• 제목/요약/키워드: X-Ray Photoelectron Spectroscopy

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태양전지용 CdSe 나노입자의 합성 (Preparation and Characterization of CdSe nanoparticle for Solar Cell application)

  • 김신호;박명국;이보람;이현주;김양도
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.318-321
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    • 2007
  • CdSe nanoparticles were prepared by chemical solution methods using $CdCl_2{\cdot}4H_2O$ (or $Cd(NO_3)_ 2{\cdot}4H_2O$) and $Na_2SeSO_3$. The characteristics of CdSe nanoparticles were controlled by the react ion time, reaction temperature and reaction method as well as the surfactants. Cetyltrimethyl ammonium bromide(CTAB) was used as a capping agent to control the chemical reactions in aqueous solution. Polyvinylalcohol(PVA) was used as a templet in sono-chemical method. CdSe nanoparticles synthesized in aqueous solution showed homogeneous size distribution with relatively stable surface. CdSe nanoparticles synthesized in non-aqueous solution containing diethanolamine(DEA) showed the structure transformation from cubic to hexagonal as the reduction temperature increased from 80 to $160^{\circ}C$. Core shell CdSe was synthesized by sono-chemical method. Characteristics of CdSe nanoparticles were analyzed using transmission electron microscopy(TEM), x-ray photoelectron spectroscopy(XPS), x-ray diffraction(XRD), UV-Vis absorption spectra, fourier transform infrared spectroscopy(FT-IR) and photoluminescence spectra spectroscopy(PL). This paper presents simple routes to prepare CdSe nanoparticles for solar cell applications.

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High Crystalline Epitaxial Bi2Se3 Film on Metal and Semiconductor Substrates

  • 전정흠;장원준;윤종건;강세종
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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    • pp.302-302
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    • 2011
  • The binary chalcogenide semiconductor Bi2Se3 is at the center of intensive research on a new state of matter known as topological insulators. It has Dirac point in their band structures with robust surface states that are protected against external perturbations by strong spin-orbit coupling with broken inversion symmetry. Such unique band configurations were confirmed by recent angle-resolved photoelectron emission spectroscopy experiments with an unwanted n-type doping effect, showing a Fermi level shift of about 0.3 eV caused by atomic defects such as Se vacancies. Since the number of defects can be reduced using the molecular beam epitaxy (MBE) method. We have prepared the Bi2Se3 film on noble metal Au(111) and semiconductor Si(111) substrates by MBE method. To characterize the film, we have introduced several surface sensitive techniques including x-ray photoemission electron spectroscopy (XPS) and micro Raman spectroscopy. Also, crystallinity of the film has been confirmed by x-ray diffraction (XRD). Using home-built scanning tunneling microscope, we observed the atomic structure of quintuple layered Bi2Se3 film on Au(111).

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Preparation and Characterization of β-C3N4 in Presence of Seed Carbon Nitride Films Deposited by Laser-Electric Discharge Method

  • Kim, J.I.;Zorov, N.B.;Burdina, K.P
    • Transactions on Electrical and Electronic Materials
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    • 제3권3호
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    • pp.29-33
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    • 2002
  • A procedure was developed for preparing bulk carbon nitride crystals from a polymeric $\alpha$ -C$_3$N$\_$4.2/ at high pressure and temperature in the presence of seeds of crystalline carbon nitride films prepared by a high voltage discharge plasma combined with pulsed laser ablation of graphite target. The samples were evaluated by x-ray photoelectron spectroscopy (XPS), infrared (IR) spectroscopy, Auger electron spectroscopy (AES), secondary-ion mass spectrometry (SIMS), scanning electron microscopy (SEM) and x-ray diffraction (XRD). Notably, XPS studies of the film composition before and after thermobaric treatments demonstrate that the nitrogen composition in $\alpha$ -C$_3$N$\_$4.2/ material initially containing more than 58% nitrogen decreases during the annealing process and reaches a common, stable composition of ~45%. The thermobaric experiments were performed at 10-77 kbar and 350-1200 $\^{C}$.

