• 제목/요약/키워드: Single crystal growth

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Micro-pulling down법으로 성장시킨 Zn와 Yb를 첨가한 $LiNbO_3$ 단결정의 광학적 특성 (Crystal growth and optical properties of Zn and Yb co-doped $LiNbO_3$ rod-shape single crystal by micro-pulling down method)

  • 허지윤;이호준;윤대호
    • 한국결정성장학회지
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    • 제19권1호
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    • pp.11-14
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    • 2009
  • Micro-pulling down(${\mu}-PD$)법을 이용하여 직경 2mm, 길이 $15{\sim}25\;mm$의 Zn와 Yb가 첨가된 near-stoichiometric 조성의 $LiNbO_3$ 단결정을 성장하였다. 일정 직경의 매끄럽고 결함이 없는 양질의 단결정임을 확인하였고, 결정 내 첨가된 Zn와 Yb의 조성이 고루 분포되었음을 알 수 있었다. Raman spectra를 통해 나타난 모든 peak은 $LiNbO_3$ power의 peak과 일치함을 알 수 있었고, 이를 통해 Hexagonal 구조의 $LiNbO_3$가 성장되었음을 확인할 수 있었다. Zn의 첨가량 증가에 따른 IR 영역의 투과도 비교를 통해 광손상을 억제에 효과가 있는 Zn 첨가의 역치량이 1 mol%임을 알 수 있었다.

PVT법을 이용한 (011)면으로 성장된 AlN 단결정 성장에 관한 연구 (A study on growing of bulk AlN single crystals grown having a (011) growth face of by PVT method)

  • 강승민
    • 한국결정성장학회지
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    • 제25권1호
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    • pp.32-34
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    • 2015
  • PVT(Physical vapor transport)법으로 벌크형 종자 결정을 이용하여 AlN 단결정을 성장 시켰다. 성장과정은 고주파 유도 가열 코일을 이용한 방법으로 진행되었다. 카본 도가니의 하단에 원료 분말을 장입하고 종자 결정은 도가니의 상부에 부착하였다. 성장 조건으로 온도는 $2000{\sim}2100^{\circ}C$ 사이에서 이루어 졌으며 챔버내 압은 $1{\times}10^{-1}{\sim}200$ Torr로 유지하였다. 또한 가열 위치를 결정짓는 hot-zone 조절이 성장의 시간이 진행됨에 따라 수정되었다. 이러한 조건하에 약 600시간 성장시킨 결과로 장축 직경 17 mm 두께 7 mm의 AlN 단결정이 얻어졌으며, Laue X-Ray 장치을 이용하여 성장된 결정의 방향을 조사한 결과 R방향[011]으로 성장 되었음을 알 수 있었다.

Hot Wall Epitaxy (HWE) 법에 의한 $CuInTe_2$ 단결정 박막 성장과 가전자대 갈라짐에 대한 광전류연구 (Growth and Characterization of $CuInTe_2$ Single Crystal Thin Films by Hot Wall Epitaxy)

  • 홍광준;박창선
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2003년도 추계학술대회 논문집 Vol.16
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    • pp.156-159
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    • 2003
  • The stochiometric mixture of evaporating materials for the $CuInTe_2$ single crystal thin films was prepared from horizontal furnace. To obtain the single crystal thin films, $CuInTe_2$ mixed crystal was deposited on throughly etched GaAs(100) by the Hot Wall Epitaxy(HWE) system. The source and substrate temperature were $610^{\circ}C\;and\;450^{\circ}C$ respectively, and the growth rate of the single crystal thin films was about $0.5{\mu}m/h$. The crystalline structure of single crystal thin films was investigated by the double crystal X-ray diffraction(DCXD). From the photocurrent spectra, we have found that values of spin orbit coupling ${\Delta}So$ and crystal field splitting ${\Delta}Cr$ ware $0.283{\underline{3}}eV\;and\;0.120{\underline{0}}eV$, respectively.

