Structure and Photoluminescence of ZnS - ZnSe Superlattices Grown by Hot Wall Epitaxy

최용대(Y. D. Choi),S. Sakakibara(S. Sakakibara),K. Ishino(K. Ishino),A. Ishida(A. Ishida),H. Fujiyasu(H. Fujiyasu) 한국진공학회(ASCT) 1994 Applied Science and Convergence Technology Vol.3 No.2

Hot wall epitaxy법에 의하여 GaAs(100)면 위에 ZnS-ZnSe 초격자를 성장하였다. ZnS-ZnSe 초격자의 주기는 x-선 회절 패턴에 의하여 확인되었고, 이것은 변형을 고려하여 계산된 이론적인 패턴과 비교되었다. 경계면에 평행한 ZnS와 ZnSe의 변형의 비는 ZnSe에 대하여 ZnS의 두께가 증가할수록 감소되었다. ZnS-ZnSe 초격자의 photoluminescence(PL)는 고에너지 영역의 예리한 스펙트럼과 저에너지 영역의 폭이 넓은 스펙트럼으로 구성되어 있다. PL의 광자 에너지는 Kronig-Penney 모델을 사용하여 계산된 이론적인 에너지 값과 비교한 결과 type I의 초격자임을 알았다. ZnS-ZnSe superlattices(SLs) were grown on the GaAs(100) by hot wall epitaxy. The period of ZnS-ZnSe SLs grown was confirmed by X-ray diffraction patterns, and compared with the theoretical pattern calculated considering the strain. It was calculated that the strain ratios of ZnS and ZnSe parallel to interfaces are decreased with increasing the ZnS thickness for ZnSe one. The photoluminescence(PL) of ZnS-ZnSe SLs consists of a sharp. line in the high energy region and of broad spectra in the lower energy region. The peak photon energy of ZnS-ZnSe PL was compared with the energy of the theoretical calculations using Kronig-Penney model, and ZnS-ZnSe SLs were considered to be type I.

Crystal Growth and Sensor Development of Ⅱ - VI Compound Semiconductor : CdS

양동익(D.I. Yang),신영진(Y.J. Shin),임수영(S.Y. Lim),최용대(Y.D. Choi) 한국진공학회(ASCT) 1992 Applied Science and Convergence Technology Vol.1 No.1

E-Beam 기법을 이용하여 증착시킨 Ag doped CdS 박막은 육방정계이고 공기, Ar 분위기에서 550℃로 열처리한 결과 grain size가 1 ㎛ 정도로 성장되었고, Van Der Pauw 방법으로 구한 Hall data로부터 CdS crystal은 n형 반도체이고 상온에서의 carrier 농도는 2.7×10^(11)㎝-³이고 Hall mobility는 5.8×10² ㎠ V^(-1)sec^(-1) 정도임을 알 수 있었다.<br/> CdS : Ag 박막의 PL spectra는 Gaussian curve를 보여주었고, spectra peak는 파장이 520 ㎚ 근처에 위치하고 있으며, CdS : Ag 박막에서의 광전류(pc)와 암전류(dc)의 ratio(pc/dc)는 공기중에서 열처리한 시료의 값이 크다는 것을 알 수 있었다. This study deals with the crystal growth and the optical characteristics of CdS thin films activated by silver. CdS:Ag thin films were deposited by using an electron beam evaporation(EBE) technique in vacuum of 1.5×10^(-7)torr, voltage of 4 ㎸, current of 2.5 ㎃ and substrate temperature of 250℃. CdS:Ag photoconductive films prepared by EBE method show high photoconductivity after annealing at about 550℃ for 0.5 h in air and Ar gas.<br/> The grain size of CdS:Ag thin films annealed in Ar atmosphere (1 atm) was grown over 1 ㎛ and the thickness of the films is 4~5 ㎛. The analysis of X-ray diffraction patterns shows that the crystal structures are hexagonal. The diffraction line by (00.2) plane can only be observed, indicating that c-axis of hexagonal grows preferentially perpendicular to the substrate. The profiles of photoluminescence spectra of CdS:Ag films show Gaussian type curves at room temperature, the maximum peak spectral sensitivity of CdS:Ag is located at the wavelength of 520 ㎚.<br/> We annealed CdS:Ag thin films in air and Ar vapor in order to make the CdS photoconductors having the intensive photocurrent, the broad distribution of the photocurrent spectrum and the large value of the ratio of the photocurrent (pc) to the dark current(dc). We found that CdS:Ag thin films annealed in air atmosphere was the best one.

