K₂O-B₂O₃-V₂O_(5) 반도체 유리의 직류 전기전도에 관한 연구 = Study on the DC Conductivity of K₂O-B₂O₃-V₂O_(5) Semiconducting Glasses

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The dc conductivity of K₂O-B₂O₃-V₂O_(5) glasses has been investigated in the temperature range 100~450K and physical parameters such as density, refractive index, glass transition temperature and fraction of reduced transition-metal ion, were observed for various compositions.
The experimental results are analyzed with reference to theoretical models proposed for electrical conduction in amorphous semiconductors.
At high temperature, the temperature dependence of the dc conductivity is consistent with Mott's model of phonon-assisted hopping of small polarons. The values of activation energy are 0.25~0.33eV and decrease with increasing V₂O_(5) content in the sample. The data of electron-wave function decay constant α are resonable for localized states of electrons and indicate strong localization in the potassium boro-vanadate glasses.
The low-temperature dc conductivity data can be well fitted to Mott's variable-range hopping conductivity and the values of N(E_(F)) are also reasonable for localized states.

국문 초록 (Abstract)

K₂O-B₂O₃-V₂O_(5) 계 유리의 조성비에 따른 밀도, 전이온도, 단위체적당 자리수, 굴절율 등과 직류 전기 성질을 100∼400K 온도영역에서 연구하였다. 실험결과를 비정질 반도체에 관한 전기전도 기구의 이론 모델을 이용하여 분석하였다.
고온 영역에서는 직류전도도의 온도 의존성을 Mott의 포논-도움 껑충뛰기 전도 모델로 분석할 수 있었으며, 활성화 에너지는 0.28∼0.33eV로 시료내 V₂O_(5)의 양이 증가할수록 감소하는 경향을 보였다.
저온 영역에서 직류 전기전도도는 Mott가 제안한 국지화된 전자의 가변거리 껑충뛰기(variable-range hopping)과정을 보였으며, 여기에 관련된 이론식에 의해 Fermi 상태밀도 등을 구했다.

목차 (Table of Contents)

• ABSTRACT = 0
• 목차 = i
• 그림목차 = ii
• 표목차 = iv
• Ⅰ. 서론 = 1
• Ⅱ. 이론 = 3
• 1. 에너지 띠 구조와 국소화 상태 = 3
• 2. 직류 전기전도도 = 7
• Ⅲ. 실험 과정 = 16
• 1. 시료 제작 = 16
• 2. 직류 전기 전도도 측정 = 17
• 3. 밀도 측정 = 19
• 4. 굴절율 측정 = 22
• 5. V^(4+) 와 V^(5+)의 비율( C) 측정 = 23
• 6. 유리 전이온도( T(g)) 측정 = 24
• Ⅳ. 결과 및 분석 = 26
• Ⅴ. 결론 = 44