Chimalgi, Vinay U.;Nishat, Md Rezaul Karim;Yalavarthi, Krishna K.;Ahmed, Shaikh S.
Advances in nano research
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제2권3호
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pp.157-172
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2014
The three-dimensional Nano-Electronic Modeling toolkit (NEMO 3-D) is an open source software package that allows the atomistic calculation of single-particle electronic states and optical response of various semiconductor structures including bulk materials, quantum dots, impurities, quantum wires, quantum wells and nanocrystals containing millions of atoms. This paper, first, describes a software module introduced in the NEMO 3-D toolkit for the calculation of electronic bandstructure and interband optical transitions in nanowires having wurtzite crystal symmetry. The energetics (Hamiltonian) of the quantum system under study is described via the tight-binding (TB) formalism (including $sp^3$, $sp^3s^*$ and $sp^3d^5s^*$ models as appropriate). Emphasis has been given in the treatment of surface atoms that, if left unpassivated, can lead to the creation of energy states within the bandgap of the sample. Furthermore, the developed software has been validated via the calculation of: a) modulation of the energy bandgap and the effective masses in [0001] oriented wurtzite nanowires as compared to the experimentally reported values in bulk structures, and b) the localization of wavefunctions and the optical anisotropy in GaN/AlN disk-in-wire nanowires.
1차원 반도체 구조인 양자 줄(Quantum Wire)은 새로운 물리 현상의 가능성을 보여줄 것으로 기대된다.$^{(1)(2)}$ 이 구조에서 운반자는 2차원 퍼텐셜에 가두어지므로 1차원 퍼텐셜인 양자 우물에 갇힌 운반자 보다 더 많이 양자화가 이루어져 이 운반자의 상태 에너지는 더 쪼개지며, 양자 줄의 상태 밀도는 에너지 준위에 대해 계단 함수가 아닌 변형된 Dirac $\delta$ 함수꼴을 가진다.$^{(3)}$ 그러나, 1차원 반도체 구조인 양자 줄이 나노(nano) 크기 내에서 만들어져야 하므로, 잘 정의된 양자 줄을 만드는 일은 기술상 매우 어려운 일이다. 양자 우물 구조에서 운반자는 결정을 키우는 방향을 따라 나노 크기의 활성 영역 안에 가두어지게 된다. 양자 줄 구조에서의 운반자는 결정 성장 방향뿐만 아니라 수직인 한 방향에서 각각 나노 크기를 갖는 활성 영역에 가두어져야 한다. 여기에서, 결정 성장 방향과 수직으로 활성 영역을 정의하는 것은, 결정 성장 방향과 평행하게 활성 영역을 정의하는 것보다 어려운 일이다. (중략)
Carbon nanotubes have been intensively investigated for its fundamental and technical importances. Structural diversities and the related diverse physical properties with large aspect ratios are fascinating, For instance carbon nanotubes are metal and semiconductors depending on its chirality and furthermore the band gap can be tailored by the diamters. Several issues on its fundamental properties have been discussed. We will review some fundamental problems for band structures, molecular quantum wires, homojunctions, single electron tunneling, and quantum conductance. Several issues related to syntheis of carbon nanotubes including arc discharge, chemical vapor deposition, laser ablation will be extentively discussed. We will further review the applicability of carbon nanotubes on resonator, nanobalance, FET-type transistor, field emission displays electrode for secondary battery and hydrogen storage.
다중 적층법을 이용하여 수평방향으로 자기정렬된 InGaAs/GaAs 양자점(quantum dot, QD)을 제작하고, 원자력간 현미경(AFM) 사진과 발광(PL) 스펙트럼을 이용하여 QD의 특성을 분석하였다. 적층주기가 증가함에 따라 정렬 QD의 길이가 길어지고, 임계 성장온도 이상에서는 QD 사이의 상호확 산에 의하여 양자선 형태로 변화함을 관측하였다. 성장 변수가 서로 다른 4개 시료의 비교 분석을 통하여, 수직으로 적층되면서 비등방성 정렬이 이루어지고, 수 ${\mu}m$ 이상 1차원적으로 정렬된 QD 사슬 모양 의 구조를 얻을 수 있었다. 또한 성장일시멈춤 과정을 통한 이주시간의 증가는 QD의 1차윈 정렬에 중요한 변수임을 알 수 있었다. 고온에서 덮개층을 형성한 QD 구조에서 관측된 발광 에너지의 청색변위 현상은 InGaAs QD로부터 In이 덮개층으로 확산되었기 때문으로 해석된다.
