• 한국광학회:학술대회논문집
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• 한국광학회 2000년도 제11회 정기총회 및 00년 동계학술발표회 논문집
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• pp.274-275
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• 2000

광결정(photonic crystal)으로 광원의 자발 방출을 조절하면 문턱전류 없는 레이저, 고효율 다이오드, 파장 크기에서 손실 없이 급격히 꺾을 수 있는 광도파로 등 기존의 광소자에서 얻을 수 없는 좋은 성능을 얻을 수 있을 것으로 예상된다. 이러한 광결정은 유전체를 파장정도 크기에서 주기적으로 배치시킨 인공적인 결정인데 고체에서 원자의 주기적인 배치로 전자가 전파할 수 없는 진동수 영역, 즉 밴드갭이 생기는 것과 유사하게 빛에 대해서 빛이 전파할 수 없는 진동수 영역인 광밴드갭(photonic bandgap)을 가진다. 그런데 관심있는 광영역에서 3차원 모든 방향으로 광밴드갭이 있는 구조물은 마이크로미터보다 작은 내부 구조를 가지는 복잡한 3차원 구조물로 제작이 어렵다. 이러한 어려움을 극복하기 위해 제작이 비교적 용이한 3차원 광밴드갭 구조물이 찾아지고 있다. 다른 접근 방법으로 평면(x-y)에서는 2차원 광밴드갭을 이용하고 제 3의 방향(z축)으로는 전반사를 이용하는 구조는 제작이 용이할 뿐만 아니라 처음부터 광원의 편광을 TE 또는 TM 모드로만 방출 되도록 준비해 줄 수 있으면 거의 3차원 광결정에서 얻을 수 있는 효과를 낼 수 있는 것으로 발표되었다.$^{(1)}$ 이 방법을 이용하여 최근에 미국의 캘리포니아 공과대학(Caltech)을 중심으로 레이저 동작을 보여 주었다.$^{(2.3)}$ 공기로 둘러싸인 얇은 유전체 평판에서 생기는 전반사와 평판 위에 2차원 삼각형살창(triangular lattice)에 구멍을 뚫어 얻는 2차원 광밴드갭을 이용해 3차원 공진모드를 형성하였다. 이러한 구조에서 1개만 구멍을 매워서 만든 공진기는 저온(143 K)에서 레이저 발진을 보였고 여러 개의 구멍을 매운 경우는 상온에서 펌프 펄스의 유지시간이 0.5% 인 경우 레이저가 동작하는 것을 보여주었다. 이는 구조내에서 열전도가 문제가 된다는 것을 의미하는데 위아래가 공기로 둘러 싸여 있어 발생한 열이 가는 유전체 네트웍을 통해서만 전달 될 수 있기 때문이다. (중략)

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제15권2호
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• pp.267-275
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• 2015

In this paper, ZnO films were prepared by atomic layer deposition (ALD) and CdS films were deposited using chemical bath deposition (CBD) to form ZnO/CdS heterojunction. More accurate mapping of band arrangement of the ZnO/CdS heterojunction has been performed by analyzing its electrical and optical characteristics in depth by various methods including transmittance, x-ray photoemission spectroscopy (XPS), and ultraviolet photoemission spectroscopy (UPS). The optical bandgap energies ($E_g$) of ZnO and CdS were 3.27 eV and 2.34 eV, respectively. UPS was capable of extracting the ionization potential energies (IPEs) of the materials, which turned out to be 8.69 eV and 7.30 eV, respectively. The electron affinity (EA) values of ZnO and CdS calculated from IPE and $E_g$ were 5.42 eV and 4.96 eV, respectively. Energy-band structures of the heterojunction could be accurately drawn from these parameters taking the conduction band offset (CBO) into account, which will substantially help acquisition of the full band structures of the thin films in the CIGS solar-cell device and contribute to the optimal device designs.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.398.1-398.1
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• 2014

The $Cu_2ZnSnSe_4$ (CZTSe) thin films solar cell is one of the next generation candidates for photovoltaic materials as the absorber of thin film solar cells because it has optimal bandgap (Eg=1.0eV) and high absorption coefficient of $10^4cm^{-1}$ in the visible length region. More importantly, CZTSe consists of abundant and non-toxic elements, so researches on CZTSe thin film solar cells have been increasing significantly in recent years. CZTSe thin film has very similar structure and properties with the CIGS thin film by substituting In with Zn and Ga with Sn. In this study, As-deposited CZTSe thin films have been deposited onto soda lime glass (SLG) substrates at different deposition condition using Pulsed Laser Deposition (PLD) technique without post-annealing process. The effects of deposition conditions (deposition time, deposition temperature) onto the structural, compositional and optical properties of CZTSe thin films have been investigated, without experiencing selenization process. The XRD pattern shows that quaternary CZTSe films with a stannite single phase. The existence of (112), (204), (312), (008), (316) peaks indicates all films grew and crystallized as a stannite-type structure, which is in a good agreement with the diffraction pattern of CZTSe single crystal. All the films were observed to be polycrystalline in nature with a high (112) predominant orientation at $2{\theta}{\sim}26.8^{\circ}$. The carrier concentration, mobility, resistivity and optical band gap of CZTSe thin films depending on the deposition conditions. Average energy band gap of the CZTSe thin films is about 1.3 eV.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.185-185
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• 2011