Enhanced photocatalytic performance of magnesium-lithium co-doped BiVO4 and its degradation of methylene blue

  • Nayoung Kim;Hyeonjin Kim;Jiyu Lee ;Seog-Young Yoon
    • 한국결정성장학회지
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    • 제33권4호
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    • pp.132-138
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    • 2023
  • Doped and undoped-BiVO4 samples with different elements (Li, Mg) and amounts were synthesized with a hydrothermal method. The synthesized samples were characterized using various techniques including X-ray diffraction (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), UV-Vis diffusion reflectance spectroscopy (UV-Vis DRS), and photoluminescence (PL) spectroscopy. Photocatalytic activity of the samples was evaluated by measuring the degradation of methyl blue (MB) under visible light irradiation. The results indicated that the incorporation of Mg and Li into BiVO4 caused lattice distortion, the presence of surface hydroxyl groups, a narrower band gap, and a reduced recombination ratio of photo-induced electron-hole pairs. Notably, the photocatalytic activity of Mg5%-Li5% co-doped BiVO4 sample exhibited a significant improvement compared to that of undoped BiVO4 sample.

약알칼리탈지 용액에서의 구리 Seed 층의 전처리 효과 (Effects of Pretreatment of Alkali-degreasing Solution for Cu Seed Layer)

  • 이연승;김성수;나사균
    • 한국진공학회지
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    • 제21권1호
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    • pp.6-11
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    • 2012
  • Sputter 방식으로 증착된 구리 seed 층(구리 seed/Ti/Si) 위에 형성된 오염물 제거과정을 이해하기 위하여, 강력한 계면 활성능력을 가진 약알칼리 탈지제 Metex TS-40A 용액을 사용하여 담금(dipping) 시간에 따른 구리 seed 층 표면의 변화형상 및 변화상태를 조사 분석하였다. Field emission scanning electron microscope을 이용하여 TS-40A 용액에 전처리 후 구리 seed 표면 형상이 grain이 명확히 보일 정도로 변화하는 것을 관찰하였고, X-ray photoelectron spectroscopy를 이용하여 표면 처리된 Cu seed 표면의 화학구조 및 불순물 상태를 조사하였다. TS-40 용액에서의 dipping 시간 변화에 따른 효과는 거의 없었다. TS-40A 용액에 전처리한 후, 구리 seed 층 표면위의 많은 탄소성분이 제거되었고, 약간의 산소가 제거되었으며, O=C 및 $Cu(OH)_2$에 해당되는 피크들이 감소되는 것이 관측되었다. 하지만 표면에서 불순물 Si이 silicate 상태로 검출되었다. TS-40A 용액에 포함되어 있는 silicate 성분이 구리 seed 층과 반응하여 이 silicate 불순물이 구리 seed 표면에 형성된 것으로 보여진다. 약알칼리 탈지제 Metex TS-40A 용액을 사용한 전처리 과정을 통해, 구리 seed 표면 위의 O=C 및 $Cu(OH)_2$ 등의 제거에는 탁월한 효과를 보였으나, 불순물 silicate가 형성되었으므로 이 알칼리 탈지제를 사용한다면, 이후에 산세정 및 다른 세정과정을 거쳐 표면에 존재하는 silicate를 제거할 필요성이 있다.

알루미나와 실리카/실리콘 기판의 계면 분석 (Analysis of Interfacial Layer between Alumina and Silica/Silicon Substrate)

  • 최일상;김영철;장영철
    • 한국마이크로전자및패키징학회:학술대회논문집
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    • 한국마이크로전자및패키징학회 2002년도 춘계 기술심포지움 논문집
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    • pp.252-254
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    • 2002
  • Metal oxides with high dielectric constants have the potential to expend scaling of transistor gate capacitance beyond that of ultrathin silicon dioxide. However, during deposition of most metal oxides on silicon, an interfacial region of SiOx is formed and limits the specific capacitance of the gate structure. We deposisted aluminum oxide and examined the composition of the interfacial layer by employing high-resolution X-ray photoelectron spectroscopy and X-ray reflectivity. We find that the interfacial region is not pure SiO$_2$, but is composed of a complex depth-dependent ternary oxide of $AlSi_xO_y$ and the pure SiO$_2$.

