Au-Si 나노점을 촉매로 성장한 Si 나노선의 구조 및 광학적 특성 연구

이연환,곽동욱,양우철,Lee, Y.H.,Kwak, D.W.,Yang, W.C.,Cho, H.Y. 한국진공학회 2008 Applied Science and Convergence Technology Vol.17 No.1

나노크기의 Au-Si을 촉매로 급속열화학기상증착(rapid thermal chemical vapor deposition)법을 이용하여 Si(111) 기판에 성장한 Si 나노선의 구조적인 형태 변화와 광학적 특성을 연구하였다. 기상-액상-고상(vapor-liquid-solid) 성장법에 의한 Si 나노선 형성 과정에서 액상 입자인 Au-Si 나노점은 나노선 성장온도에서 촉매로 사용되었다. 이 액상 나노점이 형성된 Si 기판에 1.0Torr 압력과 $500-600^{\circ}C$ 기판 온도 하에서 $SiH_4$와 $H_2$의 혼합가스를 공급하여 Si 나노선을 형성하였다. Si 나노선 성장 후 형태를 전계방출 주사전자현미경(Field Emission Scanning Electron Microscope)으로 관찰한 결과, 대부분의 나노선이 균일한 크기로 기판 표면에 수직하게 <111> 방향으로 정렬된 것을 확인하였다. 형성된 나노선의 크기는 평균 직경이 ${\sim}60nm$이고 평균 길이가 ${\sim}5um$임을 확인하였다. 또한 고 분해능 투과전자현미경(High Resolution-Transmission Electron Microscope) 관찰을 통해 Si 나노선은 약 3nm의 비정질 산화층으로 둘러 싸여 있는 Si 단결정임이 분석되었다. 그리고 마이크로 라만 분광(Micro-Raman Scattering)법을 통한 광학적 특성 분석 결과, Si의 광학 포논(Optical Phonon) 신호 위치가 Si 나노선 구조의 영향으로 낮은 에너지 쪽으로 이동하며, Si 포논 신호의 폭이 비대칭적으로 증가함을 확인하였다. we have demonstrated structural evolution and optical properties of Si-nanowires (NWs) synthesized on Si (111) substrates with nanoscale Au-Si islands by rapid thermal chemical vapor deposition (RTCVD). The Au-Si nano-islands (10-50nm in diameter) were employed as a liquid-droplet catalysis to grow Si-NWs via vapor-liquid-solid mechanism. The Si-NWs were grown by a mixture gas of SiH4 and H2 at a pressure of 1.0 Torr and temperatures of $500{\sim}600^{\circ}C$. Scanning electron microscopy measurements showed that the Si-NWs are uniformly sized and vertically well-aligned along <111> direction on Si (111) surfaces. The resulting NWs are ${\sim}60nm$ in average diameter and ${\sim}5um$ in average length. High resolution transmission microscopy measurements indicated that the NWs are single crystals covered with amorphous SiOx layers of ${\sim}3nm$ thickness. In addition, the optical properties of the NWs were investigated by micro-Raman spectroscopy. The downshift and asymmetric broadening of the Si main optical phonon peak were observed in Raman spectra of Si-NWs, which indicates a minute stress effects on Raman spectra due to a slight lattice distortion led by lattice expansion of Si-NW structures.

Au-Si을 촉매로 급속화학기상증착법으로 성장한 Si 나노선의 구조 및 광학적 특성 연구

곽동욱,이연환,Kwak, D.W.,Lee, Y.H. 한국진공학회 2007 Applied Science and Convergence Technology Vol.16 No.4

