Step-edge Josephson junctions (SEJ) have been fabricated on sapphire substrates with in situ deposited films of CeO$_2$ buffer layer and YBa$_2$Cu$_3$O$_{7}$ films on the low angle steps. Direct coupled SQUID magnetometers with the SEJ were formed on 1 cm X 1 cm R-plane sapphire substrates. Typical 5-${\mu}{\textrm}{m}$-wide Josephson junctions have R$_{N}$ of 3 Ω and I$_{c}$ of 50 $mutextrm{A}$ at 77 K. The direct coupled SQUID magnetometers were designed to have pickup coils of 50-${\mu}{\textrm}{m}$-wide 16 parallel loops on the 1 cm X 1 cm substrates with outer dimension of 8.8 mm X 8.8 mm. The SEJ SQUID magnetometers exhibit relatively low 1/f noise even with dc bias control, and could be stably controlled by flux-locked loops in the magnetically disturbed environment. Field noise of the do SQUID was measured to be 200∼300 fT/Hz$^{1}$2/in the white noise region and about 2 pT/Hz$^{1}$2/ at 1 Hz when measured with dc bias method.hod.d.
a-plane 혹은 m-plane면을 사용하는 무분극 GaN LED는 c축 방향으로 발생하는 분극의 영향을 받지 않기 때문에 분극 GaN LED에 비해 높은 내부 양자효율을 가진다. 또한 무분극 GaN는 상대적으로 고농도의 p-type 도핑이 가능하기 때문에 광효율을 높일 수 있다. 하지만 이와 같은 장점에도 불구하고 무분극 GaN는 성장모드의 비대칭으로 인해 높은 결정성과 mirror-like한 표면을 얻기가 힘들다. 본 논문에서는 Metalorganic chemical-vapor deposition (MOCVD) 장비를 사용하여 r-plane 사파이어 기판위에 a-plane GaN을 성장시켰다. 일반적으로 사용하는 저온에서의 nucleation layer 성장 대신 $1050^{\circ}$의 고온에서 성장 시킨후 일반적으로 사용하는 two-step 성장방법으로 그위에 5.5um정도의 GaN을 성장시켰다. 성장시 Trimethylgallium(TMGa)와 암모니아를 각각 Ga과 N 소스로 이용하였고 캐리어 가스는 수소를 사용하였다. 비대칭 결정성을 줄이기 위해 3D island growth mode에서의 성장조건을 바꾸어 c축과 m축 방향으로의 X-ray 결정성(FWHM) 차이가 564 arcsec에서 206 arcsec로 변화 시켰다. Normarski 현미경으로 표면을 관찰한 결과 v-defect이 없고 a-plane GaN에서 볼 수 있는 전형적인 줄무늬 패턴을 가지는 표면을 얻었으며 광학적 특성을 보기 위해 Photoluminescence (PL)을 측정하였다.
본 연구에서는 HVPE(hydride vapor phase epitaxy) 방법으로 r-plane 사파이어 기판 위에 무극성의 (11-20) a-plane GaN을 성장하여 구조적인 특성을 관찰하였다. HVPE 방법으로 저온($500/550/600/660^{\circ}C$)에서 성장한 AIN 버퍼층이 고온의 a-GaN에 미치는 영향을 확인하였다. 또한, AIN 버퍼층과의 비교를 위하여 저온에서 성장한 GaN 버퍼층과 InGaN 버퍼층 같은 다양한 버퍼층을 이용하여 a-plane GaN의 성장도 실시하였다. 고온에서 성장된 a-GaN의 구조적 형상은 저온버퍼층의 성장 조건에 크게 영향을 받음을 알 수 있었다. $GaCl_3$ 전 처리를 실시하고 $820^{\circ}C$에서 성장한 경우에 가장 평탄한 표면을 가지는 a-GaN을 얻을 수 있었다.
In this study, we investigate the $SiO_2$ current blocking layer (CBL) to improve light output power efficiency in nonpolar a-plane (11-20) GaN LEDs on a r-plane sapphire substrate. The $SiO_2$ CBL was produced under the p-pad layer using plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD). The results show that nonpolar GaN LED light output power with the $SiO_2$ CBL is considerably enhanced compared without the $SiO_2$ CBL. This can be attributed to reduced light absorption at the p-pad due to current blocking to the active layer by the $SiO_2$ CBL.
한국초전도학회 1999년도 High Temperature Superconductivity Vol.IX
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pp.142-146
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1999
CeO$_2$ buffer layers and in-situ YSa$_2Cu_3O_{7-{\delta}}$ (YBCO) thin films were grown by pulsed laser deposition method on R-plane sapphire substrates. Superconducting properties and surface morphologies of YBCO thin films exhibit strong dependence on the crystallinity of CeO$_2$ buffer layer. The best a-axis oriented CeO$_2$ buffer layers could be grown at 800 $^{\circ}C$ of deposition temperature, 1.5 J/ cm$^2$ of laser energy density and 50 mTorr of oxygen pressure. The YBCO thin films on the a-axis CeO$_2$ buffer layer have Tc (R=0) ${\ge}$ 89.5 K, ${\delta}$Tc ${\sim}$ 0.5 K, and Jc ${\ge}$ 3.2 ${\times}$ 10$^6$ A/ cm$^2$ at 77 K.
