• 제목/요약/키워드: Mg doped AlN

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$MgAl_2O_4$ 기판위에 HVPE법으로 성장된 후막 GaN의 광학적 특성 (Optical Properties of HVPE Grown Thick-film GaN on $MgAl_2O_4$ Substrate)

  • 이영주;김선태
    • 한국재료학회지
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    • 제8권6호
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    • pp.526-531
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    • 1998
  • HVPE(hydride vapor phase epitaxy)법으로 (111) $MgAl_2O_4$기판 위에 $10~240\mu{m}$두께의 GaN를 성장하고, GaN의 두께에 따 광학적 성질을 조사하였다. $MgAl_2O_4$기판 위에 성장된 GaN의 PL 특성은 결정성장온도에서 기판으로부터 Mg이 out-diffusion하여 auto-doping 됨으로써 불순물이 첨가된 GaN의 PL 특성을 나타내었다. 10K의 온도데서 측정된 PL 스펙트럼은 자유여기자와 속박여기자의 재결합천이에 의한 피크들과 불순물과 관련된 도너-억셉터 쌍 사이의 재결합 및 이의 포논 복제에 의한 발광으로 구성되었으며, 깊은 준위로부터의 발광은 나타나지 않았다. 중성 도너에 속박된 여기자 발광 에너지와 라만 $E_2$모드 주파수는 GaN의 두께가 증가함에 따라 지수 함수적으로 감소하였으며, GaN 내의 잔류 응력에 대하여 라만 E2 모드 주파수는$\Delta$$\omega$=3.93$\sigma$($cm^{-1}$/GPa)의 관계로 변화하였다.

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Significant enhancement of critical current density by effective carbon-doping in MgB2 thin films

  • Ranot, Mahipal;Lee, O.Y.;Kang, W.N.
    • 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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    • 제15권2호
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    • pp.12-15
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    • 2013
  • The pure and carbon (C)-doped $MgB_2$ thin films were fabricated on $Al_2O_3$ (0001) substrates at a temperature of $650^{\circ}C$ by using hot-filament-assisted hybrid physical-chemical vapor deposition technique. The $T_c$ value for pure $MgB_2$ film is 38.5 K, while it is between 30 and 35 K for carbon-doped $MgB_2$ films. Expansion in c-axis lattice parameter was observed with increase in carbon doping concentration which is in contrast to carbon-doped $MgB_2$ single crystals. Significant enhancement in the critical current density was obtained for C-doped $MgB_2$ films as compared to the undoped $MgB_2$ film. This enhancement is most probably due to the incorporation of C into $MgB_2$ and the high density of grain boundaries, both help in the pinning of vortices and result in improved superconducting performance.

Luminescence Wavelength Control of $CaAlSiN_3:Eu^{2+}$ by Ca-replacing: Computational and Experimental Study

  • Onuma, Hiroaki;Suehiro, Takayuki;Suzuki, Ai;Tsuboi, Hideyuki;Hatakeyama, Nozomu;Endou, Akira;Takaba, Hiromitsu;Kubo, Momoji;Sato, Tsugio;Miyamoto, Akira
    • 한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
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    • 한국정보디스플레이학회 2009년도 9th International Meeting on Information Display
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    • pp.290-293
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    • 2009
  • We both theoretically and experimentally investigated the luminescence wavelength control of the $Eu^{2+}$-doped $CaAlSiN_3$ (CASN:$Eu^{2+}$). To modify emission wavelength, Na-doped and Mg-doped CASN:$Eu^{2+}$ (NCASN:$Eu^{2+}$ and MCASN:$Eu^{2+}$) have been studied. According to quantum chemistry calculation result, we synthesized NCASN:$Eu^{2+}$ and MCASN:$Eu^{2+}$. NCASN:$Eu^{2+}$ and MCASN:$Eu^{2+}$ showed shorter emission wavelength than that of CASN:$Eu^{2+}$.

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Optical, Mechanical and Tribological Properties of $Y_2O_3$ $Er_2O_3$ and $Nd_2O_3$ Doped Polycrystalline Silicon Nitride Ceramics

  • ;이수완
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 2010년도 춘계학술발표대회
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    • pp.51.1-51.1
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    • 2010
  • $Y_2O_3$ $Er_2O_3$ and $Nd_2O_3$ doped polycrystalline silicon nitride were prepared by hot pressed sintering at $1850^{\circ}C$ and their optical transmittance were investigated in visible and in infrared region. Mechanical and tribological properties were also investigated. Grain growth in silicon nitride was reduced with addition of $Y_2O_3$ and $Nd_2O_3$. 1 wt.% of each rare earth metal were sintered with 3 wt.% MgO, 9wt.% AlN and 87 wt.% of ${\alpha}-Si_3N_4$. Adding these rare earth metal oxides shows good mechanical properties as high strength and toughness and also shows low friction coefficient.