나노크기의 Au-Si을 촉매로 급속화학기상증착법을 이용하여 Si(111) 기판에 성장한 Si 나노선의 구조적인 형태 변화과정과 광학적 특성을 연구하였다. 액상 입자인 Au 나노 점은 기상-액상-고상(vapor-liquid-solid mechanism) 성장법에 의한 Si 나노선 형성 과정에서 촉매로 사용되었다 이 액체 상태인 나노점에 1.0Torr 압력과 $500-600^{\circ}C$ 온도 하에서 $SiH_4$와 $H_2$의 혼합가스를 공급하여 Si 나노선을 형성하였다. <111> 방향으로 형성한 Si 나노선의 형태를 전계방출 주사전자현미경(Field Emission Scanning Electron Microscope)으로 관찰하였다. 특히, 대부분의 나노선이 균일한 크기를 가지고 있으며, Si(111) 기판 표면에서 수직하게 정렬된 것을 확인하였다. 형성된 나노선의 크기를 분석한 결과, 직경과 길이가 각각 60nm와 5um의 분포를 가지는 것을 확인 하였다. 고 분해능 투과전자현미경(High Resolution-Transmission Electron Microscope)을 통해 약 3nm의 다결정 산화층으로 둘러 싸여 있는 Si 나노선이 단결정으로 형성된 것을 관찰하였다. 그리고 마이크로 라만 분광(Micro-Raman Scattering) 실험으로 Si 나노선의 광학적 특성을 분석하였다. 라만 측정결과 Si의 광학 포논(Optical Phonon) 신호가 Si 나노선의 영향으로 에너지가 작은 쪽으로 이동하며, Si 포논 신호의 폭이 비대칭적으로 증가하는 것을 확인 하였다. We have demonstrated structural evolution and optical properties of the Si-NWs on Si (111) substrates with synthesized nanoscale Au-Si islands by rapid thermal chemical vapor deposition(RTCVD). Au nano-islands (10-50nm in diameter) were employed as a liquid-droplet catalysis to grow Si-NWs via vapor-liquid-solid mechanism. Si-NWs were grown by a mixture gas of $SiH_4\;and\;H_2$ at pressures of $0.1{\sim}1.0$Torr and temperatures of $450{\sim}650^{\circ}C$. SEM measurements showed the formation of Si-NWs well-aligned vertically for Si (111) surfaces. The resulting NWs are 30-100nm in diameter and $0.4{\sim}12um$ in length depending on growth conditions. HR-TEM measurements indicated that Si-NWs are single crystals convered with about 3nm thick layers of amorphous oxide. In addition, optical properties of NWs were investigated by micro-Raman spectroscopy. The downshift and asymmetric broadening of the Si optical phonon peak with a shoulder at $480cm^{-1}$ were observed in Raman spectra of Si-NWs.

고온스퍼터링법으로 제작된 티타늄실리사이드의 구조적 전기적 특성 연구

이세준(S. J. Lee),김두수(D. S. Kim),성규석(K. S. Seong),강윤묵(Y. M. Kang),차정호(J. H. Cha),송민규(M. K. Song),정웅(W. Jung),김득영(D. Y. Kim),이연환(Y. H. Lee),조훈영(H. Y. Cho),홍종성(J. S. Hong) 대한전자공학회 2000 대한전자공학회 학술대회 Vol.2000 No.6

열처리에 따른 p-GaN의 오믹접촉 특성에 관한 연구

김두수(D. S. Kim),이세준(S. J. lee),성규석(K.S. Seong),강윤묵(Y. M. Kang),차정호(J. H. Cha),김남화(N. H. Kim),정웅(W. Jung),조훈영(H. Y. Cho),강태원(T. W. Kang),김득영(D. Y. Kim),이연환(Y. H. Lee) 대한전자공학회 2000 대한전자공학회 학술대회 Vol.2000 No.6

GaAs 에피층의 Ar+ 이온 sputtering

강태원(T. W. Kang),이연환(Y. H. Lee),홍치유(C. Y. Hong),이정주(J. J. Lee),강희재(H. J. Kang),정관수(G. S. Chung) 대한전자공학회 1986 대한전자공학회 학술대회 Vol.1986 No.12

