• Title, Summary, Keyword: 광전자소자

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Technology trend of optoelectronic device (광전소자의 기술동향)

  • 라용춘;조장연;박대희
    • Electrical & Electronic Materials
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    • v.7 no.6
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    • pp.549-556
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    • 1994
  • 광전변화소자(Photo electric conversion device)는 광전효과-내부 광전효과(광도전 및 광기전력) 및 외부광전효과(광전자방출)을 이용하여 광을 전기신호로 변화시키는 소자를 광전자소자라 하며, 광전자 및 양자전자공학의 발전과 함께 많은 개발이 되고 있다. 이 광전변환소자는 주로서 고체박막의 재료를 이용하며, 소자의 소형화, 고성능화, 고신뢰성등의 요구와 함께 광전기술연구가 활발하게 진행되고 있다. 현재 광전소자의 광의 파장은 가시부만이 아니고, X선으로 부터 적외선까지에 걸쳐 있다. 이 파장에 대응하여 각종의 단결정이 필요하고, 소자의 설계가 요구된다. 이들의 응용은 소자의 광의 발진, 증폭, 검출의 소자만이 아니고 변조, 편향, 기록, 전달로등 다종다양의 기능을 갖는 소자가 요구되고 있다. 이들의 Optoelectronic Device의 연구가 활발하게 진행되어 새로운 광전소자의 제품이 개발되고 있어, 이에 대한 소개를 하고져 한다.

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반도체 나노구조 제작 및 광전자 소자 응용

  • Yu, Jae-Su
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • pp.65.2-65.2
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    • 2013
  • 발광다이오드, 태양전지, 광센서, 바이오센서, 나노발전기 등을 포함한 여러 종류의 광전자 소자들의 성능을 향상시키기 위한 새로운 기술적 시도들이 제안되어 왔다. 반도체기반 나노구조는 넓은 표면적과 독특한 특성을 가지고 다양한 기능성의 부여가 용이하며, 주로 나노패턴형성 및 식각에 의한 top-down 방법과 성장/합성에 의한 bottom-up 방법들에 의해 제작되어 왔다. 최근, 단순성, 저비용 공정을 바탕으로 소자 표면상에 나노구조를 형성하여 성능을 개선하기 위한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 또한 다층박막을 통한 무반사 코팅을 대체할 수 있는 moth-eye 효과를 이용한 생체모방형 서브파장 무반사 나노구조에 대한 관심이 증가하고 있다. 본 발표에서는 실리콘, 화합물, 산화물을 포함한 반도체 나노구조들의 설계 및 제작을 통해 구조적, 광학적 특성을 측정, 분석하고 이들의 다양한 광전자소자 응용에 대한 연구결과를 발표하고자 한다.

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광전자소자의 응용을 위한 산화아연 나노로드의 패터닝 형성방법

  • Go, Yeong-Hwan;Yu, Jae-Su
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • pp.97-97
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    • 2011
  • 산화아연 (ZnO)은 넓은 에너지 밴드갭 (~3.37 eV), 큰 엑시톤 결합 에너지 (~60 meV) 그리고 높은 전자 이동도 (bulk~300 $cm^2Vs^{-1}$, single nanowire~1000 $cm^2Vs^{-1}$)를 갖고 있어, 광전자 소자 및 반도체소자 응용에 매우 널리 사용되고 있다. 특히, 산화아연 나노로드(ZnO nanorod)는 1차원 나노구조로써 더욱 향상된 전자 이동도와 캐리어의 direct path way를 제공하여 차세대 광전자소자 및 태양광 소자의 응용에 대한 연구가 매우 활발하게 이루어지고 있다. 한편, 이러한 산화아연 나노로드를 성장시키기 위하여 VLS (vapor-liquid-solid), 졸-겔 공정(sol-gel process), 수열합성(hydrothermal synthesis), 전기증착(electrodeposition)등 다양한 방법이 보고되었지만, 이러한 산화아연 나노로드의 성장방법은 실제적인 소자응용을 위한 패터닝 형성에 대하여 제약을 받는 문제점이 있다. 이들 중에서 수열합성법과 전극증착법은 ZnO 또는 AZO (Al doped ZnO) seed 층 표면과 성장용액의 화학반응에 의해서 선택적으로 산화아연 나노로드를 성장시킬 수 있다. 이에 본 연구에서는, 광전자소자의 응용을 위한 간단한 패터닝 공정을 위해, 산화인듐주석(ITO) 박막이 증착된 유리기판(glass substrate)위에 수열합성법과 전극증착법을 이용하여 산화아연 나노로드를 선택적으로 성장시켰다. 실험을 위해, ITO glass 위에 RF magnetron 스퍼터를 사용하여 AZO seed 층을 metal shadow mask를 이용하여 패터닝을 형성한 후, 질산아연과 헥사메틸렌테트라아민으로 혼합된 용액에 $85^{\circ}C$ 온도를 유지하여, 패터닝이 형성된 샘플에 전압을 인가하여 성장시켰다. 나노구조 분석을 위해, 전계주사현미경을 이용하여 수열합성법과 전기증착법에 의한 패터닝된 산화아연 나노로드를 비교하여 관찰하였다.

