 치환 하면서 AsGa antisite가 발생하여 전하수명을 짧아지는 것을 응용하여 가장 많이 이용되고 있다. 현재 THz 응용분야에서 보다 작고 가격경쟁력이 있는 광통신을 이용한 THz photomixer등이 활발히 연구 하고 있다. 광섬유 내에서 손실과 분산이 최소값을 가지는 부분이 1.55 ${\mu}m$ 부근이고 In0.53Ga0.47As 기판을 이용하였을 때 여기에 완벽하게 만족하게 된다. 하지만 LT-InGaAs 의 경우 AsGa antisite로 인하여 carrier lifetime은 짧아지지만 높은 n-type 전하밀도를 가지게 된다. 이때 Be을 doping하여 전하밀도를 보상하여 높은 저항을 유지해야 하는데 Be의 활성화를 위해서는 열처리를 필요로 한다. 하지만 열처리를 하면 carrier lifetime이 길어지기 때문에 carrier lifetime과 저항을 적절히 조율해야 한다. 이는 물질자체의 특성이기 때문에 InGaAs는 GaAs보다 낮은 amplitude와 짧은 cut-off frequency를 가진다. 본 연구에서는 보다 높은 저항을 얻기 위하여 molecular beam epitaxy를 이용하여 semi-insulating InP:Fe 기판위에 격자 정합된 InGaAs:Be/InAlAs multi quantum well (MQW)를 온도별 ($250{\sim}400^{\circ}C$), 주기별 (50~150)로 성장을 하였고 이때 InGaAs layer의 Be doping level은 $2{\times}1018\;cm^{-3}$, Ex-situ annealing은 $550^{\circ}C$에서 10분으로 고정 하였다. THz 발생 실험에서는 InGaAs/InAlAs MQW은 4000 pA로 1,000 pA를 가지는 InGaAs epilayer보다 4배 높은 전류 신호를 얻을 수 있었고 모든 샘플이 2 THz에서 cut-off frequency를 가지고 있었다. THz 검출 실험에서는 LT-InGaAs:Be epilayer LT-InGaAs:Be/InAlAs, HT-InGaAs/InAlAs 샘플이 각각 180, 9000, 12000 pA의 전류신호를 가지고 있었고 모든 샘플이 2 THz에서 cut-off frequency를 가지고 있었다. HT-InGaAs/InAlAs MQW를 이용한 검출실험에서는 InGaAs layer가 defect free이지만 LT-InGaAs:Be/ InAlAs MQW 보다 높은 전류 신호를 얻을 수 있었다. 이는 InAlAs layer가 저항만 높이는 것뿐만 아니라 carrier trapping layer로써의 역할도 하는 것으로 사료된다.

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Luminescence Properties of $Dy^{3+}-(or Tm^{3+}-)$ Doped $Ga_2O_3$ and $ZnGa_2O_4$ Phosphors

  • Ryu, Ho-Jin;Park, Hee-Dong
    • The Korean Journal of Ceramics
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    • v.3 no.2
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    • pp.134-138
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    • 1997
  • $Dy^{3+}-(or Tm^{3+}-)$ doped $Ga_2O_3 \;and\; ZnGa_2O_4$ phosphors were prepared using the solid state reaction method to investigate their photoluminescent characteristics. Under 254 nm excitation, $Dy^{3+}-doped Ga2_O_3$ exhibited two emission bands of 460~505nm and 570~600nm. On the other hand, $Dy^{3+}-(or Tm^{3+}-)$ doped $ZnGa_2O_4 $phosphors exhibited a broad-band emission extending from 330 nm to 610 nm, peaking at about 430 nm(or 370 nm). In this study, an emission peak shift of nealy 50 nm towards longer wavelength region was observed with $Dy^{3+}$ doping in the $ZnGa_2O_4 $.

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Design of an AlGaAs/GaAs Double-Heterojunction Power FET (AlGaAs/GaAs double-heterojunction 전력용 FET의 설계)

  • 박인식;김상명;신석현;이진구;신재호;김도현
    • Journal of the Korean Institute of Telematics and Electronics A
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    • v.30A no.8
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    • pp.57-62
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    • 1993
  • In this paper, both feasible power gain and power added efficiency at the operating center frequency of 12 GHz are stressed to design a power FET with double-heterjunction structure. The variable parameters or the design are the unit gate width, the gate length, the doping density of AlGaAs, the AlGaAs thickness, the spacer thickness, the Al mole fraction, and the GaAs well thickness. The results of simulation for the FET with 1.mu.m gate length show that the power gain and the power added efficiency are 10.2 dB and 36.3% at 12GHz, respectively. An extrapolation of the relation between current gain and unilateral gain yields a 17 GHz cutoff frequency and 43GHz maximum frequency of oscillation. The calculation of the current versus voltage characteristics show that the output power of the device is about 0.62W.

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The Luminescent Properities of Li and Tm Doped $ZnGa_2$$O_4$Phosphors (Li, Tm이 도핑된 $ZnGa_2$$O_4$형광체의 발광특성)

  • 김용태;류호진;박희동;최대규;이명진;정경원;전애경;윤기현
    • Journal of the Korean Ceramic Society
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    • v.38 no.2
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    • pp.112-116
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    • 2001
  • 고상반응법에 의한 제조한 ZnGa$_2$O$_4$형광체에 Li 및 Tm 원소를 도핑함에 따른 발광특성을 조사하였다. 254nm 여기 하에서, 환원 처리된 ZnGa$_2$O$_4$형광체는 245nm에서 흡수피크와 380nm에서 발광피크를 나타내며, 이는 스피넬 구조에서 Ga$^{3+}$ 이온의 $^4$T$_2$$\longrightarrow$$^4$A$_2$천이에 기인한다. ZnGa$_2$O$_4$형광체에 있어서 Li 및 Tm을 도핑했을 경우가 도핑하지 않은 시료에 비해 발광강도 및 색순도가 개선되었으며, Li 및 Tm을 각각 0.1 mol, 0.01 mol 첨가했을 때 가장 우수한 발광강도 및 색순도 특성을 보였다.