$CdS_{1-x}Se_{x}$ 광도전 박막의 전기-광학적 특성연구

양동익,신영진,임수영,박성문,최용대,Yang, D.I.,Shin, Y.J.,Lim, S.Y.,Park, S.M.,Choi, Y.D. 한국센서학회 1992 센서학회지 Vol.29 No.3

본 연구는 $CdS_{1-x}Se_{x}$의 박막을 제작하고 그 전기-광학적인 특성을 조사한 것이다. 전자선 가열증착법을 이용하여 $CdS_{1-x}Se_{x}$을 알루미나 기판위에 $1.5{\times}10^{-7}$ torr의 압력, 4kV의 전압, 2.5 mA의 전류 그리고 기판온도를 $300^{\circ}C$로 유지하여 증착하였다. 증착된 $CdS_{1-x}Se_{x}$ 박막은 X-ray 회절 실험을 통하여 볼 때, 육방정계의 결정구조를 가지며 성장되었다. $CdS_{1-x}Se_{x}$ 도전막은 특정분위기에서 $550^{\circ}C$, 30분간 열처리함으로써 높은 광전도성을 나타내게 되었다. 또한 Hall 효과, 광전류 스펙트럼, 감도, 최대 허용 전력과 응답시간 등을 조사하였다. We report the crystal growth and the electro-optic characteristics of $CdS_{1-x}Se_{x}$ thin films. $CdS_{1-x}Se_{x}$ thin films wire deposited on the alumina plate by electron beam evaporation technique in pressure of $1.5{\times}10^{-7}$ torr, voltage of 4kV, current of 2.5mA and substrate temperature of $300^{\circ}C$. The deposited $CdS_{1-x}Se_{x}$ thin films were proved to be a polycrystal with hexagonal structure through X-ray diffraction patterns. $CdS_{1-x}Se_{x}$ photoconductive films showed high photoconductivity after annealing at $550^{\circ}C$ for 30 minutes. And the films have been investigated the Hall effect, photocurrent spectra, sensitivity, maximum allowable power dissipation and response time.

CdS1-xSex 광도전 박막의 전기 - 광학적 특성연구

양동익,신영진,임수영,박성문,최용대 ( D . I . Yang,Y . J . Shin,S . Y . Lim,S . M . Park,Y . D . Choi ) 한국센서학회 1992 센서학회지 Vol.1 No.1

Ferroelectric Pb_(0.99)[(Zr_(0.6)Sn_90.4))_(1-x)T(i_x)]_(0.98)Nb_(0.02)O₃(PNZST) thin films were deposited by a RF magnetron sputtering on (La_(0.5)Sr_(0.5))CoO₃(LSCO)/Pt/Ti/SiOz/Si substrate using a PNZST target with excess PbO of 10 mole%. The crystallinity and electrical properties of the thin films with various composition ratio were investigated. The thin films deposited at the substrate temperature of 500℃ and the power of 80 W were crystallized to a perovskite phase after rapid thermal annealing(RTA) at 650 ℃ for 10 seconds in air. A PNZST thin films with Ti of 10 mole% showed the good crystallinity and ferroelectric properties. The remanent polarization and coercive field of the PNZST capacitor were about 20 μC/㎠ and 50 kV/cm, respectively. The reduction of the polarization after 2.2 X 10^9 switching cycles was less than 10 % .

