• 제목/요약/키워드: Spin density

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스핀-궤도 각운동량 상호작용의 구조 최적화에 대한 효과: 비스무스 텔루라이드의 제일원리 계산의 경우 (Spin-orbit Coupling Effect on the Structural Optimization: Bismuth Telluride in First-principles)

  • ;김미영
    • 한국자기학회지
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    • 제23권1호
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    • pp.1-6
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    • 2013
  • 스핀 궤도 각운동량의 상호작용은 저차원계 자성물질에서 나타나는 여러 가지 특이한 현상들의 물리적 원인을 제공하는 것으로 알려져 있다. 최근 들어 자성 도핑을 이용한 열전 물질의 합금에 대한 관심이 높아지면서, 열전 및 위상 절연체(Topological Insulator) 등의 물리적 성질 결정에 중요한 역할을 하는 페르미 에너지 준위 부근에서의 전자구조에 대한 스핀 궤도 각운동량의 효과 연구가 관심을 끌고 있다. 본 연구에서는 가장 일반적인 열전 호스트 물질인 비스무스 텔루라이드의 격자 상수 및 부피 팽창률에 대한 스핀 궤도 각운동량 상호작용의 효과를 연구하기 위하여 모든 전자(all-electron) FLAPW(full-potential linearized augmented plane wave) 방법을 이용하여 전자구조 계산을 수행하였다. 국소밀도 근사법 및 일반 기울기 보정법의 서로 다른 교환상호작용 퍼텐셜을 채용하고, 수평격자 및 수직격자를 분리하여 변화시키는 구조최적화 계산을 통하여, 스핀-궤도 각운동량 상호작용의 효과가 격자상수 평형 값을 약하게 증가시키는 반면, 부피탄성률을 크게 감소시키는 영향을 주며, 그 효과는 구조적 이방성이 뚜렷한 비스무스 텔루라이드의 특성에 의하여 격자방향에 대한 의존성을 보인다는 것을 확인했다.

단일 스텝 스핀 코팅 방법에서 증발 제어 공정 변경에 따른 페로브스카이트 박막 물성 및 태양 전지 소자 특성 변화에 관한 연구 (Properties of Perovskite Materials and Devices Fabricated Using the Solvent Engineered One-Step Spin Coating Method)

  • 오정석;권남희;차덕준;양정엽
    • 새물리
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    • 제68권11호
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    • pp.1208-1214
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    • 2018
  • 단일 스텝 스핀 코팅 (one-step spin coating) 공정은 $MAPbI_3$ 페로브스카이트 (Perovskite) 박막의 결정화가 우수하여 고효율 태양 전지 제작이 가능하다. 이 공정의 핵심은 솔벤트 증발 제어 공정을 사용하는 것인데, 이는 스핀 코팅 시 $MAPbI_3$ 의 용해도를 증가 시킬 수 있는 용매를 투입하는 (dripping) 방식이다. 본 연구에서 용매의 양, 투입속도 및 시간에 따라 생성되는 $MAPbI_3$의 특성을 분석하고, 이렇게 만들어진 박막을 이용한 태양 전지 특성을 조사하였다. $MAPbI_3$ 박막 형성을 위하여 lead iodide, methyl-ammonium iodide를 N,N-dimethylformamide에 녹이고, N,N-dimethyl sulfoxide를 첨가하여 용액을 만들었으며, 증발 제어 공정을 위한 용매로 diethyl ether (DE)를 사용하였다. DE의 투입 조건에 따라 $MAPbI_3$ 박막 형성 시 핵 생성에 차이가 생기고, 이는 $MAPbI_3$의 결정화, 밀도 및 표면 상태에 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 이에 따라 태양 전지의 효율이 달라지는 것을 알 수 있었다. 0.7 mL의 DE의 양, 3.03 mL/sec 투입 속도, 7초(스핀 코팅 시작 후 투입시간)의 솔벤트 증발 제어 공정 결과 최대 13.74% 효율을 가지는 태양 전지 소자를 재현성 있게 관측할 수 있었다.

3차원 자기공명 전류밀도 영상법의 수치적 해석 (Numerical Analysis of Three-Dimensional Magnetic Resonance Current Density Imaging (MRCDI))