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HWE 방법에 의한 $AgGaS_2$단결정 박막성장과 특성에 관한 연구 (A study on the growth and characteristics of $AgGaS_2$ single crystal thin film by hot wall epitaxy)

  • 홍광준;정준우
    • 한국결정성장학회지
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    • 제8권2호
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    • pp.211-220
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    • 1998
  • 수평 전기로에서 $AgGaS_2$ 다결정을 합성하여 HWE 방법으로 $AgGaS_2$ 단결정 박막을 성장하였다. $AgGaS_2$ 단결정 박막을 성잘할 때 증발원과 기판의 온도를 각각 $590^{\circ}C$, $440^{\circ}C$로 성장하였을 때 이중결정 X-선 요동곡선(double crystal X-ray diffraction rocking curve, DCRC)의 반폭치(FWHM)값이 124 arcsec로 가장 작아 최적 성장조건이었다. 상온에서 $AgGaS_2$ 단결정 박막의 광흡수 특성으로부터 에너지 띠간격이 2.61cV였다. Band edge에 해당하는 광전도도 peak의 온도 의존성은 Varshni 관계식으로 설명되었으며, Vaeshni 관계식의 상수값은 Eg(0) = 2.7284eV, $\alpha$= 8.695$\times$10-4 eV/K, $\beta$= 332K 로 주어졌다. 광발광 봉우리는 20K에서 414.3nm(2.9926eV)와 414.1nm(2.7249eV)는 free exciton(Ex)의 upper polariton과 lower polariton인 {{{{{E}`_{x} ^{u} }}}}와 {{{{{E}`_{x} ^{L} }}}}, 423.6nm(2.9269eV)는 bound exciton emission에 의한 I로 관측되었다. 또한 455nm(2.7249eV)의 peak는 donor-acceptor pair(DAP)에 기인하는 광발광 봉우리로 관측되었다.

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Controlling of the heterogeniously growing GaN polycrystals using a quartz ring in the edge during the HVPE-GaN bulk growth

  • Park, Jae Hwa;Lee, Hee Ae;Park, Cheol Woo;Kang, Hyo Sang;Lee, Joo Hyung;In, Jun-Hyeong;Lee, Seong Kuk;Shim, Kwang Bo
    • Journal of Ceramic Processing Research
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    • 제19권5호
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    • pp.439-443
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    • 2018
  • The outstanding characteristics of high quality GaN single crystal substrates make it possible to apply the manufacture of high brightness light emitting diodes and power devices. However, it is very difficult to obtain high quality GaN substrate because the process conditions are hard to control. In order to effectively control the formation of GaN polycrystals during the bulk GaN single crystal growth by the HVPE (hydride vapor phase epitaxy) method, a quartz ring was introduced in the edge of substrate. A variety of evaluating method such as high resolution X-ray diffraction, Raman spectroscopy and photoluminescence was used in order to measure the effectiveness of the quartz ring. A secondary ion mass spectroscopy was also used for evaluating the variations of impurity concentration in the resulting GaN single crystal. Through the detailed investigations, we could confirm that the introduction of a quartz ring during the GaN single crystal growth process using HVPE is a very effective strategy to obtain a high quality GaN single crystal.

Fabrication of a large grain YBCO bulk superconductor by homo-seeding melt growth method

  • Lee, Hee-Gyoun
    • 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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    • 제24권3호
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    • pp.35-40
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    • 2022
  • To fabricate large grain YBCO bulk superconductors by melt process, Sm123 single crystal with a high melting point are mostly used as seeds. However, it also uses Y123 film deposited on MgO single crystal substrate. This study investigated the growth behavior of the Y123 grain during a melt process when single grain YBCO bulk was used as a seed. Single grain Y123 bulk was grown when the seed size was small. When the seed size was relatively large, multiple grains were grown but the grains were still large. Y123 seed crystal was completely decomposed during high temperature anneal at 1040℃ and new Y123 crystals were nucleated during a slow cooling stage below a peritectic temperature. Thereafter, newly formed Y123 crystals from the seed area are thought to grow into the Y1.8 powder compact. The crystallographic orientations of newly nucleated Y123 grains are independent of the crystallographic orientation of Y123 seed. It is thought that the crystallographic orientation of newly nucleated Y123 crystal can be controlled by using Y211-free Y123 single crystal as a seed of homo-seeding melt growth.

