• 제목/요약/키워드: GaSb crystal

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적외선검출소자를 위한 GaSb 결정 및 MBE로 성장한 Gasb/SI-GaAs 박막의 진성결함에 관한 연구 (Study on the Intrinsic Defects in Undoped GaSb Bulk and MBE-grown GaSb/SI-GaAs Epitaxial Layers for Infrared Photodetectors)

  • 김준오;신현욱;최정우;이상준;노삼규
    • 한국진공학회지
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    • 제18권2호
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    • pp.127-132
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    • 2009
  • Sb에 기초한 응력 초격자 적외선검출소자의 구성 물질인 도핑하지 않은 기판 GaSb 결정과 GaSb/SI-GaAs 박막에 잔존하고 있는 진성결함 (intrinsic defect)을 비교 조사하였다. 상온 근처 (250 K)까지 광여기 발광 (PL)을 보이는 GaSb 결정에서의 발광 에너지의 온도의존성으로부터, 밴드갭 에너지에 관한 경험식인 Varshni 함수의 파라미터 ($E_o$, $\alpha$, $\beta$)를 결정하였다. GaAs 기판 위에 성장된 이종 GaSb 박막에서는 GaSb 주요 진성결함으로 알려져 있는 29 meV의 이온화 에너지를 가지는 위치반전 (antisite) Ga ([$Ga_{Sb}$]) 결함과 함께 위치반전 Sb ([$Sb_{Ga}$])와의 복합결함 ([$Ga_{Sb}-Sb_{Ga}$])과 관련된 것으로 분석된 732/711 meV의 한 쌍의 깊은준위 (deep level)가 관측되었다. PL의 온도 및 여기출력 의존성을 분석하여, Sb-rich상태에서 성장된 GaSb 박막에서는 잉여 Sb의 자발확산 (self-diffusion)에 의하여 치환된 위치전도 [$Ga_{Sb}$] 및 [$Sb_{Ga}$]가 결합하여 [$Ga_{Sb}-Sb_{Ga}$]의 깊은준위를 형성하는 것으로 해석되었다.

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

  • 심규리
    • 한국결정성장학회지
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    • 제26권6호
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    • pp.225-231
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    • 2016
  • GaSb 기판위에 Al이 도핑된 GaInAsSb(Al-GaInAsSb)에 대한 최고 가전대 준위(VBM)와 최저 전도대 준위(CBM) 변화를 범용적 밀접결합방법에 근거한 해석적 근사법을 이용하여 계산하였다. GaSb와 Al-GaInAsSb 의 상대적 VBM과 CBM 준위에 따라 경계면에서의 밴드정렬 타입과 가전자대 오프셋(VBO)과 전도대 오프셋(CBO)이 결정된다. 본 논문에서는 Al 도핑이 GaInAsSb의 양이온 자리에 치환된다는 가정하에 이론이 전개 되었으며, Al은 부식등으로 결정의 질을 떨어트릴 수 있는 요인이 되므로 20 %까지 제한하였다. Al 도핑 결과, 전 구간에서 제 II 형의 밴드정렬형태를 갖게 되며, 밴드갭이 증가되는 반면 VBO와 CBO 는 감소됨을 알수 있었다. CBO 에 대한 감소비율 VBO 보다 더 크므로, Al 도핑은 경계면에서의 전자 콘트롤에 더 효율적으로 작용함을 알 수 있었다. Al-GaInAsSb은 전 구간에서 $E({\Gamma})$가 E(L)이나 E(X)보다 낮은 직접 갭을 나타 내고 있지만, Sb 성분이 많아지면(70~80 % 이상) E(L)과 E(X)이 $E({\Gamma})$에 가까워져서 전자 이동도에 영향을 주어 광학적 효율이 다소 떨어질 수 있음을 알 수 있었다.

혼합소스 HVPE 방법에 의한 InGaN 나노구조의 성장에 있어서 Sb 첨가의 영향 (Effects of antimony addition on growth of InGaN nano-structures by mixed-source HVPE)

