• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.232-232
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• 2010

Recently light emitting diodes (LEDs) have been expected as the new generation light sources because of their advantages such as small size, long lifetime and energy-saving. GaN, as a wide band gap material, is widely used as a material of LEDs and GaN nanorods are the one of the most widely investigated nanostructure which has advantages for the light extraction of LEDs and increasing the active area by making the cylindrical core-shell structure. Lately GaN nanorods are fabricated by various techniques, such as selective area growth, vapor-liquid-solid (VLS) technique. But these techniques have some disadvantages. Selective area growth technique is too complicated and expensive to grow the rods. And in the case of VLS technique, GaN nanorods are not vertically aligned well and the metal catalyst may act as the impurity. So we just tried to grow the GaN nanorods on Si substrate without catalyst to get the vertically well aligned nanorods without impurity. First we deposited the AlN buffer layer on Si substrate which shows more vertical growth mode than sapphire substrate. After the buffer growth, we flew trimethylgallium (TMGa) as the III group source and ammonia as the V group source. And during the GaN growth, we kept the ammonia flow stable and periodically changed the flow rate of TMGa to change the growth mode of the nanorods. Finally, as the optimization, we changed the various growth conditions such as the growth temperature, the working pressure, V/III ratio and the doping level. And we are still in the process to reduce the diameter of the nanorods and to extend the length of the nanorods simultaneously. In this study, we focused on the shape changing of GaN nanorods with different growth conditions. So we confirmed the shape of the nanorods by scanning electron microscope (SEM) and carried out the Photoluminescence (PL) measurement and x-ray diffraction (XRD) to examine the crystal quality difference between samples. Detailed results will be discussed.

• 한국결정성장학회지
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• 제24권4호
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• pp.145-150
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• 2014

3차원적 선택적 결정 성장 방법에 의해 GaN stripe 구조의 꼭지점 부분에만 GaN 나노로드를 성장하였다. GaN stripe의 꼭지점 부분의 $SiO_2$ 만을 최적화된 포토리소그라피 공정을 이용하여 제거하고 이를 선택적 결정 성장을 위한 마스크로 사용하였다. $SiO_2$가 제거된 꼭지점 부근에만 Au 금속을 증착하고, metal organic vapor phase epitaxy(MOVPE) 방법에 의해 GaN stripe의 꼭지점 부분에만 GaN 나노로드의 선택적 성장을 실시하였다. GaN 나노로드의 형상과 크기는 결정 성장 온도와 III족 원료의 공급량에 의해 변화가 있음을 확인하였다. Stripe 꼭지점에 성장된 GaN 나노로드는 단면이 삼각형형태를 가지고 있으며 끝으로 갈수록 점점 폭이 좁아지는 테이퍼 형상을 가지며 성장되었다. TEM 관측 결과, 매우 좁은 영역에서만 선택적 결정 성장이 이루어졌기 때문에 GaN 나노로드에서 관통전위(threading dislocations)는 거의 관찰되지 않음을 확인하였다. 선택성장이 시작되는 부분의 결정면과 GaN 나노로드의 성장방향의 결정면 방향의 차이에 기인하는 적층결함(stacking faults)들이 GaN 나노로드의 중심영역에서 생성되는 것을 관찰할 수 있었다.

• 한국진공학회지
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• 제16권4호
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• pp.298-304
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• 2007

rf 플라즈마 소스가 장착된 분자선 에피택시 장비를 이용하여 Si(111) 기판위에 GaN 나노로드를 성장할 때, N2의 흐름양을 조절하여 나노로드의 구조 및 광학적인 특성을 조사하였다. $N_2$의 양이 1.1sccm에서 2.0sccm으로 변할 때 육각형 모양의 나노로드가 성장되었으며, 평균 직경이 80nm에서 190nm 까지 변화 하였다. 그러나 나노로드와 compact한 영역의 길이 (두께)비는 $N_2$의 양이 1.7sccm 까지는 증가하지만 그 이상에서는 변화지 않았다. PL 측정으로부터, $N_2$의 양이 적은 나노로드에서 자유 엑시톤의 피이크가 더욱 뚜렷하게 관측되었고, 모든 PL 피이크의 위치는 직경이 적을수록 나노로드의 크기 효과에 의해서 고에너지 쪽으로 이동하였다. $N_2$의 양이 1.7sccm 인 시료에서는 온도에 따른 PL의 피이크의 위치가 온도가 증가함에 따라서 "S-형"의 거동을 나타내었다.

