| 학회 |
한국재료학회 |
| 학술대회 |
2010년 가을 (11/11 ~ 11/12, 무주리조트) |
| 권호 |
16권 2호 |
| 발표분야 |
B. Nano materials and processing Technology(나노소재기술) |
| 제목 |
기상 에피택시법에 의한 GaN/Ga2O3 core/shell 동축나노케이블 구조의 합성 |
| 초록 |
GaN 나노선을 기반으로 하는 나노전자소자의 기본구성요소로서 GaN를 내부 심재로 하고 Ga2O3를 외부 피복층(외각층)으로 하는 core/shell 동축 나노케이블 구조를 합성하기 위한 최적의 공정을 모색하는 연구를 수행하였다. Ga2O3 외각층을 GaN 심재에 피복하는 방법으로 기존에는 GaN의 나노선을 먼저 합성하고 이 나노선을 고온에서 산소 분위기를 이용하여 GaN 나노선의 표면 인근 부분을 산화시키는 방법을 사용하였으나 균일한 산화물층을 얻기가 매우 어려운 것으로 보고되고 있다. 본 연구에서는 이러한 난점을 극복하고 공정을 단순화 하고자 GaN 나노선을 합성하는 공정을 2단계로 구분하여 1단계에서는 암모니아 분위기 내에서 GaN 나노선을 우선 합성하고 2단계에서 분위기를 암모니아에서 산소로 전환하여 기체상태의 Ga2O3가 GaN 나노선 표면에서 증착되어 심재/외각 구조를 형성할 수 있는 에피택시 기반 방법론을 개발하였다. 합성된 나노케이블구조의 심재는 육방 GaN 단결정이고 외각재는 사방 Ga2O3 단결정임이 확인되었으며 그 형상은 합성온도에 따라 고온조건에서는 Ga2O3가 나선형으로 GaN 심재를 감싸면서 에피택시 계면을 형성하는 구조를, 그리고 상대적 저온조건에서는 GaN/Ga2O3가 정합 에피택시 계면을 이루는 구조로 합성됨을 확인하였다. 한편 반응기체인 산소의 유량을 조절함으로써 산화물 외각층의 두께가 제어될 수 있음도 확인하였다. 본 연구에서 시도한 나노케이블 합성법은 지금까지 어려운 것으로 알려진 GaN/Ga2O3 core/sehll 구조의 합성에 있어서 외각층의 형상, 두께의 제어를 가능하게 함은 물론 core/sehll 정합계면을 형성하는 단결정 산화물 외각층의 형성을 가능하게 하므로 나노전자소자구조의 개발에 응용 가능한 것으로 제안된다. |
| 저자 |
이상훈1, 이웅1, 명재민2
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| 소속 |
1창원대, 2연세대 |
| 키워드 |
GaN; Ga2O3; 나노케이블; 에피택시
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