• 한국재료학회지
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• 제31권8호
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• pp.445-449
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• 2021

Zintl compound Mg₃Sb₂ is a promising candidate for efficient thermoelectric material due to its small band gap energy and characteristic electron-crystal phonon-glass behavior. Furthermore, this compound enables fine tuning of carrier concentration via chemical doping for optimizing thermoelectric performance. In this study, nominal compositions of Mg_3.8Sb_2-xTe_x (0 ≤ x ≤ 0.03) are synthesized through controlled melting and subsequent vacuum hot pressing method. X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM) are carried out to investigate phase development and surface morphology during the process. It should be noted that 16 at. % of excessive Mg must be added to the system to compensate for the loss of Mg during melting process. Herein, thermoelectric properties such as Seebeck coefficient, electrical conductivity, and thermal conductivity are evaluated from low to high temperature regimes. The results show that Te substitution at Sb sites effectively tunes the majority carriers from holes to electrons, resulting in a transition from p to n-type. At 873 K, a peak ZT value of 0.27 is found for the specimen Mg_3.8Sb_1.99Te_0.01, indicating an improved ZT value over the intrinsic value.

• 한국재료학회지
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• 제32권6호
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• pp.287-292
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• 2022

Magnesium-antimonide is a well-known zintl phase thermoelectric material with low band gap energy, earth-abundance and characteristic electron-crystal phonon-glass properties. The nominal composition Mg_3.8-xZn_xSb₂ (0.00 ≤ x ≤ 0.02) was synthesized by controlled melting and subsequent vacuum hot pressing method. To investigate phase development and surface morphology during the process, X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM) were carried out. It should be noted that an additional 16 at. % Mg must be added to the system to compensate for Mg loss during the melting process. This study evaluated the thermoelectric properties of the material in terms of Seebeck coefficient, electrical conductivity and thermal conductivity from the low to high temperature regime. The results demonstrated that substituting Zn at Mg sites increased electrical conductivity without significantly affecting the Seebeck coefficient. The maximal dimensionless figure of merit achieved was 0.30 for x = 0.01 at 855 K which is 30% greater than the intrinsic value. Electronic flow properties were also evaluated and discussed to explain the carrier transport mechanism involved in the thermoelectric properties of this alloy system.

• Journal of Korean Vacuum Science & Technology
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• 제6권1호
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• pp.12-15
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• 2002

The physical properties, including magneto-optical and transport ones, of Ni$_2$MnG$_2$ alloy in the martensitic and austenitic states were investigated. The dependence of the temperature coefficient of resistivity on temperature shows kinks at the structural and ferro-para magnetic transitions. Electron-magnon and electron-phonon scattering are analyzed to be the dominant scattering mechanisms of the Ni$_2$MnG$_2$ alloy in the martensitic and austenitic states, respectively. The experimental real parts of the off-diagonal components of the dielectric function present two sharp peaks, one at 1.9 eV and the other at 3.2 eV, and a broad shoulder at 3.5 eV, all are identified by the band-structure calculations. These peak positions are coincident with those in the corresponding optical-conductivity spectrum, which is thought to originate from the single-spin state in Ni$_2$MnG$_2$ alloy.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2000년도 춘계종합학술대회
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• pp.451-454
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• 2000

임팩트이온화는 고전계하에서 고에너지를 지닌 캐리어간 산란으로써 전자전송해석에 필수적인 요소이다. 임팩트이온화율 계산은 풀밴드 E-k관계와 페르미의 황금법칙을 이용하였다. 본 연구에서는 풀밴드 Monte Carlo 시뮬레이션을 이용하여 온도 및 전계에 대한 Si 임팩트이온화계수를 조사하였다. 임팩트이온화 모델에 의해서 계산된 look의 임팩트이온화계수는 실험값과 잘 맞았다. 온도상승에 따른 임팩트이온화계수와 전자의 에너지는 포논산란의 emission 모드의 증가 때문에 감소함을 알 수 있었다. 임팩트이온화계수의 대수는 온도와 전계에 대한 선형함수로 fitting 되었다. 이 선형함수의 오차는 5%이내이다. 결과적으로 임팩트이온화계수의 대수는 선형적으로 온도와 전계에 의존함을 알 수 있었다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2000년도 춘계종합학술대회
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• pp.460-464
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• 2000