Growth and electro-optical characteristics of CdSe/GaAs epilayers prepared by electron beam epitaxy

양동익,신영진,이춘호,최용대,유평렬,Yang, D.I.,Shin, Y.J.,Lee, C.H.,Choi, Y.D.,Yu, P.R. The Korea Association of Crystal Growth 1997 한국결정성장학회지 Vol.7 No.1

Electron beam 증착법을 보완하여 GaAs(100)기판위에 cubic(zinc blende) CdSe 에피충을 성장시켜 그의 특성을 조사하였다 .. CdSe 에피충의 격자 상수는 6.077 A였으며, 배향 성은 ECP 패번에 의하여 확인되고 결정성은 DCXR curve로 관찰하였다. 상온에서 측정된 H Hall data로는 에피충의 운반자 농도와 이통도는 각각 1018cm-3, 102cm2N' see 정도임을 알았 고 30 K에서 측정한 PC spectra peak는 cubic CdSe의 free exciton에 기인된 것으로 1.746 e eV에서 예리하게 나타냐고 있음을 보여주고 있다. An improved technique based upon an electron beam evaporation system has been developed to prepare cubic thin films In crystalline semiconductors. Zinc blonde CdSe epilayers were grown on GaAs(100) substrate by an e-beam evaporation method. The lattice parameter obtained from (400) reflection is $6.077\AA$, which is in excellent agreement with the value reported in the literature for zinc blonde CdSe. The orientation of the as-grown CdSe epilayer is determined by electron channeling patterns. The crystallinity of epitaxial CdSe layers were investigated on the double crystal X-ray rocking curve. The carrier concentration and mobility of epilayers deduced by Hall effect measurement are about $10^{18}{\textrm}{cm}^{-3}$, $10^2\textrm{cm}^2/V{\cdot}sec$ at room temperature, respectively. The photocurrent spectrum peak of the epilayer at 30 K exhibits a sharp change at 1.746 eV due to the free exciton of cubic CdSe.

ZnSe/CdSe/ZnSe 단일양자우물의 광발광 특성

박재규,오병성,유영문,윤만영,김대중,최용대,Park, J.G.,O, Byung-Sung,Yu, Y.M.,Yoon, M.Y.,Kim, D.J.,Choi, Y.D. 한국진공학회 2007 Applied Science and Convergence Technology Vol.16 No.3

Hot wall epitaxy 방법으로 우물층의 두께를 바꾸어가며 ZnSe/CdSe/ZnSe 단일 양자우물을 성장하였다. 양자우물층의 두께는 TEM을 이용하여 측정하였다. 광발광의 세기와 반치폭의 변화로부터 양자우물층의 임계두께는 약 $9{\AA}$임을 알 수 있었다. 우물층의 두께가 임계두께 보다 작을 때 광발광과 PLE 스펙트럼의 비교로부터 stoke's shift를 확인하였고, 이는 엑시톤 결합 에너지에 의한 것임을 알 수 있었다. 우물층의 두께에 대한 광발광 피크의 에너지 이동은 이론치와 잘 일치하였다. ZnSe/CdSe/ZnSe single quantum wells with different well thickness were grown by hot wall epitaxy. The quantum well thicknesses were measured by TEM. The critical thickness of single quantum well layer was found to be about $9{\AA}$ from the intensities and the full-width at half maximum of photoluminescence(PL) spectra. When the thickness of quantum wells was less than the critical thickness, the Stoke's shift was confirmed from the comparison between PL and photoluminescence excitation spectra, and it may be due to the exciton binding energy. The PL peak energy dependence on the quantum well thickness was coincident with the theoretical values.

ZnS 단결정 박막의 온도에 따른 공명 라만 산란 선의 변화

최용대 목원대학교 자연과학연구소 2000 自然科學 硏究論文集 Vol.9 No.2

Hot wall epitaxy에 의하여 성장된 고품질 ZnS단결정 박막의 공명 라만 산란 스펙트럼을 조사하였다 325 nm He-Cd laser의 여기 광원이 사용된 photoluminescence 스펙트럼으로부터 3개의 공명 라만 선들이 관측되었다. 이러한 3개의 공명 라만 선들의 에너지 피크 위치, 라만 주파수 이동과 세기의 특성이 온도에 따라 분석되었는데 이것들은 ZnS의 띠간격 에너지와 관계가 있음을 알았다. 이로부터 본 연구의 ZnS 단결정 박막의 공명 라만 선들의 LO포논 값들은 덩어리 ZnS의 값과 거의 일치함을 알 수 있었다. Resonant Raman scattering spectra for high-quality ZnS epilayers grown by hot-wall epitaxy have been studied extensively. With a 325­nm He-Cd laser as the excitation source, three resonant Raman lines were observed in photoluminescence spectra. The temperature dependence of energy peak positon,Raman shift and intensity of three resonant Raman lines were analyzed, which were related to the temperature dependence of the energy gap of ZnS. The values of the longitudinal-optical(LO) phonon energy between neighboring resonant Raman lines were very close to LO phonon energy of bulk ZnS.