ZnTe semiconductor is very attractive materials for optoelectronic devices in the visible green spectral region because of it has direct bandgap of 2.26 eV. The prototypes of ZnTe light emitting diodes (LEDs) have been reported [1], showing that their green emission peak closely matches the most sensitive region of the human eye. Another application to photovoltaics proved that ZnTe is useful for the production of high-efficiency multi-junction solar cells [2,3]. By using the pulse laser deposition system, ZnTe thin films were deposited on ZnO thin layer, which is grown on (0001) Al2O3substrates. To produce the plasma plume from an ablated ZnO and ZnTe target, a pulsed (10 Hz) YGA:Nd laser with energy density of 95 mJ/$cm^2$ and wavelength of 266 nm by a nonlinear fourth harmonic generator was used. The laser spot focused on the surface of the ZnO and ZnTe target by using an optical lens was approximately 1 mm2. The base pressure of the chamber was kept at a pressure around $10^{-6}$ Torr by using a turbo molecular pump. The oxygen gas flow was controlled around 3 sccm by using a mass flow controller system. During the ZnTe deposition, the substrate temperature was $400^{\circ}C$ and the ambient gas pressure was $10^{-2}$ Torr. The structural properties of the samples were analyzed by XRD measurement. The optical properties were investigated by using the photoluminescence spectra obtained with a 325 nm wavelength He-Cd laser. The film surface and carrier concentration were analyzed by an atomic force microscope and Hall measurement system.

• 센서학회지
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• 제7권3호
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• pp.218-224
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• 1998

ZnO 분말과 $Al_{2}O_{3}$ 분말을 1 : 1의 mole 비로 ball milling 시킨 후, 압착하여 펠렛을 제작하였다. 소성시 분위기를 진공으로 유지하기 위하여 각각 $3{\times}10^{-5}$ Torr의 진공도로 석영관에 봉입한 다음 $900^{\circ}C{\sim}1200^{\circ}C$로 소성하였다. 실험결과, $900^{\circ}C{\sim}1100^{\circ}C$까지는 ZnO, $Al_{2}O_{3}$ 및 $ZnAl_{2}O_{4}$의 혼합구조를 보이다가 $1200^{\circ}C$에서 (311), (220)면등의 주된 피크를 갖는 다결정으로 성장하여 $ZnAl_{2}O_{4}$ 삼원화합물의 구조가 확인되었고, 전자현미경촬영에 의해 화합물의 결정화된 입자들이 관찰되었다. 광흡수측정에 의해 에너지 밴드갭은 약 4.53 eV로 계산되었으며, PL 스펙트럼은 소결온도의 상승에 따라 단파장영역으로 이동하여, $1200^{\circ}C$에서 430nm부근에서 발광피크를 보였다.

• 한국재료학회지
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• 제22권11호
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• pp.575-580
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• 2012

The purpose of this study is to investigate the crystalline structure and optical properties of (GaZn)(NO) powders prepared by solid-state reaction between GaOOH and ZnO mixture under $NH_3$ gas flow. While ammoniation of the GaOOH and ZnO mixture successfully produces the single phase of (GaZn)(NO) solid solution within a GaOOH rich composition of under 50 mol% of ZnO content, this process also produces a powder with coexisting (GaZn)(NO) and ZnO in a ZnO rich composition over 50 mol%. The GaOOH in the starting material was phase-transformed to ${\alpha}$-, ${\beta}-Ga_2O_3$ in the $NH_3$ environment; it was then reacted with ZnO to produce $ZnGa_2O_4$. Finally, the exchange reaction between nitrogen and oxygen atoms at the $ZnGa_2O_4$ powder surface forms a (GaZn)(NO) solid solution. Photoluminescence spectra from the (GaZn)(NO) solid solution consisted of oxygen-related red-emission bands and yellow-, green- and blue-emission bands from the Zn acceptor energy levels in the energy bandgap of the (GaZn)(NO) solid solutions.

• 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
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• 제55권10호
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• pp.461-466
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• 2006

In the present work, we investigated the photodissolution and photodiffusion effect on the interface of Ag/chalcogenide $As_{40}Ge_{10}Se_{15}S_{35}$ thin film by measuring the absorption coefficient, the optical density, the resistance change of Ag layer. It was found that the photodissolutioniphotodiffution ratio depends on the magnitude of photon energy absorbed in the chalcogenide thin film and the depth of photodiffution was proportional to the square root of the exposed time. Also, we have investigated the holographic grating formation with P-polarization states on chalcogenide $As_{40}Ge_{10}Se_{15}S_{35}$ thin film and $As_{40}Ge_{10}Se_{15}S_{35}/Ag$ double layer structure thin film. Holographic gratings have been formed using He-Ne laser (632.8 nm) which have a smaller energy than the optical energy gap, $E_g\;_{opt}$ of the film, i. e., an exposure of sub-bandgap light $(h{\upsilon} under P-polarization. As the results, we found that the diffraction efficiency on $As_{40}Ge_{10}Se_{15}S_{35}/Ag$ double layer structure thin film was more higher than that on single $As_{40}Ge_{10}Se_{15}S_{35}$ thin film. Also, we obtained that the maximum diffraction efficiency was 0.27 %, 1,000 sec on $As_{40}Ge_{10}Se_{15}S_{35}\;(1{\mu}m)/Ag$ (10 nm) double layer structure thin film by (P: P) polarized recording beam. It will offer lots of information for the photodoping mechanism and the analyses of chalcogenide thin films.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제22권10호
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• pp.814-820
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• 2009

