• 제목/요약/키워드: Single crystal growth

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$CdIn_2S_4$ 에피레이어 성장과 특성 (Growth and Characterization for $CdIn_2S_4/GaAs$ Epilayers)

  • 홍광준
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2004년도 추계학술대회 논문집 Vol.17
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    • pp.239-242
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    • 2004
  • A stoichiometric mixture of evaporating materials for $CdIn_2S_4$ single crystal thin films was prepared from horizontal furnace. To obtain the single crystal thin films, $CdIn_2S_4$ mixed crystal was deposited on thoroughly etched semi-insulating GaAs(100) substrate by hot wall epitaxy(HWE) system. The source and substrate temperatures were $630^{\circ}C$ and $420^{\circ}C$ respectively. The crystalline structure of single crystal thin films was investigated by the photoluminescence and double crystal X-ray diffraction(DCXD). The carrier density and mobility of $CdIn_2S_4$ single crystal thin films measured from Hall effect by van der Pauw method are $9.01{\times}10^{16}\;cm^{-3}$ and $219\;cm^2/V{\cdot}s$ at 293 K, respectively. From the optical absorption measurement, the temperature dependence of energy band gap on $CdIn_2S_4$ single crystal thin films was found to be $E_g(T)\;=\;2.7116\;eV\;-\;(7.74{\times}10^{-4}\;eV)T^2/(T+434)$. After the as-grown $CdIn_2S_4$ single crystal thin films was annealed in Cd-, S-, and In-atmospheres, the origin of point defects of $CdIn_2S_4$ single crystal thin films has been investigated by the photoluminescence(PL) at 10 K.

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Hot Wall Epitaxy(HWE) 방법에 의한 $CuInTe_2$ 단결정 박막 성장과 특성에 관한 연구 (Growth and Characterization of $CuInTe_2$ Single Crystal thin Films by Hot Wall Epitaxy)

  • 홍광준;이관교;이상열;유상하;정준우;정경아;백형원;방진주;신영진
    • 한국결정학회지
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    • 제11권4호
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    • pp.212-223
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    • 2000
  • A stochiometric mix of CuInTe₂ polycrystal was prepared in a honizonatal furnace. To obtain the single crystal thin films, CuInTe₂ mixed crystal was deposited on throughly etched GaAs(100) by the HWE system. The source and substrate temperatures were 610℃ and 450℃ respectively, and the thickness of the deposited single crystal thin film was 2.4㎛. CuInTe₂ single crystal thin film was proved to be the optimal growth condition when the excition emission spectrum was the strongest at 1085.3 nm(1.1424 eV) of photoluminescence spectrum at 10 K, and also FWHM of Double Crystal X-ray Rocking Curve (DCRC) was the smallest, 129 arcsec. The Hall effect on this sample was measured by the method of Van der Pauw, and the carrier density and mobility dependent on temperature were 9.57x10/sup 22/ electron/㎥, 1.31x10/sup -2/㎡/V·s at 293 K, respectively. The ΔCr(Crystal field splitting) and the ΔSo (spin orbit coupling splitting( measured at f10K from the photocurrent peaks in the short wavelength of the CuInTe₂ single crystal thin film were about 0.1200 eV, 0.2833 eV respectively. From the PL spectra of CuInTe₂ single crystal thin film at 10 K, the free exciton (E/sub x/) was determined to be 1064.5 nm(1.1647 eV) and the donor-bound exciton(D/sup 0/, X) and acceptor-bound exciton (A/sup 0/, X) were determined to be 1085.3 nm(1.1424 eV) and 1096.8 nm(1.1304 eV0 respectively. And also, the donor-acciptor pair (DAP)P/sub 0/, DAP-replica P₁, DAP-replica P₂ and self-activated (SA) were determined to be 1131 nm (1.0962 eV), 1164 nm(1.0651 eV), 1191.1 nm(1.0340 eV) and 1618.1 nm (0.7662 eV), respectively.