$Al_2O_3$ (알루미나 및 R-면 사파이어)기판 위에 c-축 $YBa_2Cu_3O_{7-{\delta}}$ (YBCO) 박막을 펄스레이저 증착법을 이용하여 성장하였다. 완충층으로 사용하기 위해 $Al_2O_3$ 기판 위에 증착한 $CeO_2$ 박막의 결정성은 기판온도에 많은 영향을 받았다. $CeO_2$ 박막은 $800^{\circ}C$의 기판온도에서 $\alpha$-축방향으로 잘 성장하였으며, $CeO_2$ 완충층의 두께에 따라 YBCO/$CeO_2/Al_2O_3$ 박막의 초전도 특성은 큰 변화를 나타내었다. 알루미나 기판 위에서 $CeO_2$ 완충층의 두께는 약 $1200\;{\AA}$이하, 사파이어 기판의 경우 $100{\sim}1000\;{\AA}$ 범위에서 YBCO 박막은 양호한 초전도 특성을 나타내었으나, 그 보다 두껍게 성장시킬 경우 초전도 특성이 급격하게 나빠졌다. 알루미나 기판 위에 성장된 YBCO 박막의 임계온도는 83 K였으며, R-면 사파이어 기판 위에 성장된 YBCO 박막의 임계온도는 ${\geq}89.5\;K$였고, 임계전류밀도는 77K에서 $3{\times}10^6\;A/cm^2$로 나타났다.
JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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제6권2호
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pp.79-86
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2006
N-polar, Ga-polar, and non-polar GaN was grown by MBE and MOVPE using various substrates and influence of polarity has been investigated. The GaN growth by MOVPE is along cplane (0001), c-plane (0001), and a-plane (11-20) direction on c-plane (0001), a-plane (11-20) and r-plane (1-102) sapphire substrate respectively. The polarity of the film has a strong influence on the morphology and the optical properties of PA-MBE grown As-doped GaN layers. Strong blue emission from As-doped GaN was observed only in the case of N-polarity (000-1) layers, which was attributed to the highest concentration of Ga dangling bonds for this polarity of a GaN surface.
Kim, Ji Hoon;Hwang, Sung-Min;Baik, Kwang Hyeon;Park, Jung Ho
JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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제14권5호
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pp.557-565
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2014
We report the effect of basal-plane stacking faults (BSFs) on X-ray diffraction (XRD) of non-polar (11$\underline{2}$0) a-plane GaN films with different $SiN_x$ interlayers. Complete $SiN_x$ coverage and increased three-dimensional (3D) to two-dimensional (2D) transition stages substantially reduce BSF density. It was revealed that the Si-doping profile in the Si-doped GaN layer was unaffected by the introduction of a $SiN_x$ interlayer. The smallest in-plane anisotropy of the (11$\underline{2}$0) XRD ${\omega}$-scan widths was found in the sample with multiple $SiN_x$ layers, and this finding can be attributed to the relatively isotropic GaN mosaic resulting from the increase in the 3D-2D growth step. Williamson-Hall (WH) analysis of the (h0$\underline{h}$0) series of diffractions was employed to determine the c-axis lateral coherence length (LCL) and to estimate the mosaic tilt. The c-axis LCLs obtained from WH analyses of the present study's representative a-plane GaN samples were well correlated with the BSF-related results from both the off-axis XRD ${\omega}$-scan and transmission electron microscopy (TEM). Based on WH and TEM analyses, the trends in BSF densities were very similar, even though the BSF densities extracted from LCLs indicated that the values were reduced by a factor of about twenty.
Kim, Ji-Hoon;Son, Ji-Su;Baik, Kwang-Hyeon;Park, Jung-Ho;Hwang, Sung-Min
한국진공학회:학술대회논문집
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한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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pp.146-146
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2011
The blue light emitting diode (LED) structure based on non-polar a-plane (11-20) GaN which was coated TiO2 nanoparticles using spin coating method was grown on r-plane (1-102) sapphire substrates to improve light extraction efficiency. We report on the emission and structural properties with temperature dependence of photoluminescence (PL) and x-ray rocking curves (XRC). From PL results at 13 K of undoped GaN samples, basal plane stacking fault (BSF) and near band edge (NBE) emission peak were observed at 3.434 eV and 3.484 eV, respectively. We also found the temperature-induced band-gap shrinkage, which was fitted well with empirical Varshini's equation. The PL intensity of TiO2 nanoparticles ?coated multiple quantum well (MQW) sample is decayed slower than that of no coating sample with increasing temperature. The anisotrophic strain and azimuth angle dependence in the films were shown from XRC results. The full width at half maximum (FWHM) along the GaN [11-20] and [1-100] directions were 564.9 arcsec and 490.8 arcsec, respectively. A small deviation of FWHM values at in-plane direction is attributed to uniform in-plane strain.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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