AlN 단결정 성장에 관한 연구 (A study on the growth of AlN single crystals)

  • 강승민
    • 한국결정성장학회지
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    • 제23권6호
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    • pp.279-282
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    • 2013
  • 최근 관심이 높아지고 있는 GaN, SiC 단결정과 함께 자외선 LED 및 전력 반도체 용 기판 소재로서 응용성이 높은 질화갈륨(AlN, Aluminum Nitride) 단결정을 성장하였다. 아직 상용화된 AlN 기판은 없지만, 단결정 성장에 대한 연구가 이루어지고 있다. 본 연구에서는 국내 최초로 AlN 단결정의 성장 결과 직경 약 8 mm의 결정을 성장하였다. 성장된 단결정은 광학현미경으로 관찰하였으며, DCXRD를 통하여 결정성을 평가한 결과를 보고하고자 한다.

루틸단결정 성장을 위한 스컬용융시스템의 조건 (Conditions of Skull melting system for rutile single crystals growth)

  • 석정원;최종건
    • 한국결정성장학회지
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    • 제16권4호
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    • pp.141-148
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    • 2006
  • 스컬용융법은 생산원가가 낮고 crust의 재사용으로 수율이 좋아 양질의 산화물단결정성장 및 대량생산에 좋은 방법이다. 본 연구에서는 루틸단결정을 스컬용융법에 의해 성장시켰으며, 서로 다른 성장조건에서의 ingot특성을 비교하였다. 좋은 품질의 루틸 ingot 성장을 위한 조건은 직경 12, 높이 14cm 도가니 사용, 3000pF의 tank condenser 용량, 2.84 MHz의 주파수, 9시간의 용액유지시간, 2mm/h의 성장속도였다.

Progress in Si crystal and wafer technologies

  • Tsuya, Hideki
    • 한국결정성장학회지
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    • 제10권1호
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    • pp.13-16
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    • 2000
  • Progress in Si crystal and wafer technologies is discussed on single crystal growth, wafer fabrication, epitaxial growth, gettering, 300 mm and SOI. As for bulk crystal growth, the mechanism of grown-in defects (voids) formation, the succes of grown-in defect free crystal growth technology and nitrogen doped crystal are shown. New wafer fabrication technologies such as both-side mirror polishing and etchingless process have been developed. The epitaxial growth of SiGe/Si heterostructure for high speed bipolar device is treated. Gettering technology under low temperature process such as RTP is important, and also it is shown that IG effect for Ni could be predicted using computer simulation of precipitate density and size. The development of 300 mm wafer and SOI has made progress steadily.

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EFG법에 의한 ${\gamma}-6Bi_2O_3{\cdot}GeO_2$ (Growth of ${\gamma}-6Bi_2O_3{\cdot}GeO_2$ Single Crystals by EFG Method)

  • 김호건;유건종
    • 한국결정성장학회지
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    • 제1권2호
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    • pp.34-45
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    • 1991
  • 광기능소자로 응용성이 넓은 전기광학결정 $r-6Bi_2O_3{\cdot}GeO_2$(이하 BGO로 약칭)을 EFG(Edge-defined Film-fed Growth)법에 의하여 판상단결정으로 육성하는 기초적 조건을 조사하였고 얻어진 판상단결정의 characterization 및 평가를 행하였다. 본 연구에서 얻어진 최적성장조건은 온도구배가 $22^{\circ}C$/cm 이었고 인상속도는 2.0mm/h이었다. 결정성장 최적조건에서 육성된 BGO결정은 제 2상의 석출이 없고 grain boundary가 존재하지 않으며 X선분석으로도 단결정임이 확인되었다. 육성된 판상단결정의 판면은 (100)면이었고 결정성장 방위는 <110>이었다. 육성된 판상단결정은 편광현미경하에서는 pore, void, inclusion, striation등의 성장결함이 없는 양질의 단결정이었으나 미세결함인 전위(dislocation)의 존재가 확인되었고 전위밀도는 $7.0{\times}105/cm^2$이었다.

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