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혼성물리화학기상 증착법으로 여러가지 불순물층 위에 제조한 $MgB_2$ 박막에 대한 연구 (Study of $MgB_2$ Films Grown on Various Impurity Layers by using HPCVD Method)

  • 박세원;성원경;정순길;강원남
    • Progress in Superconductivity
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    • 제10권1호
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    • pp.35-39
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    • 2008
  • By using the hybrid physical-chemical vapor deposition (HPCVD) technique, we have fabricated $MgB_2$ thick films on $Al_{2}O_3$ substrates with various impurity layers of Ni, Ti, and SiC. We have found a significant enhancement of the critical current density ($J_c$) for $MgB_2$ films grown on impurity layered substrates, indicating that additional impurity layers were provided as possible pinning sites by chemical doping in $MgB_2$ films. All samples doped by Ni, Ti, and SiC were observed to have high superconducting transition temperatures of 39 - 41 K. The $J_c$ of $MgB_2$ films grown on SiC impurity layered substrates showed three times higher than that of undoped films at high magnetic fields above 1 T.

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Optical, Mechanical and Tribological Properties of Boronnitride Dispersed Silicon Nitride Ceramics

  • Joshi, Bhupendra;Fu, Zhengyi;Niihara, Koichi;Lee, Soo-Wohn
    • 한국재료학회지
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    • 제20권8호
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    • pp.444-449
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    • 2010
  • Transparent ceramics are used in new technology because of their excellent mechanical properties over glasses. Transparent ceramics are nowadays widely used in armor, laser windows, and in high temperature applications. Silicon nitride ceramics have excellent mechanical properties and if transparent silicon nitride is fabricated, it can be widely used. h-BN has a lubricating property and is ductile. Therefore, adding h-BN to silicon nitride ceramics gives a lubricating property and is also machinable. Translucent silicon nitride was fabricated by hot-press sintering (HPS) and 57% transmittance was observed in the near infrared region. A higher wt. % of h-BN in silicon nitride ceramics does not favor transparency. The optical, mechanical, and tribological properties of BN dispersed polycrystalline $Si_3N_4$ ceramics were affected by the density, ${\alpha}:{\beta}$-phase ratio, and content of h-BN in sintered ceramics. The hot pressed samples were prepared from the mixture of $\alpha-Si_3N_4$, AlN, MgO, and h-BN at $1850^{\circ}C$. The composite contained from 0.25 to 2 wt. % BN powder with sintering aids (9% AlN + 3% MgO). A maximum transmittance of 57% was achieved for the 0.25 wt. % BN doped $Si_3N_4$ ceramics. Fracture toughness increased and wear volume and the friction coefficient decreased with an increase in BN content. The properties such as transmittance, density, hardness, and flexural strength decreased with an increase in content of h-BN in silicon nitride ceramics.

R-plane 사파이어 기판위의 GaN/InGaN 이종접합구조의 HVPE 성장 (HVPE growth of GaN/InGaN heterostructure on r-plane sapphire substrate)

  • 전헌수;황선령;김경화;장근숙;이충현;양민;안형수;김석환;장성환;이수민;박길한
    • 한국결정성장학회지
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    • 제17권1호
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    • pp.6-10
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    • 2007
  • R-plane 사파이어 위에 a-plane GaN층이 성장된 기판에 혼합소스 HVPE(mixed-source hydride vapor phase epitaxy) 방법으로 GaN/InGaN의 이종접합구조(heterostructure)를 구현하였다. GaN/InGaN 이종접합구조는 GaN, InGaN, Mg-doped GaN 층으로 구성되어 있다. 각 층의 성장온도는 GaN층은 $820^{\circ}C$, InGaN 층은 $850^{\circ}C$, Mg-doped GaN 층은 $1050^{\circ}C$에서 성장하였다. 이때의 $NH_3$와 HCl 가스의 유량은 각각 500 sccm, 10 sccm 이었다. SAG-GaN/InGaN 이종접합구조의 상온 EL (electroluminescence) 특성은 중심파장은 462 nm, 반치폭(FWHM : full width at half maximum) 은 0.67eV 이었다. 이 결과로부터 r-plane 사파이어 기판위에 multi-sliding boat system의 혼합소스 HVPE 방법으로 이종접합구조의 성장이 가능함을 확인하였다.