Antimony (Sb) doped ZnO thin films (0.1 at.%) were deposited on sapphire (0001) substrates at various temperatures (200 - 600$^{\circ}C$) by using pulsed laser deposition technique. All the thin films have been characterized by X-ray diffractometer, atomic force microscopy and spectrophotometer to investigate their structural, morphological and optical properties, respectively. Hall measurements were also carried out to identify the electrical properties of the thin films. These thin films were constituted in wurtzite structure with the preferential orientation of (002) diffraction plane and had as high as 80% optical transmission in the visible range. The bandgap energy also was determined by spectrophotometer which was around 3.28 eV. Hall measurements results revealed that the Sb dope ZnO thin film (0.1 at.%) grown at $500^{\circ}C$ exhibited p-type conduction with a carrier concentration of $8.633\times10^{16}\;cm^{-3}$, a mobility of $1.41\;cm^2/V{\cdot}s$ and a resistivity of $51.8\;\Omega{\cdot}cm$. We have successfully achieved p-type conduction in antimony doped ZnO thin films with low doping level even though the electrical properties are not favorable. This paper suggests the feasibility of p-type doping with large-size-mismatched dopant by using pulsed laser deposition.

• 센서학회지
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• 제2권1호
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• pp.101-108
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• 1993

컬러센서를 위한 $TiO_{2}$/Se : Te 이종접합을 고주파 반응성 스퍼터링법과 진공증착법을 이용하여 제작하였다. 제조된 $TiO_{2}$ 막형성의 최적조건은 $1000{\AA}$의 $TiO_{2}$ 두께에서 고주파전력 120 W, 기판온도 $100^{\circ}C$, 산소농도 50% 및 분위기압 50 mTorr였다. 이 때 광투과율은 파장 550 nm에서 85%, 저항률은 $2{\times}10^9{\Omega}{\cdot}cm$, 굴절률은 2.3이었다. 제조된 $TiO_{2}$막은 직접천이형 에너지 밴드구조를 가지며 광학적 밴드갭은 3.58 eV였다. 제조된$TiO_{2}$막을 $400^{\circ}C$에서 30분간 열처리함으로써 광투과율이 파장 $300{\sim}580$ nm범위에서 $0{\sim}25%$까지 개선되었다. 또한 화학양론적 조성비를 조사하기 위하여 AES 분석을 한 결과 Ti 및 0의 조성비는 1 : 1.7로 나타났다. 한편 Se : Te 막형성의 최적조건은 $190^{\circ}C$에서 1분간 열처리했을 때였다. 이러한 조건으로 제조된 Se : Te막의 광학적 밴드갭은 1.7 eV였으며 육방정계구조의 (100) 방향 및 (110) 방향으로 Se : Te 막이 결정화됨을 알 수 있었다. 1000 lux의 조도에서 Se : Te막의 광전변환률은 0.75였다. 또한 Se에 Te를 첨가함으로써 장파장영역의 분광감도가 향상되었다. $TiO_{2}$/Se : Te 이종접합의 분광감도는 가시광 전영역에서 비교적 넓은 분광감도를 나타내었으며, 특히 청색영역에서 a-Si박막보다 우수한 분광감도를 나타내었다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제44권5호
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• pp.15-20
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• 2007

펄스 레이저 증착법을 이용하여 ZnO 박막을 quartz 기판 위에 증착하였으며, 기판 온도에 따른 박막의 구조적 및 광학적 특성을 조사하였다. 기판 온도 변화에 관계없이 모든 박막이 (002) 방향으로 성장하였으며, 400 $^{\circ}C$ 에서 반가폭은 0.24$^{\circ}$로 가장 우수한 결정성을 갖는 박막이 제작되었다. 또, 박막의 발광 특성을 조사한 결과, 모든 박막에서 UV 발광 피크와 deep-level 발광 피크가 관찰되었으며, 기판 온도에 따른 발광 피크의 변화가 관찰되었다. 가장 우수한 UV 발광 특성은 400 $^{\circ}C$ 에서 관찰되었으며, 반가폭은 14 nm 였다. 기판 온도에 무관하게 가시광 영역에서 약 85 % 정도의 투과도를 나타내었다. 투과도 측정을 통하여 얻은 광학 밴드갭 에너지와 UV 발광 중심 값을 비교한 결과, 두가지 결과 값들이 서로 유사한 값을 나타냈다. 이로부터 UV 발광 중심 값이 ZnO 의 near band edge emission 을 나타낸다는 사실을 알 수 있었다.