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X-RAY PHOTOELECTRON SPECTOSCOPIC ANALYSIS OF ALUMINUM COMPOUND ADSORBED ON PULP FIBER SURFACES

  • Takuya Kitaoka;Hiroo Tanaka
    • 한국펄프종이공학회:학술대회논문집
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    • 한국펄프종이공학회 1999년도 Pre-symposium of the 10th ISWPC Recent Advances in Paper Science and Technology
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    • pp.239-244
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    • 1999
  • aluminum sulfate (alum) as a representative retention aid in papermaking processes was added to pulp suspensions, and the aluminum components adsorbed on the pulp were investigated quantitatively by two types of X-ray elementary analyses with regard to simultaneous changes of their surface charges. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and X-ray fluorescence analysis (XFA) were applied to determine the aluminum components retained in pulp pads up to ca. 10 nm and 100${\mu}$m depth, respectively. In other words, XPS was utilized to analyze the outermost surface layers of the samples, and XFA was available for measurement of their extensive regions. A particle charge detector (PCD) was used to monitor streaming potentials at various pHs of the pulp mixtures under moderate sharing conditions. At pH 4.5 of pulp suspensions containing alum, surface charges of pulp fibers varied from negative to slight negative (approximately neutral) according to adsorption of aluminum components onto the pulp fibers. Subsequently, when a dilute NaOH solution in limited amounts was added to pulp mixtures, both streaming potentials and surface aluminum content of the pulp fibers increased distinctly although little total aluminum retention increased. Further addition of alkali solutions brought drastic decreases of the surface charges and surface aluminum content, while total aluminum content, on the contrary, increased gradually under neutral conditions. These results indicate that residual aluminum ions remained in pulp suspensions are predominantly adsorbed on surfaces of pulp fibers by adequate alkali additions and they must sufficiently cationize the fiber surfaces with increases of somewhat cationic aluminum complexes formed on the surfaces. On the other hand, aluminum components formed in higher pH ranges have nearly no contribution to improvement of charge properties of the pulp fiber surfaces, even though aluminum retention in pulp pads increases. XPS and XFA analyses combined with streaming potential measurement using a PCD suggest close relationships between aluminum content on the pulp fiber surfaces and their charge properties.

XPS와 SEM을 이용한 폴리실리콘 표면에 형성된 잔류막에 대한 연구 (A Study on the Polysilicon Etch Residue by XPS and SEM)

  • 김태형;이종완;최상준;이창원
    • 한국진공학회지
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    • 제7권3호
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    • pp.169-175
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    • 1998
  • HBr/$Cl_2/He-O_2$ 반응 기체를 이용한 반응성 이온 식각후, 폴리실리콘 표면에 형성된 잔류막을 x-선 광전자 분광법(x-ray photoelectron spectroscopy, XPS)과 전자 현미경 (scanning electron mocroscopy, SEM)을 이용하여 관찰하였다. 그 결과 잔류물은 패턴된 폴 리실리콘의 맨 윗부분에 자존하고 있었으며, 화학 결합 상태는 실리콘 산화물임이 밝혀졌다. 잔류물인 실리콘 산화물의 형성 메카니즘을 규명하기 위하여 원래의 혼합 기체 성분중 한가 지씩의 반응 기체를 제외시켜 가면서 실험하였다. 비록 플라즈마 성질이 다를지라도, 잔류물 은 산소의 존재하에서 잘 형성됨을 알 수 있었는데, 이는 휘발성이 낮은 실리콘-할로겐 화 합물이 산소에 의해 산화됨으로써 형성되는 것으로 이해하게 되었다. 또한 반응성 이온 식 각후 형성된 잔류층은 소자의 전기적 특성과 후처리 공정에 영향을 미치는 것으로 알려져 있어서, 이를 제거하기 위해 습식과 건식 후처리 공정을 도입하여 비교하였다. 그 결과 건식 공정의 경우 기체에 의해 새로운 잔류물이 형성됨을 XPS를 통하여 관찰하였다. 따라서 잔 류물을 제거하고 깨끗한 표면을 얻기 위해서는 습식 공정이 더 적합함을 알았다.