Photoconductivity in Mg-doped p-type GaN by MBE

  • 양석진;박승호;이창명;윤재성;정운형;;강태원;김득영
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
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    • pp.120-120
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    • 1999
  • III-nitride계 물질들은 blue와 UV 영역의 LED, LD와 같은 광소자뿐만 아니라 HBT, FET와 같은 전자소자로도 널리 응용되고 있다. 이와 같은 물질을 이용한 소자를 제작할 수 있는 낮은 저항의 ohmic contact은 필수적이다. Al이나 Ti와 같은 물질을 기초로 한 n-GaN의 경우는 이미 많은 연구결과가 발표되어 전기적 광학적 소자를 동작하는데 충분히 낮은 ohmic contact저항( )을 었다. 그러나 p-GaN의 ohmic contact은 아직까지 많은 문제점을 내포하고 있다. 그 중의 하나는 높은 doping 농도( )의 p-GaN 박막을 성장하기가 어렵다는 것이며, 또 하나는 낮은 접촉 비저항을 얻기 위해선 7.5eV이상의 큰 재가 function을 지닌 금속을 선택해야 한다. 그러나 5.5eV 이상의 재가 function을 갖는 금속은 존재하지 않는다. 위와 같은 문제점들은 p-GaN의 접촉 비저항이 이상의 높은 값을 갖게 만들고 있으며, 이에 대한 해경방안으로는 고온의 열처리를 통하여 p-GaN와 금속 사이에서 화학적 반응을 일으킴으로써 표면 근처에서 캐리어농도를 증가시키고, 캐리어 수송의 형태가 tunneling 형태로 일어날 수 있도록 하는 tunneling current mechanism을 이용하는 것이다. 이로 인해 결국 낮은 접촉 비저항을 얻을 수 있게되며, 일반적으로 p-GaN에서는 Nidl 좋은 물질로 알려져 있다. 그러나 Ni은 50$0^{\circ}C$이상의 열처리에서 쉽게 산화되는 특성 때문에 높은 캐리어를 얻는데 어려운 문제점이 있다. 이에 본 연구에서는 MBE로 성장된 p-GaN박막을 Mg의 activation을 더욱 증가시키기 위해 N2 분위기에서 15분간 90$0^{\circ}C$에서 annealing을 하였으며, ohmic 접촉을 위한 금속으로 높은 재가 function과 좋은 adhesion 그리고 낮은 자체저항을 가지고 있는 Ni/Au를 ohmic metal로 하여 contact한 후에 90$0^{\circ}C$에서 10초간 rapid thermal annealing (RTA)처리를 했다. 성장된 박막의 광학적 성질은 PL로써 측정하였으며, photoconductivity 실험을 통해 impurity의 life time을 분석하였고, persistent photoconductivity를 통해 dark current를 측정하였다. 또한 contact resistance를 계산하기 위해 circular-TLM method을 이용하여 I-V 특성을 조사하였다.

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마이크로 웨이브 응용을 위한 Iterdigital 캐패시터의 시뮬레이션 및 특성분석 (The Simulation and Characterization of Interdigital Capacitor for Microwave Applications)

  • 우태호;윤상오;고중혁
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
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    • pp.353-353
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    • 2008
  • 트랜지스터 속도는 현저하게 향상되어지는 반면에 RFICs(RF integrated circuits)는 대용량화, 고속화, 고집적화, 소형화, 고 효율화 온칩(on-chip) 수동소자의 부재에 의해 발전을 이루지 못하였다. 즉, 최근 전자기기의 집적화, 초소형화 됨에 따라 실장 밀도를 높이기 위해 부품의 소형화가 강하게 요구되는 동시에 Radio Frequency(RF)에서 이용가능한 수동소자인 capacitor를 개발하고자 본 논문에서는 손가락 모양(interdigital configuration)을 갖는 RF capacitor를 Ansoft사의 HFSS를 이용하여 이상적인 S-parameter, 정전용랑(capacitance), 손실계수(loss tangent)를 도출하고자 한다. 680um의 $Al_2O_3$ 기판에 BST doped MgO을 30um, Chromium과 gold를 각각 5um로 증착시켰다. 핑거 개수 (n, number), 핑거 길이(1, length), 핑거 간격(g, gap), 핑거 너비(w, width)를 변화 시켜가면서 이상적인 결과 값에 가까운 모양 (interdigital configuration)을 얻을 수 있었다. 핑거 수 3 개 일 때 입력 값에 대하여 손실 없는 출력 값(투과값)을 갖는 $S_{21}$이 1.5GHz에서 6dB이하로 떨어졌으며 핑거 간격이 줄고 핑거 너비가 커지고 핑거길이가 커질수록 높은 캐패시턴스 값을 갖는 것을 확인 할 수 있었다.

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