질화 알루미늄 나노로드의 사이즈 컨트롤을 통한 특성 평가

Abstract

Ⅲ-Nitride 반도체 재료는 넓은 밴드갭을 가지고 있어 LED(Light Emitting Diode), LD(Laser Diode)등의 분야에서 활발한 연구가 진행되고 있다. 그 중에서 특히 질화 알루미늄(AlN)은 넓은 밴드갭과 직접 천이형 밴드갭, 높은 열전도도, 우수한 화학적 열적 저항성을 갖고 있어 다양한 분야에 활용이 가능하다. 최근에는 질화 알루미늄의 낮은 일함수로 인해 Field Emitter로서 적용하기 위한 1차원 구조로 합성시키는 연구가 많이 진행되고 있다. 질화알루미늄을 Field emitter로 사용하려면 높은 종횡비를 가지는 나노구조체로 합성해야 한다. 이러한 질화 알루미늄 나노로드는 작은 전자친화도와 1차원 양자 집속 효과에 의해 전계방출효과가 우수하다. 또한 넓은 밴드갭과 직접천이형의 밴드갭을 갖고 있어 UV영역의 LED나 LD로 사용될 수 있을 것으로 예상된다. 현재 1차원 구조를 갖는 질화 알루미늄은 주로 위와 같이 우수한 특성이 예상되는 전계방출소자나 광소자에 적용가능성을 연구하고 있다. 본 연구에서는 Wurtzite 질화 알루미늄 나노로드를 반응성이 높은 HCl gas를 이용한 Halide Vapor Phase Epitaxy(HVPE)방법을 이용하여 700℃에서 촉매를 사용하지 않는 V-S mechanism으로 높은 종횡비를 갖는 고순도 질화 알루미늄을 합성하였다. source 물질들을 같은 Inner tube에 놓고 실험을 진행하였다. 또한 가스유량, 온도 그리고 시간 등의 조건을 변화시킴으로서 질화 알루미늄 나노로드의 형상 변화를 관찰하였고 그에 따른 특성 평가를 하였다.