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HVPE 방법에 의해 성장된 graded AlGaN 에피층의 특성
이찬빈,전헌수,이찬미,전인준,양민,이삼녕,안형수,김석환,유영문,Lee, Chanbin,Jeon, Hunsoo,Lee, Chanmi,Jeon, Injun,Yang, Min,Yi, Sam Nyung,Ahn, Hyung Soo,Kim, Suck-Whan,Yu, Young Moon,Sawaki, Nobuhiko 한국결정성장학회 2015 한국결정성장학회지 Vol.25 No.2
Compositionally graded AlGaN epilayer was grown by HVPE (hydride vapor phase epitaxy) on (0001) c-plane sapphire substrate. During the growth of graded AlGaN epilayer, the temperatures of source and the growth zone were set at $950^{\circ}C$ and $1145^{\circ}C$, respectively. The growth rate of graded AlGaN epilayer was about 100 nm/hour. The changing of Al contentes was investigated by field emission scanning electron microscope (FE-SEM) and energy dispersive spectroscopy (EDS). From the result of atomic force microscope (AFM), the average of roughness in 2 inch substrate of graded AlGaN epilayer was a few nanometers scale. X-ray diffraction (XRD) with the result that the AlGaN (002) peak ($Al_{0.74}Ga_{0.26}N$) and AlN (002) peak were appeared. It seems that the graded AlGaN epilayer was successfully grown by the HVPE method. From these results, we expect to use of the graded AlGaN epilayer grown by HVPE for the application of electron and optical devices. 본 논문에서는 Al 조성이 점진적으로 변화된 AlGaN 에피층을 HVPE (hydride vapor phase epitaxy) 방법에 의하여 성장하였다. 소스영역의 온도는 $950^{\circ}C$, 성장 영역의 온도는 $1145^{\circ}C$에서 연속적으로 (0001) 사파이어 기판위에 성장되었고, AlGaN 에피층은 시간당 100 nm의 성장률을 보였다. FE-SEM 측정과 EDS 측정으로부터 성장층의 Al 변화를 확인하였으며, AFM 측정결과 2인치 기판위에 성장된 graded AlGaN 에피층의 거칠기는 수십 nm였다. Al 조성의 변화는 XRD 측정에 의하여 확인하였으며, Al 조성 74 %의 (002) AlGaN의 주피크 관측과 함께 연속적으로 (002) AlN 층의 피크가 확인되었다. 이는 하나의 층에 사파이어 기판으로부터 Al 조성이 점진적으로 변화하는 에피층을 HVPE 방법으로 얻었음을 증명하며, 이 결과로부터 다양한 광소자 및 전자소자의 응용이 기대된다.
이찬미,전헌수,박민아,이찬빈,양민,이삼녕,안형수,김석환,유영문,신기삼,배종성,이효석,Lee, Chanmi,Jeon, Hunsoo,Park, Minah,Lee, Chanbin,Yang, Min,Yi, Sam Nyung,Ahn, Hyung Soo,Kim, Suck-Whan,Yu, Young Moon,Shin, Keesam,Bae, Jong Seong,Lee, 한국결정성장학회 2015 한국결정성장학회지 Vol.25 No.2
혼합소스 HVPE 방법을 사용하여 탄소 마이크로구를 합성하였다. 소스 물질로는 그래파이트 보트에 담겨 진 Ga, Al을 사용하였고 반응가스로 암모니아, 염산, 질소 가스를 사용하였다. 탄소 마이크로구의 합성은 $1090^{\circ}C$에서 실시하였다. 질소 가스는 5000, 염산 가스는 80, 암모니아 가스는 2000 sccm으로 공급되며 반응 시간은 3시간으로 하였다. 탄소 마이크로구의 SEM 측정 결과 수백 ${\mu}m$의 지름을 가지고 매끈한 표면을 가지는 완전한 구형 모양을 가짐을 알 수 있었다. XPS 결과 탄소 마이크로구의 내부는 탄소 71.78 wt%, 산소 15.37 wt%, 황 0.32 wt%, 규소 1.97 wt%로 구성되어 있었다. 또한 TEM 분석을 통해 탄소 마이크로구가 비정질임을 알 수 있었다. 탄소 마이크로구가 합성된 것은 에피 성장 과정 중에 배양판과 같이 홈이 파져 있는 공간에서 가스 간의 흡착 반응에 의해 탄소 마이크로구의 성분들이 합성된 것으로 판단된다. The carbon microspheres of a core-shell type were grown by the method of mixed-source hydride vapor phase epitaxy (HVPE). The surface and the cross section of the carbon microsphere grown by a new method were observed by scanning electron microscope (SEM). The characteristics of the carbon microsphere were investigated by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and a high resolution-transmission electron microscope (HR-TEM). From these measurements, the diameters of carbon sphere were about few hundred micrometers. Furthermore, we show that the carbon microsphere of the core-shell type by mixed-source HVPE method can be grown successfully with the larger size than those of the existing one. This mixed-source HVPE method is proposed a new method for making of carbon microsphere.