The photoluminescence (PL) characteristics of the silicon-oxygen(Si-O) superlattice formed by molecular beam epitaxy (MBE) were studied. To confirm the presence of the nanocrystalline Si structure, Raman scattering measurement was performed. The blue shift was observed in the PL peak of the oxygen-annealed sample, compared to the hydrogen-annealed sample, which is due to a contribution of smaller crystallites. Our results determine the right direction for the fabrication of silicon-based optoelectronic and quantum devices as well as for the replacement of silicon-on-insulator (SOI) in high-speed and low-power silicon MOSFET devices in the future.
Nam, Giwoong;Kim, Byunggu;Park, Youngbin;Kim, Soaram;Lee, Sang-Heon;Kim, Jong Su;Leem, Jae-Young
한국진공학회:학술대회논문집
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한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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pp.202.1-202.1
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2013
ZnO nanostructure was fabricated on a Si substrate using two-step growth. The seed layer was grown on the Si substrate by a sol-gel spin-coating. In the first step, ZnO nanorods were grown by a hydrothermal method at $140^{\circ}C$ for 5 min. In the second step, a ZnO thin film was grown on the ZnO nanorods by spin-coating. After growth, these films were annealed at $800^{\circ}C$ for 10 min. Electrical and optical properties of ZnO nanostructures have modified by plasma-assisted molecular beam epitaxy (PA-MBE) regrowth. The carrier concentration and resistivity increased by PA-MBE regrowth. In the photoluminescence, the full width at half maximum and intensity were decreased and increased, respectively, by PA-MBE regrowth.
We demonstrate improved surface pit and phase separation in thick InGaN grown on a GaN/Si (111) substrate, using plasma-assisted molecular beam epitaxy with an indium modulation technique. The formation of surface pit and compositional inhomogeneity in the InGaN epilayer are investigated using atomic force microscopy, scanning electron microscopy and temperature-dependent photoluminescence. Indium elemental mapping directly reveals that poor compositional homogeneity occurs near the pits. The indium-modulation epitaxy of InGaN minimizes the surface indium segregation, leading to the reduction in pit density and size. The phase separation in InGaN with a higher pit density is significantly suppressed, suggesting that the pit formation and the phase separation are correlated. We propose an indium migration model for the correlation between surface pit and phase separation in InGaN.
본 실험에서는 D.C magnetron sputtering을 사용하여 Ni-Fe/Co-Fe/Mn-Ir/Cu/buffer/Si 다층박막의 교환이방성에 관하여 연구하였다. 일반적인 Ni-Fe/Mn-Ir/buffer(Cu)/Si의 다층박막 구조는 낮은 교환결합 자계에 의하여 강자성체를 완전히 고착시키지 못한다. 따라서 Ni-Fe/Mn-Ir/buffer/Si 다층박막의 $H_{ex}$를 증가시키기 위해 하지층으로 Cu/Ta을 사용하여 Mn-Ir막의 결정립 부피를 증가시키고 Ni-Fe.Mn-Ir계면에 Co-Fe을 삽입하여 반강자성체/강자성체 계면에서의 epitaxy 경향을 향상시켜 2배 이상의 $H_{ex}$의 증가를 얻을 수 있었다. 또한 ferromagnete/Mn-Ir/buffer/Si의 다층박막 구조에서는 Mn-Ir거 두께에 따른 He일 변화 거동은 Mn-Ir/ferromagnete/buffer/Si다층박막구조와는 다른데 이와 같은 이유는 적층순서에 따라서 반강자성체 결정립의 부피분포와 계면에서의 교환결합 에너지가 차이가 나기 때문인 것으로 사료된다.
InGaAs/GaAs quantum wire structures were grown by low pressure metalorganic chemical vapor deposition by using selective area epitaxy.$ In_{ 0.2}$$Ga_{0.8}$ As/GaAs quantum wire structures were grown on a $SiO_2$ masked GaAs substrate. Quantum wire structures with sharp tips and smooth side walls were grown. We have grown InGaAs/GaAs quantum wire structures using variously opened width of the $SiO _2$ mask. Even though the opening widths of $SiO_2$ masked GaAs substrate were different, similar shapes of triangular structures were grown. Using various kinds of differently opened $SiO_2$ masked area, it would be possible to grow quantum wire structures with various thicknesses. The quantum wire structures are formed near the pinnacle of the triangular structure. Therefore, the fabrication of the uniquely designed integrated optical devices which include light emitting sources of multiple wavelength is possible.