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Effects of Doping Concentration and Microstructures on Photoluminescence Dispersion of InGaAsP Semiconductors (InGaAsP 에피막의 도핑농도 및 미세조직구조가 photoluminescence 분산특성에 미치 는 영향)

  • 이종원
    • Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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    • v.4 no.2
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    • pp.71-78
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    • 1997
  • 본 논문에서는 InGaAsP 에피막에서 도핑 농도와 에피막의 미세조직구조가 photoluminescence (PL) 스펙트럼의 위치 및 형상에 어떤 영향을 미치는가를 연구하였고, 그 결과를 설명하기 위해 가능한 모델을 제시하였다. InGaAsP 에피막(발진파장 ~1.3$\mu$m) 을 액상증착법(liquid phase epitaxy, LPE)으로 성장하여 9K에서 PL측정을 했을 때 InGaAsP 활성층 내 Zn 억셉터의 유무에 따라 PL 피크의 위치가 최대 30nm (24meV)까지 shift하고 피크의 선폭도 넓어지는 현사을 발견하였다. 이와같은 피크 분산현상은 inGaAsP 에피막이 유기금속 기상증착법으로 성장되거나 Zn로 고농도로 도핑되거나 고온에서 어닐링 될 경우 대폭 감소하였다. 이를 설명하기 위해 여러 가지 모델을 설정하여 실험을 하였으며 이 중 InGaAsP 에피막의 미세조직구조 특히 Spinodal 분해에 의한 조성이 모듈레이션과 Zn의 상호작용의 관계가 이 현상을 설명하는 데 가장 적절하다는 것을 밝혔다.

Preparation and Luminescent Properties of Zn2SiO4:Mn, Ga Phosphors (Zn2SiO\4:Mn, Ga 형광체의 제조와 발광특성)

  • Lee, Ji-Young;Yu, Yun-Sik;Yu, Il
    • Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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    • v.22 no.2
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    • pp.158-162
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    • 2009
  • $Zn_2SiO_4$:Mn green phosphors doped with Ga for PDP were synthesized by solid state reaction method. Photoluminescence measurements showed a new emission peak at around 600 nm for $Zn_2SiO_4$:Mn phosphors doped with Ga. Also, the luminescent color with doping $Ga^{3+}$ in the $Zn_2SiO_4$:Mn phosphors changed to green from yellowish green. Consequently, the new peak and charge of the luminescent color in the $Zn_2SiO_4$:Mn, Ga phosphors were attributed to $^2E{\rightarrow}^6A_2$ transition of $Mn^{4+}$.

Band alignments in Al-doped GaInAsSb/GaSb heterojunctions (Al이 도핑된 GaInAsSb/GaSb의 경계면에서의 밴드정렬)

  • Shim, Kyurhee
    • Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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    • v.26 no.6
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    • pp.225-231
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    • 2016
  • The valence band maximum (VBM) and conduction band minimum (CBM) of Al-doped GaInAsSb alloys substrated on GaSb are calculated by using an analytic approximation based on the tight binding method. The relative positions of the VBM and CBM between Al-GaInASSb and GaSb determine band alignement type, valence band offset (VBO) and conductin band offset (CBO) for the heterojunctions. In this study, aluminium doping is assumed to be substituted in the cation site and limited up to 20 % because it can easily oxidize and degrade materials. It is found that the Al-doped alloys exhibit type-II band alignments over the entire composition range and make the band gaps increase, whereas the VBO and CBO decrease. The decreasing rate of VBO is higher than that of CBO, which implies the Al components play a decisive role in controlling electrons at the interface. The Al-dopled GaInAsSb alloy has a direct band gap induced by $E({\Gamma})$ with a considerable distance from the E(L) and E(X), however, $E({\Gamma})$ approaches to E(L) and E(X) in the high Sb concentration (Sb > 0.7-0.8) which might affect the electron mobility and degrade the optical quality.

A Study of Be Levels in p-GaSb:Be/GaAs Epitaxial Layers (p-GaSb:Be/GaAs 에피층의 Be 준위에 관한 연구)

  • Noh, S.K.;Kim, J.O.;Lee, S.J.
    • Journal of the Korean Vacuum Society
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    • v.20 no.2
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    • pp.135-140
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    • 2011
  • By investigating photoluminescence (PL) spectra (20 K) of undoped and Be-doped p-type GaSb/GaAs epilayers, the origin has been analyzed by the change due to doping density. We have observed that the PL peak shifts to higher energy and the full-width half-maximum (FWHM) decreases with increasing the doping density below ${\sim}10^{17}cm^{-3}$, contrasted to shift to low energy and increasing FWHM above the density of ${\sim}10^{17}cm^{-3}$. From the variation of the integrated PL intensities of three peaks dissolved by Gaussian fit, it has been analyzed that, as the density increases, the $Be[Be_{Ga}]$ acceptor level (0.794 eV) reduces, whereas the intrinsic defect of $A[Ga_{Sb}]$ (0.778 eV) enhances together with a new $Be^*$ level (0.787 eV) locating between A and Be. We have discussed that it is due to coexistence of the Be acceptor level (${\Delta}E=16meV$) and the complex level (${\Delta}E=23meV$), $Be^*[Ga_{Sb}-Be_{Ga}]$combined by Be and A, in Be-doped p-GaSb, and that the level density of $Be[Be_{Ga}]$ may be reduced above ${\sim}10^{17}cm^{-3}$.