  • B.I. Lee;S.H. Oh;E.J. Woo;G. Khang;S.Y. Lee;M.H. Cho;O. Kwon;J.R. Yoon;J.K. Seo
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제23권4호
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    • pp.269-279
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    • 2002
  • 인체에 전류주입하면, 내부에는 전압 및 전류밀도의 분포가 형성된다 이때, 인체내부의 전류밀도와 전류를 주입하는 도선에 흐르는 전류는 자장을 형성하게 된다. 인체내부에 유기된 자속밀도는 자기공명영상의 위상을 변화시키므로. 위상영상으로부터 자속밀도를 측정할 수 있다. 자속밀도의 curl을 취하여 전류밀도를 구하면, 주입전류에 의한 내부의 전류밀도 분포를 영상화하는 것이 가능하다. 이러한 자기공명 전류밀도 영상법을 자기공명 임피던스 단층촬영에 응용하여 고해상도의 저항률 영상을 복원하는 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 인체와 간은 전도성 물체에 전류를 주입할 때. 내부에 형성되는 전압, 전류밀도 및 자속밀도의 3차원적인 분포를 수치적으로 계산하는 방법을 기술한다. 이러한 수치적인 해석기술은 자기공명 전류밀도 영상법의 실험방법 설계와 자기공명 임피던스 단층촬영의 영상복원 알고리즘 개발에 필수적인 부분이다. 본 논문에서는 유한요소법과 Biot-Savart 법칙에 기반하여, 여러가지 모델에서 계산한 결과를 기술하고, 그 해석을 통하여 수치적인 해의 정확도와 유의성을 검증하였다.

Mechanism Study of Flowable Oxide Process for Sur-100nm Shallow Trench Isolation

  • Kim, Dae-Kyoung;Jang, Hae-Gyu;Lee, Hun;In, Ki-Chul;Choi, Doo-Hwan;Chae, Hee-Yeop
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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    • pp.68-68
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    • 2011
  • As feature size is smaller, new technology are needed in semiconductor factory such as gap-fill technology for sub 100nm, development of ALD equipment for Cu barrier/seed, oxide trench etcher technology for 25 nm and beyond, development of high throughput Cu CMP equipment for 30nm and development of poly etcher for 25 nm and so on. We are focus on gap-fill technology for sub-30nm. There are many problems, which are leaning, over-hang, void, micro-pore, delaminate, thickness limitation, squeeze-in, squeeze-out and thinning phenomenon in sub-30 nm gap fill. New gap-fill processes, which are viscous oxide-SOD (spin on dielectric), O3-TEOS, NF3 Based HDP and Flowable oxide have been attempting to overcome these problems. Some groups investigated SOD process. Because gap-fill performance of SOD is best and process parameter is simple. Nevertheless these advantages, SOD processes have some problems. First, material cost is high. Second, density of SOD is too low. Therefore annealing and curing process certainly necessary to get hard density film. On the other hand, film density by Flowable oxide process is higher than film density by SOD process. Therefore, we are focus on Flowable oxide. In this work, dielectric film were deposited by PECVD with TSA(Trisilylamine - N(SiH3)3) and NH3. To get flow-ability, the effect of plasma treatment was investigated as function of O2 plasma power. QMS (quadruple mass spectrometry) and FTIR was used to analysis mechanism. Gap-filling performance and flow ability was confirmed by various patterns.

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이온빔 에너지와 유기절연막 사용에 의한 액정 배향 연구 (Investigation of LC Alignment Using Ion-beam and Overcoat Layer)

  • 김병용;박홍규;이강민;오병윤;강동훈;한진우;김영환;한정민;김종환;서대식
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.370-370
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    • 2007
  • The liquid crystal (LC) aligning capabilities treated on the Organic overcoat thin film surfaces by ion beam irradiation and rubbing method was successfully studied for the first time. The Organic overcoat layer was coated by spin-coating. In order to characterize the LC alignment, the microscope, pretilt angle, thermal stress, and atomic force microscopy (AFM) image was used. The good LC aligning capabilities treated on the Organic overcoat thin film surfaces with ion beam exposure of $45^{\circ}$ above ion beam energy density of 1200 eV can be achieved. But, the alignment of defect of NLC on the Organicovercoat surface at low energy density of 600 eV was measured. The pretilt angle of NLC on the Organic overcoat thin film surface with ion beam exposure of $45^{\circ}$ for 1 min at energy density of 1800eV was measured about 1.13 degree. But, low pretilt angles of NLC on the Organic overcoat thin film surface with ion beam exposure at energy density of 600, 1200, 2400, and 3000 eV was measured. Also, the pretilt angle of NLC on the rubbed Organic overcoat thin film surfaces was measured about 0.04 degrees. Finally, the good thermal stability of LC alignment on the Organic overcoat thin film surface with ion beam exposure of $45^{\circ}$ for 1 min can be measured.

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Two-dimensional modelling of uniformly doped silicene with aluminium and its electronic properties

  • Chuan, M.W.;Wong, K.L.;Hamzah, A.;Rusli, S.;Alias, N.E.;Lim, C.S.;Tan, M.L.P.
    • Advances in nano research
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    • 제9권2호
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    • pp.105-112
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    • 2020
  • Silicene is a two-dimensional (2D) derivative of silicon (Si) arranged in honeycomb lattice. It is predicted to be compatible with the present fabrication technology. However, its gapless properties (neglecting the spin-orbiting effect) hinders its application as digital switching devices. Thus, a suitable band gap engineering technique is required. In the present work, the band structure and density of states of uniformly doped silicene are obtained using the nearest neighbour tight-binding (NNTB) model. The results show that uniform substitutional doping using aluminium (Al) has successfully induced band gap in silicene. The band structures of the presented model are in good agreement with published results in terms of the valence band and conduction band. The band gap values extracted from the presented models are 0.39 eV and 0.78 eV for uniformly doped silicene with Al at the doping concentration of 12.5% and 25% respectively. The results show that the engineered band gap values are within the range for electronic switching applications. The conclusions of this study envisage that the uniformly doped silicene with Al can be further explored and applied in the future nanoelectronic devices.