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Hot Wall Epitaxy(HWE)법에 의한 $CuGaSe_2$ 단결정 박막의 성장과 에너지 밴드갭의 온도 의존성 (Growth and temperature dependence of energy band gap for $CuGaSe_2$ Single Crystal Thin Film by Hot Wall Epitaxy)

  • 이상열;홍광준
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2007년도 하계학술대회 논문집 Vol.8
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    • pp.97-98
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    • 2007
  • A stoichiometric. mixture of evaporating materials for $CuGaSe_2$ single crystal thin films was prepared from horizontal electric furnace. Using extrapolation method of X-ray diffraction patterns for the polycrystal $CuGaSe_2$, it was found tetragonal structure whose lattice constant $a_0$ and $c_0$ were $5.615\;{\AA}$ and $11.025\;{\AA}$, respectively. To obtain the single crystal thin films, $CuGaSe_2$ mixed crystal was deposited on thoroughly etched semi-insulating GaAs(100) substrate by the hot wall epitaxy (HWE) system. The source and substrate temperatures were $610^{\circ}C$ and $450^{\circ}C$, respectively. The crystalline structure of the single crystal thin films was investigated by the photoluminescence and double crystal X-ray diffraction (DCXD). The carrier density and mobility of $CuGaSe_2$ single crystal thin films measured with Hall effect by van der Pauw method are $4.87{\times}10^{17}\;cm^{-3}$ and $129\;cm^2/V{\cdot}s$ at 293 K, respectively. The temperature dependence of the energy band gap of the $CuGaSe_2$ obtained from the absorption spectra was well described by the Varshni's relation, $E_g(T)\;=\;1.7998\;eV\;-\;(8.7489\;{\times}\;10^{-4}\;eV/K)T^2/(T\;+\;335\;K)$.

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Control of axial segregation by the modification of crucible geometry

  • Lee, Kyoung-Hee
    • 한국결정성장학회지
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    • 제18권5호
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    • pp.191-194
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    • 2008
  • We will focus on the horizontal Bridgman growth system to analyze the transport phenomena numerically, because the simple furnace system and the confined growth environment allow for the precise understanding of the transport phenomena in solidification process. In conventional melt growth process, the dopant concentration tends to vary significantly along the crystal. In this work, we propose the modification of crucible geometry for improving the productivity of silicon single-crystal growth by controlling axial specific resistivity distribution. Numerical analysis has been performed to study the transport phenomena of dopant impurities in conventional and proposed Bridgman silicon growth using the finite element method and implicit Euler time integration. It has been demonstrated using mathematical models and by numerical analysis that proposed method is useful for obtaining crystals with superior uniformity along the growth direction at a lower cost than can be obtained by the conventional melt growth process.

승화법에 의한 CdS 단결정 성장 (Growth of CdS Single Crystal by Sublimation Method)

  • 정태수;김현숙;유평렬;신영진;신현길;김택성;정철훈;이훈;신영신;강신국;정경수;홍광준
    • 한국결정성장학회지
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    • 제3권2호
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    • pp.125-130
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    • 1993
  • 수직 2단 전기로를 제작하고 결정성장관에 꼬리관을 연결하여 seed 결정없이 승화 방법으로 CdS 결정을 성장하였다. 이때 시료부분과 성장부분의 온도차 ${\Delta}T$가 이론적인 값 $14.7^{\circ}C$와 비교해서 실험적으로 얻은 값이 $15^{\circ}C$ 로 아주 일치하는 값을 나타내었다. 이때 꼬리관의 온도를 $110^{\circ}C$로 시간당 0.38mm 정도로 빨리 결정성장관을 끌어 올려 결정을 성장하였다. 분말법의 X-선 회절무늬와 Laue 배면 반사법의 Laue 무늬로부터 성장된 결정이 육방정이고 결정성장관의 길이 방향으로 c축을 갖는 단결정임을 확인하였다. 또한 CdS 단결정은 상온에서 전자 이동도와 운반자 밀도는 각각 $316cm^2/V{\cdot}sec$$2.90{\times}10^{16}cm^{-3}$정도이였다.