  • 옥진은;조동완;전헌수;이아름;이강석;조영지;김경화;장지호;안형수;양민
    • 한국결정성장학회지
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    • 제20권3호
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    • pp.113-116
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    • 2010
  • 본 논문에서는 Sb를 촉매제로 이용하는 경우의 InGaN 나노구조의 성장과 구조적 특징 및 광학적 특성에 대해서 연구하였다. 결정성장에 있어서 촉매제의 사용은 성장 모드의 변화와 결정 결함의 감소 등을 위한 목적으로 많이 사용되어왔다. 본 연구에서는 혼합소스 HVPE(hydride vapor phase epitaxy) 사용하여 (0001) 사파이어 기판 위에 InGaN 나노구조를 성장하였고, 구조적 및 광학적 특성은 scanning electron microscope(SEM)과 photoluminescence(PL)를 통해 평가하였다. Sb이 첨가되지 않은 경우에는 InGaN 나노구조가 c-축 방향으로 정렬되는 경향을 보이지만 Sb이 첨가된 경우에는 InGaN 나노구조의 c-축 방향이 기판에 대해 평행하거나 경사진 방향으로 정렬되고 있는 것을 관찰할 수 있었다. In의 조성은 Sb 의 첨가 여부에 관계없이 약 3.2% 정도로 계산되었다. 이러한 결과들로부터 측면 배향된 나노입자를 활성층으로 하는 광소자에 적용할 경우 압전 전계를 완화할 수 있기 때문에 광소자의 발광 성능을 향상시킬 수 있을 것으로 기대된다.

GaSb결정 성장과 특성에 관한 연구 (A study on the characteristics and crystal growth of GaSb)

  • 이재구;오장섭;정성훈;송복식;문동찬;김선태
    • E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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    • 제9권9호
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    • pp.885-890
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    • 1996
  • Undoped p-type and Te doped n-type GaSb crystals were grown by the vertical Bridgman method. The lattice constant of the GaSb crystals was 6.096.+-.000373.angs.. The carrier concentration, the resistivity, and the carrier mobility measured by the van der Pauw method were p.iden.8*10$^{16}$ c $m^{-3}$ , .rho..iden.0.20 .ohm.-cm, .mu.$_{p}$ .iden.400c $m^{2}$ $V^{-1}$ se $c^{-1}$ for p-type, n.iden.1*10$^{17}$ c $m^{-3}$ , .rho..iden.0.15 .ohm.-cm, .mu.$_{n}$ .iden.500c $m^{2}$ $V^{-1}$ se $c^{-1}$ for n-type at 300K. In case of treatment with metal ion of R $u^{+3}$, P $t^{+4}$, the carrier concentration, resistivity and carrier mobility of the GaSb crystals were p.iden.2*10$^{17}$ c $m^{-3}$ , .rho..iden.0.08.ohm.-cm, .mu.$_{p}$ .iden.420c $m^{2}$ $V^{-1}$ se $c^{-1}$ for p-type, n.iden.2.5*10$^{17}$ c $m^{-3}$ , .rho..iden.0.07.ohm.-cm, .mu.$_{n}$ .iden.520c $m^{2}$ $V^{-1}$ se $c^{-1}$ for n-type respectively. GaSb crystals had a tendency to lower resistivity and higher mobility, for surface treatment with metal ion effectively diminished surface recombination centers.s.

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AlAsxSb1-x 단계 성분 변화 완충층을 이용한 Si (100) 기판 상 Al0.3Ga0.7As/GaAs 다중 양자 우물 형성 (Formation of Al0.3Ga0.7As/GaAs Multiple Quantum Wells on Silicon Substrate with AlAsxSb1-x Step-graded Buffer)

  • 이은혜;송진동;연규혁;배민환;오현지;한일기;최원준;장수경
    • 한국진공학회지
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    • 제22권6호
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    • pp.313-320
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    • 2013
  • 실리콘(Silicon, Si) 기판과 $Al_{0.3}Ga_{0.7}As$/GaAs 다중 양자 우물(multiple quantum wells, MQWs) 간의 격자 부정합 해소를 위해 $AlAs_xSb_{1-x}$ 층이 단계 성분 변화 완충층(step-graded buffer, SGB)으로 이용되었다. $AlAs_xSb_{1-x}$ 층 상에 형성된 GaAs 층의 RMS 표면 거칠기(root-mean-square surface roughness)는 $10{\times}10{\mu}m$ 원자 힘 현미경(atomic force microscope, AFM) 이미지 상에서 약 1.7 nm로 측정되었다. $AlAs_xSb_{1-x}$/Si 기판 상에 AlAs/GaAs 단주기 초격자(short period superlattice, SPS)를 이용한 $Al_{0.3}Ga_{0.7}As$/GaAs MQWs이 형성되었다. $Al_{0.3}Ga_{0.7}As$/GaAs MQW 구조는 약 10 켈빈(Kalvin, K)에서 813 nm 부근의 매우 약한 포토루미네선스(photoluminescence, PL) 피크를 보였고, $Al_{0.3}Ga_{0.7}As$/GaAs MQW 구조의 RMS 표면 거칠기는 약 42.9 nm로 측정되었다. 전자 투과 현미경(transmission electron microscope, TEM) 단면 이미지 상에서 AlAs/GaAs SPS 로부터 $Al_{0.3}Ga_{0.7}As$/GaAs MQWs까지 격자 결함들(defects)이 관찰되었고, 이는 격자 결함들이 $Al_{0.3}Ga_{0.7}As$/GaAs MQW 구조의 표면 거칠기와 광 특성에 영향을 주었음을 보여준다.