임팩트이온화현상은 소자의 크기가 점점 작아지면서, 높은 에너지에 있는 hot carrier 전송을 해석하기 위해 매우 중요하므로 소자의 시뮬레이션에 정확한 임팩트이온화모델이 필수적이다. 본 연구에서는 의사포텐셜방법을 사용하여 full 밴드모델을 구하고, 임팩트이온화율은 수정된 Keldysh 공식을 이용하여 유도하였다. 본 연구에서는 GaAs 임팩트이온화의 온도와 전계에 대한 의존특성을 조사하기 위하여 Monte Carlo 시뮬레이터를 제작하여 임팩트이온화계수를 구하였다. 결과적으로, 임팩트이온화계수는 300K에서 실험 값과 잘 일치하였다. 또한 에너지는 전계가 증가할수륵 증가하고, 높은 온도에서는 포논산란의 emission mode가 높기 때문에 에너지가 감소함을 알 수 있었다. 임팩트 이온화의 대수 fitting 함수 식은 온도와 전계에 대해 2차 식으로 표현하였다. 대수 fitting 함수의 오차는 대부분 5%이내에 머물렀다. 그러므로 대수 식으로 표현된 임팩트이온화계수는 온도와 전계에 의존함을 알았고, 온도와 전계에 의존하는 임팩트이온화계수를 구하는데 시간을 절약할 수 있다

• 한국재료학회지
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• 제3권2호
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• pp.121-130
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• 1993

합성용질확산법으로 GaP 단결정을 성장시키고, 몇가지 성질을 조사하였다. 결정성장용 석영관을 전기로내에서 1.75mm/day의 속도로 하강시킴으로써 양질의 GaP 단결정을 성장하였다. 에치피트 밀도는 결정의 성장축 방향으로 3.8 ${\times}{10^4}$c$m^{-2}$부터 2.3 ${\times}{10^5}$c$m^2$이었다. 에너지갭의 온도의존성은 실험적으로 $E_g$(T)=[2.3383-(6.082${\times}{10^{-4}}$)$T^2$(373.096+T)eV로 구하여졌다. 저온에서의 광루미네센스 스펙트럼은 구속된 여기자의 복사재결합과 재결합 과정에 포논의 참여로 인하여 에너지갭 부근의 복잡한 선 스펙트럼이 나타났다. n형의 GaP내에서 Zn의 확산깊이는 확산시간의 제곱근에 비례하였으며, 확산계수의 온도의존성은 D(T)=3.2${\times}{10^3}$ exp(-3.486/KbTc$m^2$/sec이었다. p-nGaP 동종접합다이오드의 전기루미제센스 스펙트럼은 깊은 준위의 도너인 Zn-O 복합중심(complex center)과 Zn가 형성한 역셉터 준위사이의 도너-억셉터 쌍 재결합 천이에 의한 630nm의 발광과 에너지갭 부근의 케리어 재결합 처이에 의한 550nm의 발광으로 구성되었으며, 100mA보다 낮은 전류 영역에서 광자의 방출은 bane-filling 과정으로 이루어 진다.

• 한국진공학회지
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• 제16권6호
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• pp.463-467
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• 2007

[ $Al_2O_3$ ]기판을 산소 plasma 또는 수소 plasma로 표면 처리한 후 그 위에 plasma-assisted molecular beam epitaxy 방법으로 성장된 ZnO 박막의 구조적 특성과 광학적 발광 특성을 체계적으로 조사하였다. 제작된 ZnO 박막은 high resolution X-ray diffraction 측정과 atomic force microscope를 사용하여 구조적 특성과 표면 특성을 관찰하였으며, photoluminescence (PL) 측정을 통하여 엑시톤과 관련된 광학적 전이특성을 온도에 따라 조사하였다. free exciton, bound exciton, 그리고 이들의 phonon replica들의 특성을 온도에 따라 분석하였으며, 산소 plasma로 표면 처리한 시료의 PL 세기가 수소 plasma 표면 처리한 시료의 PL 세기보다 상당히 커짐을 관찰하였다. 산소 plasma로 처리된 기판 위에 성장된 ZnO 시료가 수소 plasma로 처리된 경우보다 우수한 구조적 특성과 광학적 특성을 보였는데, 이는 산소 plasma로 표면 처리함으로써 산소 공공(oxygen vacancy)과 같은 결함 구조가 적게 생성되고 좋은 격자 상수 일치를 보여주므로 구조적 특징과 발광 특징이 향상되는 것으로 해석되었다.