The use of holographic interference lithography and removal techniques to corrugate GaAs substrate have been studied. The periodic photoresist structure, which serves as a protective mask during etching, is holographically prepared. Subsequently periodic V-grooved pattern is formed on the GaAs substrate by conventional a H$_{2}$SO$_{4}$-H$_{2}$O$_{2}$-H$_{2}$O wet etching. The linewidth of a GaAs pattern is about 0.4$\mu$m and the depth is 0.5$\mu$m A quantum wires(QWRs) array is well formed on the V-grooved substrate by MOCVD (metalorganic chemical vapor deposition) growth of GaAs/Al$_{0.5}$Ga$_{0.5}$As (50$\AA$/300$\AA$) quantum wells. The formation of QWR array is confirmed by the temperature dependent photoluminescence (PL) measurement. The intensive PL peak with a FWHM of 6meV at 21K shows the high quality of the QWR array.
We describe a detailed numerical scheme to calculate electron transport in quantum wires using the Green function formalism combined with tight-binding orbital basis. As an example of the application, we study the electron transport in a Si nanowire containing a finite potential barrier. The effects of nonzero bias, temperature, and disorder on the barrier-induced oscillatory conductance are investigated within the context of coherent transport model. The oscillatory behavior of the conductance as a function of the Fermi energy is found to be highly sensitive to sample disorder and limited to a very low temperature and a small bias range.
Effects of gases to growth of $SiO_2$ nanowires were characterized. $N_2$, Ar, and $O_2$ gas's effect were determined. $SiO_2$ nanowires growth scheme was varied by kind and flow rates of gases because of amounts of $O_2$. Flow rates of gases and kind of substrates affected nanowires' diameters, lengths and morphologies of grown nano wires. With increasing flow rates of gases, nanowire's diameter increased because of additional VS and SLS reactions. By TEM characterization, We knows that, grown $SiO_2$ nanowires on Si substrate showed two shell structures. These shapes of nanowires were formed by reaction of additional SLS growth. Grown $SiO_2$ nanowires showed blue luminescence by PL characterization These Blue luminescence was due to quantum confinement effect and oxygen vacancies in the nanowires.
Semiconductor nanowires offer exciting possibilities as components of solar cells and have already found applications as active elements in organic, dye-sensitized, quantum-dot sensitized, liquid-junction, and inorganic solid-state devices. Among many semiconductors, silicon is by far the dominant material used for worldwide photovoltaic energy conversion and solar cell manufacture. For silicon wire to be used for solar device, well aligned wire arrays need to be fabricated vertically or horizontally. Macroscopic silicon wire arrays suitable for photovoltaic applications have been commonly grown by the vapor-liquid-solid (VLS) process using metal catalysts such as Au, Ni, Pt, Cu. In the case, the impurity issues inside wire originated from metal catalyst are inevitable, leading to lowering the efficiency of solar cell. To escape from the problem, the wires of purity of wafer are the best for high efficiency of photovoltaic device. The fabrication of wire arrays by the electrochemical etching of silicon wafer with photolithography can solve the contamination of metal catalyst. In this presentation, we introduce silicon wire arrays by electrochemical etching method and then fabrication methods of radial p-n junction wire array solar cell and the various merits compared with conventional silicon solar cells.
본 연구는 전자산업 해당공정 작업자가 노출될 수 있는 천식유발물질인 Abietic acid가 플라스마 처리로 인해 제거되는 효과를 확인하고자 2019년 1월부터 11월 까지 측정 분석하였다. 솔더 와이어와 천연 Rosin을 사용을 사용하여 250℃, 300℃, 350℃ 온도에서 발생하는 공기를 2ℓ/min 유속으로 10분간 에어샘플러로 유리섬유여과지로 포집하였다. 포집한 시료의 분석은 메틸알코올로 전처리 후 HPLC로 Abietic acid를 정량 분석하였다. 그 결과 천연 Rosin, 솔더 와이어에서 모두 Abietic acid의 발생을 확인하였으며, 열처리 온도가 상승함에 따라 모두 Abietic acid 발생량 또한 증가함을 확인하였다. 천연 Rosin과 솔더 와이어 중에 천연 Rosin에서 Abietic acid의 발생량이 더 많았다. 플라스마 처리 결과 천연 Rosin에서 약 92% 이상의 제거효율을 확인하였고, 솔더 와이어에서는 Abietic acid의 Peak가 검출되지 않아 100%의 제거효율을 확인하였다. 본 연구를 통해 솔더 와이어와 천연 Rosin에서 천식 유발물질인 Abietic acid가 발생하는 것을 확인 하였으며, 플라스마 처리로 Abietic acid가 제거되는 효과를 확인 할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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