熱分解된 Polyacrylonitrile의 電氣的 性質

成墉吉,李延煥,李載珍,李丁桂,洪致裕,姜泰遠 동국대학교 자연과학연구소 1984 자연과학연구 논문집 Vol.4 No.-

질소 분위기 하에서 200ㄹ7로 열처리한 PAN 膜을 10³V/cm~10⁴V/cm의 電氣場을 걸어 分極시킨 후 溫度變化에 따른 TSD 電流를 測定하였다. 이 같이 分極된 PAN의 TSD spectrum은 nitrile side group의 방향의 弛緩에 관계되는 한개 또는 두개의 peak를 나타냈으며, 이것으로부터 5×10³V/cm의 電氣場에서 分極시킨 PAN膜의 trap energy level은 0.545 eV이었다. The electric behavior of the polyacrylonitrile(PAN) pyrolyzed at 200℃ in the N₂gas is investigated through the formation fo electrically polarized films. The formation fo the films is achieved by applying electric fields of the order 10³-10⁴V/cm to the prepared PAN specimens at the tmeperature ranging from 100℃ to 200℃. The TSD spectrum of PAN reveals one or twonpeaks, which might to related to the relaxation of oriented nitrile side group. This suggests that nitrile orientation with an applied electric field results in the formation of a highly developed level of intermolecular bonding. The polarized PAN film by the field of 5×10³V/cm at 200℃ also shows the trap level of 0.545 eV above the valence band.

A survey on depth profile of aluminum anodized films

Kim,D.Y.,Kim,Y.H.,Lee,Y.H.,Oh,Y.T. 동국대학교 자연과학연구소 1988 자연과학연구 논문집 Vol.8 No.-

알루미늄을 기판금속으로 하는 Al?O?/Al 금속산화물 박막을 H?PO? 전해질 용액내에서 양극산화법에 의해 성장시켰다. 양극산화박막의 제작방법에는 일정전압방식과 일정전류방식이 있는데 본 연구에서는 이 두가지 방식을 모두 이용하였다. Jacquet법에 의한 H?PO? 용액내에서의 양극산화는 직류전압 35V부터 75V사이에 일어나며 이에 해당하는 전류밀도는 6.5mA/㎠부터 3.5mA/㎠사이이댜. 한편 제작된 Al 양극산화 박막의 depth profile을 AES(Auger electron spectroscopy)와 SIMS(secondary ion mass spectroscopy)를 이용하여 조사하였다. Metal-oxide thin film Al?O?/Al is grown on the Al substrate by anodization on a solution of H?PO? electrolyte. There are two kinds of methods in anodic oxidation: constant voltage mode and constant current mode. In this work, we used both methods. Anodization voltage region of Al metal in H?PO? solution, according to the Jacquet method, is 35V to 75V in DC, corresponding current density is 6.5mA/㎠ to 3.5mA/㎠. The depth profile of anodized thin films have been investigated by Auger electron spectroscopy (AES) and secondary ion mass spectroscopy(SIMS).

Si이 주입된 단결정 GaAs(100)에서의 Atomic displacement 및 Frenkel Pair형성에 관한 컴퓨터 계산

이연환 동국대학교 경주대학 1993 東國論集 Vol.12 No.-

A computer simulation based on the binary collision approximation has been performed to investigated the atomic displacements and the Frenkel pairs as function of incident algles, implantation doses, and implantation energies for Si-implanted GaAs (100) crystal. Vacancy yields and Frenkel pairs reveal a strong dependence on the incident angles of the Si ions. These values reveal the channeling phenomena at incident angle θ= 0˚, 18.4˚, 45˚, 71.5˚ corresponding to the channeling directions of GaAs<100>, <301>, <101>, and <103>. The Frenkel pairs produced in displacement cascades in Si ions reveal surface channeling phenomena at incident angle θ= 86˚. However vacancy yields and Frenkel pairs do not vary significantly as the implantation dose varied. In the region of low incident energy, the vacancies and Frenkel pairs of Si ions exhibit the results which can be considered being due to the back scattering of Si ions.

GaAs(100) 기판 위에 성장된 InxGa1-xAs 변형층의 특성

이연환 동국대학교 경주대학 1996 東國論集 Vol.15 No.-

Photoluminescence (PL) and Raman spectroscopy measurements have been carried out to investigate the properties of InχGa1-χAs epitaxial layers grown on GaAs (100) substrates. In PL studies of InχGa1-χAs epitaxial layers, only one peak related near band was investigated for In composition x<O. 08 and in addition to that, another peak related donor-acceptor pair emission (DAP) was investigated for In composition x>0.08. As the In composition x increased, emission energy of DAP peak was decreased and FWHM of DAP peak was increased. According to the micro-Raman analysis, the InχGa1-χAs epitaxial layer had only one peak related GaAs-like LO phonon mode. It was shifted to the low frequency region as the In composition x increased.