• 한국결정성장학회지
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• 제24권5호
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• pp.202-206
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• 2014

$V_2O_5$ 박막에서의 PL 특성을 조사하기 위해 RF 스퍼터링법을 이용하여 비정질과 결정질 $V_2O_5$ 박막을 제작하였고, 10~300 K의 온도까지 PL 스펙트럼을 측정하였다. 상온에서 성장된 비정질 박막에서는 ~505 nm를 중심으로 하는 하나의 PL 피크만이 관찰되었고, 결정질 $V_2O_5$ 박막에서는 505 nm를 중심으로 하는 피크와 산소결함에 의한 것으로 알려진 ~695 nm를 중심으로 하는 피크가 관찰되었다. 비정질과 결정질 $V_2O_5$ 박막에서 관찰되는 505 nm에서의 PL 피크의 위치는 온도에 강한 의존성을 보였고, 그 값은 300 K에서 2.45 eV였고, 10 K에서 2.35 eV였다. 505 nm에서의 PL은 $V_2O_5$에서의 밴드 에너지 전이에 의한 것이었으며, 또한 온도의 감소에 따른 피크 위치 에너지의 감소는 전자-포논 상호작용의 감소에 의한 격자팽창효과의 감소 때문이었다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제42권3호
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• pp.9-16
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• 2005

[ $Si_{1-x}Ge_x$ ] 위의 Si 반전층에서의 이동도를 반전층에서의 양자현상(버금띠 에너지와 파동함수)과 완화시간어림셈을 고려하여 계산하였다. 반전층에서의 양자현상은 슈뢰딩거 방정식과 포아슨 방정식을 자체 모순없이 계산하여 얻었다 완화시간은 밸리내 산란과 밸리사이 산란을 고려하여 계산하였다. 그 결과 Ge 함량이 증가됨에 따라 이동도가 증가되는 이유는 4-폴드 밸리에 존재하는 전자의 이동도보다 2-폴드 밸리에 존재하는 전자의 이동도가 약 3배 정도 크며 대부분의 전자가 밸리의 분리에 의해 2-폴드 밸리에 존재하기 때문이라는 것을 알 수 있었다. 한편, 포논 산란만을 고려한 이동도를 실험치와 일치시키기 위하여 전체 이동도에는 반전층 계면에서의 산란과 쿨롱 산란을 포함시켰다. 계산된 전계, 온도, 그리고 Ge 함량에 의존하는 이동도는 실험치와 근접하도록 변형포텐셜을 설정하였으며 정확한 결과를 위해서는 Si 에너지띠의 비포물성을 고려해야함을 확인하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2004년도 추계학술대회 논문집 Vol.17
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• pp.179-182
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• 2004

The $p-CdIn_2Te_4$ single crystal was grown in the three-stage vertical electric furnace by using Bridgman method. The quality of the grown crystal has been investigated by the x-ray diffraction and the photoluminescence measurements. From the Photoluminescence spectra of the as-grown $CdIn_2Te_4$ crystal and the various heat-treated crystals, the $(D^{o},X)$ emission was found to be the dominant intensity in the photoluminescence spectrum of the $CdIn_2Te_4:Cd$, while the $(A^{o},X)$ emission completely disappeared in the $CdIn_2Te_4:Cd$. However, the $(A^{o},X)$ emission in the photoluminescence spectrum of the $CdIn_2Te_4:Te$ was the dominant intensity like an as-grown $p-CdIn_2Te_4$ crystal. These results indicated that the $(D^{o},X)$ is associated with $V_{Te}$ acted as donor and that the $(A^{o},X)$ emission is related to $V_{Cd}$ acted as acceptor, respectively. The $p-CdIn_2Te_4$ crystal was found to be obviously converted into the n-type after annealing in the Cd atmosphere. The origin of $(D^{o},\;A^{o})$ emission and its TO Phonon replicas is related to the interaction between donors such as $V_{Te}$ or $Cd_{int}$, and accepters such as $V_{Cd}$ or $Te_{int}$. Also, the In in the $CdIn_2Te_4$ was confirmed not to form the native defects because it existed in the stable form of bonds.