| 초록 |
Wurtzite 결정 구조를 갖는 GaN은 결정면에 따라 무극성(nonpolar), 반극성(semipolar), 극성(polar)으로 나뉘며 각기 다른 원자 배열, 밀도, 결함에 기인하여 상이한 물리적, 화학적, 전기적 특성을 갖는다. 우리는 Schottky diode를 기반으로 한 수소 센서를 무극성 (11-20) a-면, GaN의 반극성 (11-22)면, 극성 c-면의 Ga-표면 (0001)면, 극성 c-면의 N-표면 (000-1)면에 제작하고 그 결과를 비교하였다. 각각의 면에 제작된 수소 센서는 4% 수소에 노출되었을 때, 결정면에 따라 각기 다른 센싱 특성을 나타내었으며 최대 전류 변화도는 극성 c면의 N-표면, 무극성 a-면, 반극성 (11-22)면 위에 제작된 수소 센서의 경우, 약 106%로 매우 크게 나타났고 극성 c-면의 Ga-표면 위에 제작된 경우에는 약 80%로 비교적 낮게 나타났다. 이는 수소 원자에 강한 친화력을 보이는 표면의 Nitrogen 원자에 기인한 것이다. 특히, 반극성 (11-22)면의 경우 표면이 Ga 층으로 종결되지만 바로 아래의 Nitrogen 층에 수소에 높은 친화력을 가지는 불포화 결합(dangling bond)이 위치한다. 이러한 원자 배열은 반극성 (11-22)면에 제작된 수소 센서가 무극성 a-면, 극성 (000-1)면에 제작된 수소 센서와 유사한 센싱 특성을 나타내는 원인으로 확인되었다. |