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MBE로 성장한 CdTe 박막의 photoconductivity

  • 임재현;허유범;류영선;전희창;현재관;강철기;강태원
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • pp.113-113
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    • 1998
  • C CdTe와 HgCdTe는 광전소자나 태양전지,x 선 및 y 선 감지 소자 그리고 적외선 감지소 자로의 웅용둥으로 인하여 많은 연구가 진행되고 있다. 광전소자를 제작함에 있어서 깊은 준위나 얄은 준위에 있는 몇들은 운반자 수명에 매우 큰 영향을 미치고 있음에도 불구하고 광전도도 측정에 의한 운반자 수명 연구에 대하여는 보고된 것이 별로 없다. 이에 본 논문에서는 CdTe 시료의 광전도도를 측정하여 운반자 수명 및 깊은 준위의 위치를 알아보았다 M MBE방법을 이용하여 CdTe 기판위에 In을 도핑한 CdTe를 성장하였다. 광전도 붕괴(PCD) 측정은 300 K에서부터 400 K까지 온도를 변화시켜주면서 측정을 하였고 광원으로서 G GaP- LED를 사용하였으며 전압 신호를 읽기 위하여 Tektronix 2430A 오실로스코프를 이용하 였다 .. Fig. 1. 에서 보인바와 같이 광전도 붕괴곡선은 접선으로 나타낸 하나의 지수 함수적 붕 괴(a2exp( -t/ r 2))보다는 설선으로 나타낸 두 개의 지수함수적 붕괴(alexp( νr 1)+a2exp( -νr 2)) 가 더욱 잘 실험결과와 일치함을 알 수 있었다. 이러한 것은 과잉 전하에 대한 깊은준위를 가 지고 있는 반도체물질에서 일반적으로 관찰되는 것으로 시료가 n 형이기 때문에 소수 운반자 인 정공의 벚에 의한 것으로 생각된다 .. Fig. 2. 에서는 운반자 수명의 온도에 대한 변화를 나타 낸 것이다. 온도가 증가함에 따라 운반자 수명이 감소하는 경항올 보이고 있으며 이것올 이용 하여 딪익 활성화 에너지를 계산 하여 본 결과 0.35 eV 와 0.43 eV염을 알수 있었다.

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열처리 시간 변화에 따른 유기태양전지의 특성 변화

  • Choe, Cheol-Jun;Yang, Hui-Yeon;Kim, Tae-Hwan
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • pp.445-445
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    • 2013
  • 유기태양전지는 간단한 제조공정, 낮은 제조단가, 가벼운 무게 및 우수한 유연성의 장점을 가지고 있기 때문에 모바일 기기의 응용에 많은 관심을 가지고 있다. 그러나 이종접합 유기태양전지의 광전 변환효율이 낮기 때문에 유기태양전지를 상용화하기 위해서는 광전변환 효율을 높이기 위한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 태양전지의 광전 변환효율을 증진하기 위하여 열처리 시간 변화에 따른 이종접합 유기 태양전지의 특성에 미치는 효과를 조사하였다. 전자 주게 물질인 P3HT와 전자 받게 물질인 PCBM 물질을 특정용매에 녹여 패턴화된 ITO를 코팅한 glass 기판 위에 스핀 코팅 방법을 이용하여 glass/ITO/PEDOT:PSS/P3HT:PCBM/Al 구조를 가진 이종접합 유기태양전지를 제작하였다. UV-Vis 분광학, X-선 광전자 분광학 및 원자힘 현미경 측정을 하여 제작한 소자의 광학적 및 구조적 특성을 분석하였다. 이종접합 유기태양전지의 우수한 광흡수율과 평탄한 표면을 가지는 최적화 조건을 열처리 시간에 따라 비교 분석하였다. 제작한 소자들을 열처리를 하지 않은 소자와 다양한 시간 동안 열처리를 한 소자의 특성을 비교하였다. 제작한 이종접합 태양전지의 전류-전압 측정 결과를 분석하여 최대의 광전 변환효율을 가지는 최적의 열처리 조건을 결정하였다. 열처리를 할 경우 열처리를 하지 않은 소자보다 광전 변환효율이 증가함을 알 수 있었다.