수정된 TFA-MOD법에 의한 $SmBa_{2}Cu_{3}O_{7-{\delta}}$ 박막의 제조 (Fabrication of High-Quality $SmBa_{2}Cu_{3}O_{7-{\delta}}$ Thin Films by a Modified TFA-MOD Process)

  • 김덕진;송규정;문승현;박찬;유상임
    • Progress in Superconductivity
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    • 제7권1호
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    • pp.77-82
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    • 2005
  • We report a successful fabrication of high-quality $SmBa_{2}Cu_{3}O_{7-{\delta}}$ (SmBCO) thin films on $LaAlO_3$(LAO)(100) single crystalline substrates by a modified TFA-MOD method. After the pyrolysis heat treatment of spin-coated films up to $400^{\circ}C$, SmBCO films were fired at various temperatures ranging from 810 to $850^{\circ}C$ in a reduced oxygen atmosphere (10 ppm $O_2$ in Ar). Optimally processed SmBCO films exhibited the zero-resistance temperature ($T_{c,zero}$) of 90.2 K and the critical current density ($J_c$) of $0.8\;MA/cm^2$ at 77K in self-field. Compared with the $J_c$ values (normally, > $2\;MA/cm^2$ at 77 K) of MOD-TFA processed YBCO films, rather depressed $J_c$ values in SmBCO films are most probably attributed to the existence of ${\alpha}$-axis oriented grains.

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High quality fast growth nano-crystalline Si film synthesized by UHF assisted HF-PECVD

  • Kim, Youn-J.;Choi, Yoon-S.;Choi, In-S.;Han, Jeon-G.
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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    • pp.306-306
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    • 2010
  • A high density (> $10^{11}\;cm^{-3}$) and low electron temperature (< 2 eV) plasma is produced by using a conventional HF (13.56 MHz) plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) with an additional ultra high frequency (UHF, 314 MHz) plasma source utilizing two parallel antenna assembly. It is applied for the high rate synthesis of high quality nanocrystalline silicon (nc-Si) films. A high deposition rate of 1.8 nm/s is achieved with a high crystallinity (< 70%), a low spin density (< $3{\times}10^{16}\;cm^{-3}$) and a high light soaking stability (< 1.5). Optical emission spectroscopy measurements reveal emission intensity of $Si^*$ and $SiH^*$, intensity ratio of $H{\alpha}/Si^*$ and $H{\alpha}/SiH^*$ which are closely related to film deposition rate and film crystallinity, respectively. A high flux of precursor and atomic hydrogen which are produced by an additional high excitation frequency is effective for the fast deposition of highly crystallized nc-Si films without additional defects.

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Method to Increase the Surface Area of Titania Films and Its Effects on the Performance of Dye-Sensitized Solar Cells

  • Ko, Young-Seon;Kim, Min-Hye;Kwon, Young-Uk
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제29권2호
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    • pp.463-466
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    • 2008
  • We report a method to increase the surface area of the titania films used as the anodes of dye-sensitized solar cells (DSSCs) by applying additional titania-coating. The modification was achieved by spin-coating a coating solution that contained a surfactant with a titania source onto the titania electrodes, followed by calcination. Previous similar attempts without a surfactant all reported decreased surface areas. We fabricated DSSCs by using the modified titania films as the anode and measured their performances. The increased surface area increased the amount of adsorbed dyes, which resulted in increased current densities. At the same time, the titania-coating increased both the open-circuit voltage and the current density by reducing the charge-recombination rates of the injected electrons, similar to the results of literatures. Therefore, our method shows an additional mechanism to increase the current density of DSSCs in addition to the other mechanisms of surface modifications with titania-coatings.

전이금속 Fe-Pt 나노선의 자기적 성질 (Magnetic Properties of Fe-Pt Nanowires with Linear and Zigzag Structures)

  • 장영록;조철수;이재일
    • 한국자기학회지
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    • 제15권6호
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    • pp.299-302
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    • 2005
  • 전이금속 Fe-Pt 나노선의 자기적 성질을 수도퍼텐셜 및 전전자(all-electron) 제일원리 전자구조 계산 방법으로 연구하였다. 직선 구조와 지그재그 구조에 대해서 결합에너지를 계산함으로써 안정된 구조를 결정했고, 결합거리, 결합각도, 자기모멘트, 스핀밀도, 상태밀도 등을 계산함으로써 전이금속 나노선의 구조적 성질과 자기적 성질을 연구하였다. Fe-Pt 나노선의 경우에 지그재그 구조가 직선 구조보다 더 안정된 것으로 계산되었고, 직선 구조에 비해서 결합길이는 증가하지만 자기모멘트는 감소하였다.