비정질 $Si_{1-x}Ge_{x}$(X=0, 0.14, 0.34, 0.53)합금박막의 결정화거동을 X-ray diffractometry(XRD)와 투과전자현미경(transmission electron microscopy, TEM)을 이용하여 조사하였다. 비정질 박막은 열산화막(thermal oxide, $SiO_{2}$)이 입혀진 Si기판위에 MBE(Molecular Beam Epitaxy)를 이용하여 $300^{\circ}C$에서 증착하였으며 각 Ge조성에 해당하는 기편들을 $500^{\circ}C$ ~ $625^{\circ}C$에서 열처리한 다음 XRD를 이용하여 결정화분율과 결정화후 박막의 우선순방위(texture)경향ㅇ르 조사하였다. 또한 TEM을 사용하여 열처리한 박막의 미세구조를 분석하였다. XRD분석결과 박막내의 Ge함량의 증가는 결정화에 대한 열처리시간을 크게 감소시키는 것으로 밝혀졌다. 또한 결정화후 강한(111) 우선방위를 나타내는 Si박막과는 달리 $Si_{1-x}Ge_{x}$합금은 (311)우선방위를 가지는 것을 알았으며 이는 비정질 Si박막과 $Si_{1-x}Ge_{x}$박막의 결정화기구에 현저한 차이가 있음을 암시한다. TEM관찰에서, 순수한 Si박막은 결정화후 결정립이 타원형이나 수지상(dendrite)형태를 취하고 있었으며 결정립내부에 미페쌍정이나 적층결함들의 많은 결정결함들이 존재하고, 결정립의 성장이 이들 결함을 따라 우선적으로 성장함을 알 수 있었다. 반면에 $Si_{0.47}Ge_{0.53}$의 경우에서는 결정립모양이 원형에 가까운 동축정(dquiaxed)형상을 하며 결정립내부의 결함밀도도 매우 낮았다. 특히 Si에서 보았던 결정립성장의 방향성은 관찰되지 않았다. 이상의 결과에서 비정질 $Si_{1-x}Ge_{x}$(합금박막의 결정화는 Ge이 포함되지 않은 순수한 Si의 twin assisted growth mode에서 Ge 함량의 증가에 따라 \ulcorner향성이 없는 random growth mode로 전개되어간다고 결론지을수 있다.
본 연구에서는 HVPE (Hydride Vapor Phase Epitaxy) 방법으로 Si 위에 GaN/AIN/Al/Si 구조를 제작하고, AlN 버퍼층의 두께에 따른 광학적 특성을 조사함으로써 효과적인 eaN 성장을 위한HVPE에서의 공정 방법을 개선하고자 하였다. 이를 위해 Al을 증착한 Si 기판과 그렇지 않은 경우를 PL측정을 통해 그 효과를 관찰하였고, $5{\AA}$ 두께의 Al 대해 AlN 버퍼층의 두께를 변화시켜가면서 GaN를 성장시켜 그 특성을 조사하였다. Al을 증착한 경우가 증착하지 않은 경우에 비해 광학적 특성이 우수한 것으로 나타났으며, AlN의 두께 변화에 대해서는 양질의 GaN를 얻기 위한 최적의 두께는 약 $260{\AA}$ 인 것으로 나타났다. 이 경우 SEM을 이용한 표면사진에서 GaN의 초기성장이 hexagonal형태로 성장되고 있음을 관찰할 수 있었다. 또한 XRD의 회절 패턴은 GaN가 {0001} 방향으로 우선 배향성을 가지고 성장되고 있음을 보여주고 있었다.
In this work, we synthsized GaN powders by the direct reactions of Ga with NH$_3$at the temperature range of 950∼1150$^{\circ}C$ and we growth the GaN thin films on Si and sapphire substrates using the synthesized GaN powders by the vapor phase epitaxy method. The synthesized powder had hexagonal crystal structures with lattice constants of a$\sub$0/=3.1895${\AA}$, c$\sub$0/=5.18394${\AA}$. The reaction rates of GaN were increased with both reaction time and temperature, however it did not depends on the flow rates of NH$_3$. The island type GaN crystals were grown on (0001) sapphire substrates and fast lateral growth of GaN on (111) Si substrate than sapphire was observed in our experiments.
This study examined the structure and perpendicular magnetization of FePt films grown on Pt/Fe/MgO(100) buffered Si(100) substrates by molecular beam epitaxy. The [Fe(0.17nm)/Pt(0.2nm)]$_N$ multilayers were prepared at room temperature to form a $L1_0$-FePt phase after vacuum annealing. Perpendicular magnetic anisotropy (PMA) was observed in the films after at least 15 repetitions (N = 15) of Fe/Pt deposition and annealing at $300{^{\circ}C}$ for 1 hour. Careful structural analysis of the films was carried out by x-ray diffraction and high-resolution transmission electron microscopy. These results will assist in the development of the low temperature $L1_0$- FePt deposition process, which will be essential for future extremely high density magnetic recording media.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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