| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2017년 봄 (05/17 ~ 05/19, 목포 현대호텔) |
| 권호 | 23권 1호 |
| 발표분야 | F. 광기능/디스플레이 재료 분과 |
| 제목 | Ag 전극 층의 자가도핑을 이용한 p-type 산화아연 나노로드 합성 및 동종접합 발광 다이오드 응용 (Synthesis of p-type ZnO Nanorods by using Self-doping of Ag Electrode Layer and Application to Homojunction Light Emitting Diodes) |
| 초록 | 산화아연은 3.37 eV의 넓은 밴드갭과 상온에서 60 meV의 큰 엑시톤 결합 에너지를 갖고 있으며, 용액 공정을 통해 단결정 나노로드의 성장이 가능하다는 장점으로 인해 발광 다이오드 분야에서 오래 전부터 많은 관심을 받고 있다. 그러나, 우수한 특성에도 불구하고 산화아연의 선천적인 n형 결함으로 인해 p형 도핑을 하기 어렵기 때문에 현재까지도 발광 다이오드에 적용하지 못하고 있다. 이를 해결하기 위해 산화아연이 아닌 다른 p형 물질을 이용한 이종접합 연구가 많이 진행 되고 있지만, 서로 다른 물질인 이종접합 사이의 격자 불일치로 인해 결함이 발생하고 결국 발광 다이오드의 효율이 크게 감소하는 것으로 보고되고 있다. 산화아연을 기반으로 한 발광 다이오드 제작시 또 다른 어려움은 전극 물질 위에서 산화아연 나노 로드를 성장하는 것이다. 일반적인 전극물질과 산화아연은 격자가 일치하지 않아 산화아연이 성장하지 못하거나 불균일한 방향성을 가지게 된다. 이를 해결하기 위해서 동종의 씨앗 층을 이용하지만, 이렇게 형성된 씨앗 층은 다결정질 구조이기 때문에 전극에서 산화아연으로 이동하는 전하량을 감소시킨다. 본 연구에서는 이러한 문제점들을 극복하기 위해 Ag 전극층을 사용하였고, 수열합성법을 이용한 산화아연 나노로드 성장 공정 중 Ag 전극에서 녹아 나온 Ag 이온이 p형 도펀트로 작용해 p형 산화아연 나노로드를 합성 할 수 있었다. 또한 성장된 p형 나노로드 위에 n형 산화아연 나노로드를 epitaxial 성장시켜서 계면 결함을 최소화한 동종접합 발광 다이오드를 제작하였다. 합성된 나노물질들의 표면 및 단면은 scanning electron microscopy (SEM)를 이용하여 확인하였고, p-n 접합 계면은 transmission electron microscope (TEM)으로 분석하였다. p형 나노로드와 n형 나노로드의 p-n 접합 특성은 전류-전압 (I-V) 측정을 통해 확인하였고, 광학적 특성을 photoluminescence (PL) 측정, 발광특성은 electroluminescence (EL) 측정으로 평가 하였다. |
| 저자 | 권도균, 김윤철, 조성래, 안희주, 명재민 |
| 소속 | 연세대 |
| 키워드 | Ag-doped p-type ZnO NRs; Ag thin-film; Homoepitaxial p-n junction; Solution-process; Light-emitting diode. |