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알칼리금속이 흡착된 Si(111)$7\times7$ 계의 초기 산화 과정 연구 (Initial oxidation of the alkali metal-adsorbed Si(111) surface)

  • 황찬국;안기석;김정선;박래준;이득진;장현덕;박종윤;이순보
    • 한국진공학회지
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    • 제6권2호
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    • pp.159-164
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    • 1997
  • X-선 광전자 분광법 (x-ray photoelectron spectroscopy: SPS)과 반사 고에너지 전 자 회절법(reflection high energy electron diffraction: RHEED)을 이용하여 상온과 고온(약 300~$500^{\circ}C$)에서 알칼리금속(AM)/Si(111)7$\times$7표면에 1 monolayer(ML)의 AM을 흡착시키면 Si(111)7$\times$7표면에 비해 산소의 초기 부착 계수(initial sticking coefficient)와 산소의 포화량 은 증가하지 않았다. Si(111)7$\times$7-AM표면에 산소의 주입량을 증가시키면서 측정한 O ls 스 펙트럼으로부터 AM이 흡착된 Si(111)7$\times$7표면에 흡착되는 산소원자는 Si-O, AM-O 두 종 류의 결합형태를 가지는 것으로 생각되며 이중에서 AM-O 결합의 산화과정상에서의 역할 에 대하여 논의하였다. 상온과는 달리 고온에서는, Si(111)3$\times$1-AM표면으로 구조가 변화하 면서 산소의 흡착이 급격히 떨어지는 것을 관측할 수 있었다. 이때 3$\times$1-AM표면을 형성시 키는 AM종류의 산화에 대한 의존성을 살펴보았다.

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$Na_2Se/NH_4OH $용액으로 처리된 GaAs 표면의 안정성 연구 (Investigation on the stability of $Na_2Se/NH_4OH $-treated GaAs surface)

  • 사승훈;강민구;박형호
    • 한국진공학회지
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    • 제7권1호
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    • pp.11-16
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    • 1998
  • 본 연구에서는 GaAs의 selenium보호막형성 효과를 관찰하기 위하여 $Na_2$Se/NH$_4$OH 용액을 제조하고 X-선 광전자 분광기(X-ray photoelectron spectroscopy)와 photoluminescence(PL)를 이용하여 표면처리된 GaAs의 처리직후 및 대기중 노출에 따른 화학적 결합특성 및 광학적 특성을 관찰하였다. 용액처리 직후, 표면에는 As-Se결합이 형성 되었으며 Se는 한가지 산화상태인 -2가로 존재함이 관찰되었다. 또한 세정처리후의 표면보 다 Se용액처리 이후에 PL의 피이크 세기가 크게 증가됨으로부터 Se 용액처리가 GaAs의 표면상태밀도를 효과적으로 감소시킬 수 있음을 확인할 수 있었다. 그러나 처리 직후 공기 중 노출없이 관찰한 GaAs표면에서 산화막이 국부적으로 관찰되었으며 이렇게 처리과정중 생성된 산화막은 대기중 노출에 따라 산화막 성장을 유도하고 표면처리 효과를 저하시키는 주요인으로 작용함을 알 수 있었다. 이는 Se용액처리된 GaAs표면의 PL강도가 대기중 노출 에 따라 감소하며 세정처리후 GaAs표면의 PL강도와 유사한 값을 나타냄으로 부터도 확인 할 수 있었다.

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