HVPE에 의한 AlN:Sn 나노로드의 전기적, 광학적 특성평가

Abstract

InN, GaN, AlN과 같은 Ⅲ-Ⅴ 반도체들은 뛰어난 광학적, 전기화학적, 열적 특성으로 인해 지금 까지 많은 연구가 되어 왔다. 특히, 질화알루미늄(AlN)은 6.2eV의 넓은 밴드갭과 직접천이형 밴드갭, 높은 열전도도 그리고 낮은 전자친화도를 가지고 있어 UV-LED(Ultra Violet Light Emitting Diode), LD(Laser Diode) 등, 다양한 분야로의 활용이 가능하다. 최근에는 질화알루미늄의 낮은 일함수로 인해 Field emitter로서 적용하기 위한 많은 연구가 진행되고 있다. 질화알루미늄을 Field emitter로 사용하려면 높은 종횡비를 가지는 나노구조체를 합성해야 한다. 게다가 AlN의 도핑 유·무와 팁-사이즈에 따라 전계방출 특성이 영향을 받는다. 그러나 촉매를 사용하지 않은 Vapor-Solid 성장기구로 합성되는 일차원 나노구조체의 경우는 아직 정확한 메커니즘이 밝혀지지 않아 형상제어 및 사이즈 컨트롤이 어렵다는 단점이 있다. 본 연구에서는 Wurtzite AlN nanorods를 HVPE(Halide Vapor Phase Epitaxy)법을 이용하여 700℃에서 촉매를 사용하지 않은 Vapor-Solid mechanism으로 성장 시켰다. N2가스와 HCl가스를 조절하여 AlN직경변화를 관찰 하였고 Sn도핑의 유·무에 따른 광학적 특성과 전계방출 특성을 평가하였다.