| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2021년 봄 (05/12 ~ 05/14, 광주 김대중컨벤션센터) |
| 권호 | 27권 1호 |
| 발표분야 | F. 광기능/디스플레이 재료 분과 |
| 제목 | p-Cu1-xZnxI 박막/n-MgxZn1-xO 양자점 준이중 이종접합구조를 이용한 보라색 발광 다이오드의 특성 |
| 초록 | GaN 및 관련 화합물을 기반으로 한 고체 상태 조명은 지난 수십년 간 성공적으로 개발되어 상용화에 이르고 있다. 최근까지 이러한 GaN를 대체할만한 차세대 발광 다이오드를 위한 새로운 종류의 무기 반도체 후보 물질을 찾는 연구가 끊임없이 수행되고 있으며, 이러한 가능성을 보여주는 재료로 γ-상 p-CuI가 주목받고 있다. p-CuI는 우수한 p형 특성을 지닐 뿐만 아니라, 넓은 직접 천이형 밴드갭(2.95 eV)과 높은 엑시톤 결합 에너지(62 meV)를 지니고 있어 발광 다이오드 재료로 응용하기에 적합한 특성을 보인다. 본 연구에서는 이러한 p-CuI를 n-Mg1-xZnxO 양자점과의 이종 접합을 통해 보라색 발광 다이오드를 제작하고, 특성을 평가하였다. 발광 다이오드의 특성을 향상시키기 위하여 Cu와 Zn 박막의 열확산에 의한 합금화 및 요오드화 공정을 통해 p-Cu1-xZnxI 박막을 제조하고, 이를 n-Mg1-xZnxO 양자점과의 접합을 통해 준이중 이종접합 구조를 형성하였다. Cu 박막 상부에 증착하는 Zn 박막의 두께에 따라 p-Cu1-xZnxI의 조성 제어가 가능하였고, 이를 통해 에너지 밴드 구조 변화에 따른 전자-정공 재결합 효율 향상을 유도하였으며, 이렇게 최적화된 소자는 기본 구조의 소자 대비 밝기가 10배 정도 향상되는 것이 관측되었다. p-Cu1-xZnxI 박막의 형상은 scanning electron microscope (SEM)을 통해, n-Mg1-xZnxO 양자점의 형상은 transmission electron microscope (TEM)을 통해 확인하였고, 결정학적인 특성은 X-ray diffraction (XRD) 분석을 통해 평가하였다. 또한, p-Cu1-xZnxI 박막 및 n-Mg1-xZnxO 양자점의 광학적인 특성은 photoluminescence (PL)와 UV-Vis-NIR spectroscopy를 통해 평가하였으며, 이들의 화학적 조성은 X-ray photoelectron spectra (XPS), 에너지 밴드 구조는 ultraviolet photoelectron spectra (UPS)를 이용하여 분석하였다. 제작된 보라색 발광 다이오드의 전기적·광학적 특성은 전류-전압 (I-V) 측정, 휘도 측정 및 electroluminescence (EL) 측정, 그리고 이미지 관측을 통해 평가하였다. |
| 저자 | 백성두, 강달영, 명재민 |
| 소속 | 연세대 |
| 키워드 | p-Cu<SUB>1-<EM>x</EM></SUB>Zn<EM><SUB>x</SUB></EM>I 박막; n-Mg<SUB><EM>x</EM></SUB>Zn<SUB>1-<EM>x</EM></SUB>O 양자점; 준이중 이종접합구조; 요오드화 공정; 열확산; 보라색 발광다이오드 |