ZnS_(1-x)Te_x 단결정 박막의 띠 간격 에너지에 대한 광학적 휨 상수

최용대 목원대학교 자연과학연구소 2000 自然科學 硏究論文集 Vol.9 No.2

Hot wall epitaxy법으로 ZnS_(1-x)Te_x 단결정 박막을 GaAs(100)기판 위에 성장하여 광학적 특성을 조사하였다. 성장된 ZnS_(1-x)Te_x 단결정 박막의 Te의 조성비 x에 따른 에너지 띠 간격의 변화를 조사하기 위하여 사온에서 투과 스펙트럼을 측정하였다. ZnS_(1-x)Te_x 단결정 박막의 띠 간격에 대한 휨 상수 b=3.8의 값을 갖는 2차 함수 형태이었다. 본 연구에서 성장한 삼원 화합물 ZnS_(1-x)Te_x 단결정 박막의 띠 간격 에너지 값은 Te조성비 x가 70%일 때가 가장 적었다. In this study, ZnS_(1-x)Te_x ternary alloy epilayers have been grown on GaAs(100) substrates by hot wall epitaxy and their optical properties were investigated. The optical transmission for ZnS_(1-x)Te_x/GaAs epilayers was measured to investigate the energy band gap at room temperature after removing the GaAs substrates. The energy band gap of the ZnS_(1-x)Te_x alloy was found to be quadratic with the optical bowing parameter b=3.8. The band gap energy as a function of Te composition shows a minimum at about x=70%.

광센서개발을 위한 CdSe:Ag 광도전 박막의 전기-광학적 성질

양동익,최용대,임수영,박성문 경북대학교 센서기술연구소 1991 센서技術學術大會論文集 Vol.2 No.1

전자빔 증착기술을 이용하여 CdSe:Ag 박막을 성장하고 그 전기적,광학적인 성질을 조사하였다. X-ray 회절무늬를 .통해서 결정구조는 육방정계이고 공기, Ar,Cd,Cu 분위기에서 550℃로 30분간 열처리한 결과 grain size가 1μm 정도로 성장되었다. Van der Pauw 방법으로 구한 Hall data로 부터 CdSe:Ag 박막은 n형 반도체이고상온에서의 carrier 농도가 7×10^(12) cm^(-3)이고 이동도는 1.6X10^(9)cm^(2)/V·sec 정도임을 알았다. CdSe:Ag 박막의 광발광과 광전류를 즉청하고. 광전류(Pc)와 암전류(dc)의 비(pc/dc)를 조사한 결과 Cd 분위기에서 열처리한 시료의 값이 크다는 것을 알았다. We report the crystal growth and the electro-optic characteristics of CdSe thin films activated by silver. CdSe:Ag thin films were deposited by using electron beam evaporation(EBE) technique in vacuum 1.5x10^(-7)torr, voltage of 4KV, current of 2.5mA and substrate temperature of 250℃. This CdSe:Ag thin films was proved to be a polycrystal with hexagonal structure through X-ray diffraction method. CdSe:Ag photoconductive films prepared by EBE method show high photoconductivity after annealing at 550℃ for 30 minutes in Cd vapor. And the splitting of valence band in photocurrent peak analyses due to crystal field effect. We measured the photocurrent spectra and photoluminescence spectra, and compared the photocurrent(pc) with dark current(dc), respectively, in order to obtain the high sensitive CdSe photoconductors.

CdS_(1-x)Se_(x) 광전도 박막의 성장 및 광학적인 특성 연구

양동익,임수영,박성문,최용대 경북대학교 센서기술연구소 1992 센서技術學術大會論文集 Vol.3 No.1