Kim, Se-Yun;Seong, Sang-Yun;Jo, Gwang-Min;Hong, Hyo-Gi;Kim, Jeong-Ju;Lee, Jun-Hyeong;Heo, Yeong-U
Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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2011.02a
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pp.119-120
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2011
Kawazoe는 1997년 p-type TOS를 만들기 위해서는 3가지가 충족되어야 한다고 언급한바 있다. 첫 번째, 가시광영역에서 투명하기 위해서 cation의 d10s0이 가득 차야 한다. 가득 차지 않은 d10 shell은 광 흡수가 가능하여 투과도를 떨어뜨린다. N-type을 예로 들어 ZnO, TiO, In2O3가 각각 Zn2+, Ti4+, In3+가 되어 d shell을 가득 차게 만드는 것을 볼 수 있다. 두 번째, cation d10s0 shell은 산소의 2p shell과 overlap 되어야 한다. 이 valence band는 홀 전도를 더욱 좋게 한다. 예를 들어 Cu1+(3d), Ag1+(4d)가 해당한다. 세 번째로, 양이온과 산소간의 공유결합을 강하게 하기 위해서 결정학적 구조는 매우 중요하다. Delafossite 구조는 산소가 pseudo-tetrahedral 구조로서 공유결합에 유리하다. 이러한 환경은 O2- (2p6)을 형성하고 홀의 이동도를 증가시킨다. 예를 들어 Cu2O의 경우 앞의 2가지를 만족시키지만 광학적 특성에서 좋지 않다. 그 이유가 3번째 언급한 결정학적인 요인에 있다. 결정 계의 환경은 Cu2O를 따라가면서 3차원적인 연결을 2차원적으로 변형된 delafossite 구조에서는 quantum well이 형성되어 band gap이 커진다. 본 연구에서는 전기적 이방성을 가지고 있는 delafossite CuCrO2 상에서 우선배향을 일으키는 인자 중 기판을 변화시켜 실험을 진행하였다. 결과적으로 기판변화를 통해 우선배향조절이 가능하였으며 CuCrO2 박막을 시켰으며, 결정방향에 따른 전기적 물성의 이방성에 관한 연구는 계속 진행 중에 있다. c-plane sapphire 기판위에는 [00l]로 성장하는 반면, c-plane STO 기판 위에는 [015] 방향으로 성장하는 것을 확인하였다. 이러한 원인은 기판과 증착되는 박막간의 mismatch를 최소화 하여 strain을 줄이고, 계면에서의 Broken boning 수를 줄여 계면에너지를 낮추는 방법이기 때문일 것으로 예상된다. C-plane sapphire 기판위에 증착될 경우 증착온도가 증가함에 따라 c-축으로의 성장이 온전해지며 이에 따라 캐리어농도의 감소와 모빌리티의 증가가 급격하게 변하는 것을 확인할 수 있다. 반면 c-plane STO 기판에서는 증착온도에 따른 박막의 배향변화가 없으며 전기적 물성 변화 또한 비교적 작은 것을 간접적으로 확인하였다.
Kim, Se-Yun;Lee, Jong-Chul;Choi, Im-Sic;Lee, Joon-Hyung;Kim, Jeong-Joo;Heo, Young-Woo
Journal of the Korean institute of surface engineering
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v.42
no.2
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pp.68-72
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2009
We report on the growth of $CuCrO_2$ films using pulsed laser deposition and their structural and electrical transport properties. $CuCrO_2$ thin films were doped with 5 at% Mg for p-type properties. Epitaxial films of $CuCr_{0.95}Mg_{0.05}O_2$ were grown on c-plane sapphire substrates. The effects of growth temperature and oxygen pressure on film properties were investigated. The main phase of delafossite $CuCr_{0.95}Mg_{0.05}O_2$ was appeared above the growth temperature of $600^{\circ}C$. The thin film grown at $500^{\circ}C$ showed the highest conductivity, reaching 19.6 S/cm while higher growth temperatures over $500^{\circ}C$ led to lower conductivity; the thin film grown at $700^{\circ}C$ showed 0.02 S/cm.
Park, Hyun-Jun;Kwak, Chang-Gon;Kim, Sei-Ki;Ji, Mi-Jung;Lee, Mi-Jae;Choi, Byung-Hyun
Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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2007.06a
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pp.48-48
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2007
P-type transparent conducting $CuGaO_2$ thin films have been prepared by DC/RF sputtering using Quartz(0001) and sapphire(0001) substrates. The target was fabricated by heating a stoichiometric mixture of CuO and $Ga_2O_3$ at 1373K for 12h under $N_2$ atmosphere. The film were deposited under mixture gas of Ar and $O_2(Ar:O_2=4:1)$ during 10~30min. and the as-deposited films were annealed at 1123K and $N_2$ atmosphere. Room temperature conductivity and the activation energy of the sintered body in the temperature range of 223K ~ 423K were 0 004S/cm, 1.9eV, respectively. XRD revealed that all of the as-deposited films were amorphous. Heating of the films deposited on Quartz substrates above 1123K resulted in crystallization with a second phase of $CuSiO_3$, which was assumed owing to reaction with Quartz substrate. The single phase of $CuGaO_2$ was obtained at the film deposited on the sapphire substrates. The transmittance after annealing of DC- and RF-sputtered films were 55~75% at 550nm. From the transmittance and reflectance measurement. the direct band gap of the DC/RF-sputtered films were 3.63eV and 3.57eV. and there was little difference between DC and RF sputtered films.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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