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중성자 산란을 이용한 $KMnCl_3$, $LiNbO_3$$Mg-LiNbO3$단결정의 mosaic 연구 (Mosaics of $KMnCl_3$ undoped and Mg-doped $LiNbO_3$ single crystals measured by neutron scattering)

  • 양용석
    • 한국결정성장학회지
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    • 제5권2호
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    • pp.129-134
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    • 1995
  • 단결정 $KMnCl_3$, $LiNbO_3$$Mg-LiNbO_3$의 bulk 성질을 중성자 산란을 이용하여 측정하였다. 본 연구는 편광 빛을 사용하여 보이는 좋은 단결정이라도 이들의 bulk 성질을 정확히 파악하기 위하여는 중성자 산란으로 재측정하여야 함을 보여준다. 중성자 산란에서 나타나는 $KMnCl_3$, 의 큰 mosaic 분포는 이 결정이 단일 구역을 갖는 단결정이 아니고 축에 대해 작은 각으로 분포되어 있는 구역 군들이 상대적으로 여러 방향으로 존재함을 보여준다. $LiNbO_3$ 에서 나타는 작은 mosaic분포는 큰 구역들이 서로 가까이 정렬되어 있고 Mg가 첨가된 $LiNbO_3$ 는 잘 키워진 단결정으로 나타났다.

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다중물리 유한요소해석에 의한 SiC 단결정의 용액성장 공정 설계 (Process design for solution growth of SiC single crystal based on multiphysics modeling)

  • 윤지영;이명현;서원선;설용건;정성민
    • 한국결정성장학회지
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    • 제26권1호
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    • pp.8-13
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    • 2016
  • 용액성장법에 의한 SiC 단결정 성장은 Si 또는 Si-금속합금의 융액으로부터 SiC를 성장시키는 방법으로서, 통상의 상부종자 용액성장법(Top Seeded Solution Growth)에서는 Si 융액을 담는 흑연도가니로부터 C가 Si 융액에 용해되고 용해된 C이 상부에 위치한 종자결정으로 이동하여 종자결정상에 SiC 형태로 재결정화하는 단계를 거쳐 SiC의 단결정을 성장시키는 과정을 거치게 된다. SiC 용액성장에 있어서는 SiC의 단결정성장을 위하여 흑연도가니의 형상, 크기, 재질 및 상대적 위치 배열 등 온도제어와 유체흐름 제어를 위해 다양한 공정변수를 선정해야한다. 본 연구에서는 용액성장공정의 설계를 위해 상용의 유한요소해석 패키지인 COMSOL Multiphysics를 이용하여 전자기장해석, 열전달해석, 유체해석에 대한 다중물리해석모델을 구축하고 이 모델을 이용하여 결정성장공정을 설계하였다. 해석결과에 기초하여 2 inch off-axis 4H-SiC 단결정을 종자결정으로 적용하여 $1700^{\circ}C$에서 상부종자 용액성장법에 의하여 SiC 단결정을 성장시켰다. 광학현미경 및 고분해능 X선회절분석을 통해 결정성을 분석한 결과 해당 성장조건에서 양호한 품질의 단결정이 성장함을 확인하였다. 이로써 본 연구에서 구축된 다중물리해석모델이 SiC의 용액성장 공정설계에 유효함을 확인하였다.

직경 3인치의 AlN 단결정 성장에 관한 연구 (A study on the growth of 3 inch grade AlN crystal)

  • 강승민
    • 한국결정성장학회지
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    • 제29권3호
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    • pp.140-142
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    • 2019
  • 자외선 LED용 기판소재로 응용가능한 AlN(질화알루미늄) 단결정을 물리기상이동법(Physical Vapor Transport Method)으로 성장하기 위해 성장 거동을 조사하였다. 다결정의 종자결정을 사용하였으며, 직경은 3인치급이었고, 120시간 동안 성장공정을 수행하여 길이 약 4 mm의 다결정상을 얻었다. 본 연구에서는 성장 조건과 대형의 도가니를 사용하였을 경우의 성장 거동에 대하여 고찰하여 보고자 하였다.

Flux법에 의한 YBa2Cu3Ox 단결정 육성에 관한 연구 (Single Crystal Growth of YBa2Cu3Ox by Flux Method)

  • 서현석;설용건
    • 한국세라믹학회지
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    • 제27권1호
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    • pp.27-34
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    • 1990
  • Single crystals of YBa2Cu3Ox superconductor were grown by means of the flux method. The effectof starting material, cooling rate, melting time, and melting temperjature were evaluated as influencing paraemters. The larger single crystals of YBa2Cu3Ox were obtained with Y2BaCuOy powder as a starting material than with YBa2Cu3Ox powder. The optimum range of synthetic condition for single crystal growth was as follows ; 2-5$^{\circ}C$/hour of cooling rate, 2-5 hour of melting time and melting temperature at 106$0^{\circ}C$. The obtained size of single crystal was 2mm in average and the largest one was 5mm in maximum.

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