• 한국진공학회지
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• 제15권2호
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• pp.168-172
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• 2006

수소화물기상증착법을 이용하여 질화갈륨 핵화층을 성장시켰고, 성장 온도에 따라 상이한 구조적 특성을 갖는 핵화층이 질화갈륨 나노막대의 형성에 어떤 영향을 주는지 방사광 x-선 산란과 원자힘 현미경을 이용하여 연구하였다. 서로 다른 온도에서 성장시킨 질화갈륨 핵화층들의 (002) 브래그 봉우리에 대한 록킹 곡선(rocking curve)을 측정한 결과, 반폭치가 작은 주 봉우리와 반폭치가 넓은 작은 봉우리의 합으로 표현됨을 관측하였다. 이러한 현상은 핵화층의 표면 형상과 연관되어져서 설명될 수 있음을 정성적으로 보였고, AFM 결과와 비교해 볼 때 안정적인 나노막대 성장을 위해서는 핵화층이 저온에서 성장되어야 함을 확인하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 추계학술대회 논문집 Vol.21
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• pp.414-414
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• 2008

Vertically well-aligned Ga-doped ZnO nanorods with different Ga contents were grown by thermal evaporation on a ZnO template. The Ga-doped ZnO nanorods synthesized with 50 wt % Ga with respect to the Zn content showed maximum compressive stress relative to the ZnO template, which led to a rapid growth rate along the c-axis due to the rapid release of stored strain energy. A further increase in the Ga content improved the conductivity of the nanorods due to the substitutional incorporation of Ga atoms in the Zn sites based on a decrease in lattice spacing. The p-n diode structure with Ga-doped ZnO nanorods, as a n-type, displayed a distinct white light luminescence from the side-view of the device, showing weak ultraviolet and various deep-level emissions.

• 한국진공학회지
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• 제18권1호
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• pp.44-48
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• 2009

전기로에서 공급하는 열을 통해 주변 반응 기체와 기판이 열적 평형 상태를 이루고 있는 기존의 박막 성장 방식과 달리, 외부에서 주입시킨 공기를 이용하여 기판 홀더를 냉각시켜 기판과 기판 주변 반응 기체 사이에 온도 차이(temperature gradient)를 발생시키고, 그 온도 차이가 변함에 따라 사파이어 r-면 기판 위에 성장된 질화갈륨 나노 구조체의 구조적 특성이 어떻게 바뀌는지에 대한 연구를 수행하였다. 온도 차이의 크기에 따라 다족(multipod) 형태로 자란 나노 막대의 직경과 밀도, 그리고 길이가 변화함을 확인하였다. 또한, 동일한 온도 차이(temperature gradient)가 있더라도 기판 자체의 온도에 따라 나노막대 끝 단면의 모양이 변화됨을 발견하였다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2003년도 추계학술발표강연 및 논문개요집
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• pp.22-22
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• 2003

Studies on the optical properties related to the built-in internal field and the carrier localization present in various GaN-based structures are essential not only for the physical interest but in designing practical visible and ultraviolet light emitting device applications with better performance and quantum efficiency. We report on the optical characteristics of various dimensional GaN-based structures such as (i) GaN self-assembled quantum dots grown in Stranski-Krastanov mode (OD), vertically-aligned GaN nanorods (1D), graded-In-content InGaN quantum wells (2D), laterally-overgrown GaN pyramids (3D), and GaN epilayers grown on various substrates. We used a wide variety of optical techniques, such as photoluminescence (PL), PL excitation, micro-PL, cathodoluminescence, optically-pumped stimulated emission, and time-resolved PL spectroscopy. An overview and comparison of the optical characteristics of the above GaN-based structures will be given.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2005년도 춘계학술발표대회 및 제8회 신소재 심포지엄 논문개요집
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• pp.330-330
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• 2005

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2006년도 하계학술대회 논문집 Vol.7
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• pp.116-117
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• 2006

I-D ZnO nanostructures were fabricated by thermal evaporation method on Si(100), GaN and $Al_2O_3$ substrates without a catalyst at the reaction temperature of $700^{\circ}C$. Only pure Zn powder was used as a source material and Ar was used as a carrier gas. The shape and growth direction of synthesized ZnO nanostructures is determined by the crystal structure and the lattice mismatch between ZnO and substrates. The ZnO nanostructure on Si substrate were inclined regardless of their substrate orientation. The origin of ZnO/Si interface is highly lattice-mismatched and the surface of the Si substrate inevitably has the $SiO_2$ layer. The ZnO nanostructure on the $Al_2O_3$ substrate was synthesized into the rod shape and grown into particular direction. For the GaN substrate, however, ZnO nanostructure with the honeycomb-like shape was vertically grown, owing to the similar lattice parameter with GaN substrate.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2002년도 추계학술대회 논문집 전기물성,응용부문
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• pp.97-98
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• 2002

$Ga_2O_3$ nanobelts were synthesized from mechanically ground GaN powders with a thermal annealing in a nitrogen atmosphere. The nanobelts are with the range of about $10{\sim}200nm$ width and $10{\sim}50nm$ thickness. Three different ZnO nanomaterials (nanobelts, nanorods, and nanowires) were synthesized at three different substrate temperatures from the thermal evaporation of ball-milled ZnO powders at $1380^{\circ}C$. In cathodoluminescence(CL), the peak energy of near band-edge(NBE) emission was determined for nanobelts, nanorods, and nanowires.