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전자빔 증착법으로 성장한 NiO 박막의 전기적, 전자구조 및 광학적 특성
이강일,유스라마덴니,강희재,박남석 한국물리학회 2014 새물리 Vol.64 No.5
NiO thin films having 50 nm thickness were grown by using e-beam evaporation at room temperature, after which in-situ post-annealing was carried out at temperatures of 100℃, 200℃ and 300℃ for 30 minutes. The electrical, electronic structure and optical properties of the NiO thin films were obtained via Hall measurements, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), reflection electron energy loss spectroscopy (REELS), and UV spectrometer. The electrical properties of the NiO thin films grown at room temperature and post-annealed at 100℃ showed p-type semiconducting properties, and the average transmittance in the visible region was more than 70%. These results showed that NiO thin films should have applications as p-type transparent thin-film semiconductors. To the contrary, NiO thin films post-annealed at temperatures over 200℃ showed n-type semiconductor properties, and the average transmittance in the visible region was drastically decreased due to the formation of Ni-metal bonding. 전자빔증착법 (electron-beam evaporation)을 이용하여 유리 기판에 50 nm의 NiO 박막을 성장시킨 후 진공용기 내에서 100℃, 200℃, 300℃ 온도로 후 열처리를 하였으며, 박막의 전기적, 전자구조 및 광학적 특성을 홀 측정, 광전자 분광법, 반사 전자 에너지 손실 분광법 및 UV-spectrometer 실험 통하여 연구를 하였다. 실온 및 100℃로 후 열처리를 한 박막의 경우 p형 반도체 특성의 전기적 특성을 나타내었으며, 투과도 또한 가시광 영역에서 70%이상의 투과율을 나타내었으며, 이는 p형 투명전자소자로의 응용이 가능하다는 것을 보여주었다. 반면 200℃, 300℃ 온도로 후 열처리 한 박막의 경우, 표면에 Ni 금속 결합의 생성으로 n형 반도체 특성으로 변화하였으며, 투과율 또한 급격히 감소하는 것으로 나타내었다.
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