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Development of a Wireless Piezoelectric Transducer Excitation Technique using laser and optoelectronic devices (레이저 및 광전자소자를 활용한 압전소자의 무선 가진 시스템 개발)

  • Park, Hyun-Jun;Sohn, Hoon;Chung, Joseph;Kwon, Il-Bum;Yun, Chung-Bang
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • pp.6-9
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    • 2009
  • 교량, 댐, 터널 등의 대형 구조물 및 항공기 등의 기계 구조물의 경우 그 중요성과 함께 노후화 및 손상의 발생에 의한 구조물의 사고를 미연에 방지하기 위해 효과적인 건전도 평가와 손상 검색에 대한 연구가 최근 급증하고 있으며 특히 압전소자를 활용하여 구조물의 손상을 추정하는 기법들이 많이 개발되고 있다. 또한, 최근에는 압전소자와 계측기 사이를 케이블을 이용하여 연결할 경우 실제 대형 구조물에 설치 시 비효율적인 부분이 많아 무선 기반 계측시스템이 개발되고 있다. 그러나 이러한 무선 계측 시스템의 경우 압전소자의 가진 및 계측되는 데이터의 전송을 위해 별도의 전원공급이 필요하기 때문에 배터리가 포함되도록 구성되며 이럴 경우 그 수명이 제한적이기 때문에 실제 구조물에 활용 시 문제로 제기되고 있다. 이러한 배경에서 본 연구에서는 레이저를 통해 원격지의 압전소자에 무선으로 전원을 공급하여 가진시키는 시스템을 제안하였다. 압전소자를 가진시키고자 하는 임의의 파형으로 레이저를 변조(modulation)시키고 대기 중으로 전송하여, 압전소자와 연결된 광검출기(photodiode)를 통해 전기적 신호로 변환하여 최종적으로 가진시키게 된다. 이러한 시스템을 실내 실험을 통하여 구현하였으며 그 효용성을 살펴보았다.

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Fabrication of Waveguide Photodiode (도파로형 광검출기의 제작)

  • 전병옥;양승기;강화영;이도영;범진욱;황성민
    • Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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    • pp.102-103
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    • 2003
  • 광통신 분야에서 장파장 p-i-n 광 검출기는. 현재와 미래의 양자 회로 설계나 통신, 측정 시스템에 핵심 부품으로 인정 받아왔다. 특히, 소자의 측면에서 입사되어 오는 광 신호를 검출하여 전기신호로 바꾸어주는 구조의 검출기는 빠른 속도로 신호를 처리하면서도 높은 감도를 가질 수 있어 큰 관심의 대상이 되어 왔다. 그러나 이와 같은 훌륭한 성능에도 불구하고, 소자 제작의 어려움과 낮은 신뢰성 등은 소자의 유용성에 의심을 가지게 하는 역할을 하였다. (중략)

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Measurement of TE/TM Polarization Dependency of Silica MMI Couplers (실리카 다중모드 간섭기에 대한 TE/TM 분극 의존도 측정)

  • 전진우;홍종균;곽수진;이상선;이두한
    • Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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    • pp.190-191
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    • 2002
  • 광소자 설계 시 TE/TM 분극에 대한 민감도는 매우 중요한 요소로 작용을 한다. 이러한 민감도를 줄이기 위해 많은 광소자에 다중모드 간섭기가 이용되고 있다. 다중모드 간섭기에 입력되는 신호는 TE와 TM 두 모드의 분극으로 이루어져 있으며, 각각은 도파로 내에 존재하는 모드에 실려 50:50의 파워 분배를 가지고 진행하게 된다. 그러므로 광소자를 제작하기 위해 TE 또는 TM 모드만을 고려하는 것은 소자의 효율을 떨어뜨리는 요인으로 작용한다. (중략)

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Fabrication and analysis of traveling-wave electroabsorption modulator for $1.55{\mu}m$ operation ($1.55{\mu}m$용 진행파형 전계 흡수 광 변조기의 마이크로파 특성분석과 제작)

  • Ok Seong-Hae;Koo Min-Ju;Choi Young-Wan
    • 한국정보통신설비학회:학술대회논문집
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    • pp.35-37
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    • 2003
  • 본 논문에서는 진행파형 전계 흡수 광 변조기를 3차원 FDTD를 이용하여 도파관의 폭과 진성영역의 두께 그리고 N-도핑층의 도핑수준을 변화시키면서 최적화된 구조를 설계하였다. 제작된 소자의 구조는 진성영역의 두께는 $0.9{\mu}m$, 도파관의 폭은 $6{\mu}m$이며 전체 소자의 길이는 $700{\mu}m$ 이다. 제작된 소자의 마이크로파 특성을 측정하였으며 마이크로파 특성과 광 특성을 사용하여 주파수 응답특성을 추정하였다. 소자의 길이가 $400{\mu}m$ 일 때 17.8 GHz의 주파수 응답특성을 얻었다.

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