$Ru^{+3}$, $Pt^{+4}$로 표면 처리한 GaSb의 결정 성장과 특성 (Study on the Crystal Growth and Characterization of GaSb treated with $Ru^{+3}$, $Pt^{+4}$)

  • 이재구;오장섭;송복식;정성훈;문동찬;김선태
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 1995년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.77-80
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    • 1995
  • GaSb crystals were grown by the vertical Bridgman method. P-type GaSb crystals were grown with Ga:Sb=1:1 at % ratio without dopants and with Te, respectively. Also, GaSb:Te crystals were investigated. Lattice constants were 6.117${\AA}$ for p-type. The carrier concentration, the resistivity, and the carrier mobility measured by the van der Pauw method were p≡8 x $10^{16}$$cm^{-3}$, p≡0.20$\Omega$-cm, ${\mu}$$_{n}$$400\textrm{cm}^2$$V^{-1}$$sec^{-1}$ for p-type, n≡1 x $10^{17}$$cm^{-3}$, p≡0.15 $\Omega$-cm, ${\mu}$$_{n}$$500\textrm{cm}^2$$V^{-1}$$sec^{-1}$ for n-type at 300K. In case of treating with metal ion of $Ru^{+3}$, $Pt^{+1}$, p≡2 x $10^{17}$$cm^{-3}$, p≡0.08$\Omega$-cm, ${\mu}$$_{n}$≡420$\textrm{cm}^2$$V^{-1}$$sec^{-1}$ for p-type, n≡2.5 x $10^{17}$$cm^{-13}$, p≡0.07 $\Omega$-cm, ${\mu}$$_{n}$≡520$\textrm{cm}^2$$V^{-1}$$sec^{-1}$ for n-type were obtained.

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$Al_{x}Ga_{1-x}Sb$ 결정 성장과 전기적 특성 (The Crystal Growth and Electrical Characteristics of $Al_{x}Ga_{1-x}Sb$)

  • 이재구;정성훈;송복식;문동찬;김선태
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 1996년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.185-188
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    • 1996
  • The doped n-type $Al_{x}Ga_{1-x}Sb$ crystals were grown by the vertical Bridgman method at composition ratio x=0, x=0.1, x=02 respectively. The lattice constants of the $Al_{x}Ga_{1-x}Sb$ crystals were 6.096${\AA}$, 6.097${\AA}$, 6.106${\AA}$ at composition ratio respectively. The carrier concentration, the resistivity, and the carrier mobility measured by the Van der Pauw method at x-0 were n≡1 x $10^{17}$$cm^{-3}$, $\rho$≡0.15 ${\Omega}$-cm, ${\mu}$$_{n}$≡500 $\textrm{cm}^2$$V^{-1}$$sec^{-1}$ at 300K. The carrier concentration, the resistivity, and the carrier mobility measured by the Van der Pauw method at x=0.1 were n≡2.96 x $10^{15}$$cm^{-3}$, $\rho$≡103 $\textrm{cm}^2$$V^{-1}$$sec^{-1}$ at 300K.

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광결정 표면을 이용한 드론용 마이크로 연소기 열광전 에너지변환시스템의 성능해석 (Performance Analysis of Photonic Crystal Enhanced Micro-Combustor Thermophotovoltaic System for Drone Application)

  • 이정헌
    • 한국군사과학기술학회지
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    • 제24권3호
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    • pp.309-316
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    • 2021
  • In this paper, the electrical power output of the micro-combustor thermophotovoltiac(TPV) system was analyzed. The system consists of a micro-combustor, photonic crystals(PhCs), and photovoltaic cells(PV cells). The system has a micro-combustor that can achieve over 1,000 K surface temperature by consuming 2.5 g/h hydrogen fuel. Also, this system incorporates current state-of-the-art PhCs surfaces(2D Ta PhCs and Tandem Filter) to increase electrical power output. In addition, InGaAsSb PV cell, which bandgap is 0.55 eV, was applied to convert a wide range of radiative energy. The performance analysis shows that a single micro-combustor TPV system can produce 0.4 W ~ 27.7 W electrical power with the temperature change of emitter(900 K ~ 1,500 K) and PV cell(250 K ~ 400 K).