| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2018년 가을 (11/07 ~ 11/09, 여수 디오션리조트) |
| 권호 | 24권 2호 |
| 발표분야 | F. 광기능/디스플레이 재료 분과 |
| 제목 | 저온 용액 공정 기반 ZnO 동종 접합 백색 발광 다이오드의 특성 (Properties of ZnO homojunction white light-emitting diodes prepared by low-temperature solution process) |
| 초록 | GaN 및 관련 화합물을 기반으로 한 고체 상태 백색 조명은 지난 수십년 간 성공적으로 개발되어 상용화에 이르고 있다. 최근에는 이러한 GaN를 대체할만한 차세대 백색 발광 다이오드를 위한 새로운 종류의 무기 반도체 후보 물질을 찾는 연구가 많이 수행되고 있으며, 이에 대한 대표적인 후보군으로 ZnO가 많은 관심을 받고 있다. ZnO는 넓은 직접 천이형 밴드갭 (3.37 eV)과 60 meV의 큰 엑시톤 (exciton) 결합 에너지를 가지고 있을 뿐만 아니라, 금속 산화물 기반이기에 저렴하고 인체에 무해하며, 저온 용액 공정을 통하여 다양한 형상으로 쉽게 합성이 가능한 이점으로 인해 발광 다이오드 분야에서 큰 관심을 받고 있다. 특히, 내부와 표면에 존재하는 다양한 결함들로 인하여 가시광 영역 대부분의 파장에서 발광이 가능하기 때문에 우수한 백색 발광 다이오드 소재로서의 높은 활용 가능성을 보여주고 있다. 본 연구에서는 저온 용액 공정 기반 접근을 통해 Sb가 도핑된 p형 ZnO를 양자점 형태로 합성하고 이를 스핀 코팅을 이용하여 박막을 형성한 뒤, 상부에 n형 ZnO 나노 로드를 성장시켜 동종 접합 백색 발광 다이오드를 제작하고 특성을 평가하였다. 합성한 Sb가 도핑된 p형 산화 아연 양자점의 형상은 transmission electron microscope (TEM)을 통해, 양자점의 상부에 성장시킨 n형 나노 로드의 형상은 scanning electron microscope (SEM)을 통해 확인하였고, 결정학적인 특성은 X-ray diffraction (XRD) 분석을 통해 평가하였다. 또한, 양자점 및 나노 로드의 광학적인 특성은 photoluminescence (PL)와 UV-Vis-NIR spectroscopy를 통해 평가하였으며, Sb가 도핑된 ZnO 양자점의 도핑 여부는 X-ray photoelectron spectra (XPS) 및 inductively coupled plasma optical emission spectrometer (ICP-OES)를 이용하여 분석하였다. 소자 제작 공정의 각 단계는 SEM을 이용해 확인하였으며, 최종적으로 제작된 발광 다이오드의 전기적·광학적 특성은 전류-전압 (I-V) 측정 및 electroluminescence (EL) 측정, 그리고 charge coupled device (CCD)를 이용한 이미지 관측을 통해 평가하였다. |
| 저자 | 백성두, 명재민 |
| 소속 | 연세대 |
| 키워드 | Sb-doped ZnO quantum dot; ZnO homojunction; low-temperature solution process; white light-emitting diode. |
