초록 ▼

본 연구는 III-N 물질계 tapered Ga(In)N 나노선 구조 내 450~700 nm 영역에서 발광하는 양자점을 형성하고 그 물리적 특성을 이해하여 형광체가 필요 없는 백색광원 소자제작의 가능성을 확인하는데 목적이 있다. 본 연구를 진행하기 위해 물질 성장, 분석 등 고려할 사항이 많으므로 연구내용은 네 가지 주제로 나누어 진행하였다. 각 연구 내용의 주제와 연구 성과는 아래와 같이 대표그림과 그 내용을 기술하였다.

1. Taper 모양 Ga(In)N 성장조건 확보 및 구조적 특성 분석
● Hammer 모양

본 연구는 III-N 물질계 tapered Ga(In)N 나노선 구조 내 450~700 nm 영역에서 발광하는 양자점을 형성하고 그 물리적 특성을 이해하여 형광체가 필요 없는 백색광원 소자제작의 가능성을 확인하는데 목적이 있다. 본 연구를 진행하기 위해 물질 성장, 분석 등 고려할 사항이 많으므로 연구내용은 네 가지 주제로 나누어 진행하였다. 각 연구 내용의 주제와 연구 성과는 아래와 같이 대표그림과 그 내용을 기술하였다.

1. Taper 모양 Ga(In)N 성장조건 확보 및 구조적 특성 분석
● Hammer 모양과 stair모양의 GaN 나노선 성장조건 확보.
● In을 첨가하였을 때 mushroom 모양과, taper 모양의 Ga(In)N 나노선 성장 조건 확보.
● 구조적 광학적 특성 분석

2. 패턴 기판 위 성장된 GaN 나노선의 Si 도핑 농도 변화에 따른 모양변화 원인규명
● Si 도핑 농도가 증가 할수록 별모양의 나노선이 성장됨.
● Si 도핑 농도가 증가 할수록 m-plane의 화학적 불안정성과, a-축 압력 증가가 별모양 나노선 형성의 주된 원인임을 규명하였음.

3. 청색에서 적색까지 발광하는 InGaN/GaN 나노선 양자구조 성장 조건 확보
● 청색에서 적색까지 발광에 해당하는 InGaN/GaN 단일 양자 우물 성장조건 확보
● 성장온도를 430 ℃까지 낮추었을 때 In 양은 30 %에서 45 % 까지 증가하는 InGaN 나노선 성장 조건 확보 및 온도에 따른 In의 incorporation 효율 확인
● Tapered waveguide 형성 시 InGaN에서 In decomposition되는 문제점이 해결과제로 남음

4. Taper 모양 GaN 나노선의 각도 변화에 따른 광학적 특성 변화
● APSYS 전사모사 프로그램을 통하여 taper 각도(taper=l/h=cotθ)가 0.28에서 최대 방출 효율을 보임.
● 성장된 taper가 이루는 GaN 면은 {수식}임을 확인 하였으며 taper가 없는 구조에 비해 방출 효율이 약 50 % 증가함을 확인.

(출처 : 연구결과 요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 2
• Ⅰ. 연구결과 요약문 ... 3
• Ⅱ. 연구내용 및 결과 ... 4
• 1. 연구과제의 개요 ... 4
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 4
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 4
• 4. 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 7
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 7
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 7
• Ⅲ. 연구성과 ... 8
• 끝페이지 ... 14