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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 강희재
- 발행연도
- 2014
- 저작권
- 충북대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수5
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NiO 는 n 형 산화물 반도체와는 달리 자연적으로 p 형 특성을 나타내는 반도체로 3.6 ∼ 4.0 eV 의 넓은 띠 틈을 가지고 있어, 투명 전극이나 자외선을 이용하는 광학적 소자로의 적용이 기대되는 물질이다.
본 연구에서는 NiO 박막의 전자적, 전기적 및 광학적 특성에 대해서 연구를 하였다. RF 스퍼터링을 이용하여 유리기판위에 40 nm 두께로 NiO 박막을 성장시켰으며, 균일한 증착을 위해 6 rpm으로 기판을 회전시켰고, 증착 후에 진공용기 내에서 실온, 100 °C, 200 °C, 300 °C 그리고 400 °C로 30분 동안 후 열처리를 하였다. 박막의 전자적, 전기적 및 광학적 특성은 각각 X-선 광전자 분광법(XPS), 반사 전자 에너지 손실 분광법(REELS), UV-spectrometer, Hall effect measurement(van der paw method)를 이용하여 측정 하였다.
XPS 결과 NiO 박막을 상온에서 증착시킨 박막에서 Ni-O 결합으로 증착 되어 있지만, 400 °C 의 온도로 후 열처리한 박막에서는 금속 Ni0 의 결합이 나타났다.
REELS 스펙트럼에서는 NiO 박막의 띠 틈은 실온에서 3.80 eV 이고 400 °C 로 후 열처리 과정을 거치게 되면 3.56 eV 로 감소한다는 것을 확인하였다. 이 결과는 UV-spectrometer를 이용하여 측정한 광학적 띠 틈과 일치하는 것을 확인 할 수 있다. 투과도 스펙트럼에서는 가시광 영역에서 400 °C로 후 열처리 과정을 거칠수록 금속 Ni0 의 존재로 인해 투과도가 감소한다는 것을 확인 할 수 있다. NiO 박막의 전기적 특성에서는 후 열처리 과정을 거친 박막은 높은 온도로 열처리 과정을 거치면 p형에서 n형으로 변화한다는 것을 확인 할 수 있다.
본 연구에서는 NiO 박막의 전자적, 전기적 및 광학적 특성에 대해서 연구를 하였다. RF 스퍼터링을 이용하여 유리기판위에 40 nm 두께로 NiO 박막을 성장시켰으며, 균일한 증착을 위해 6 rpm으로 기판을 회전시켰고, 증착 후에 진공용기 내에서 실온, 100 °C, 200 °C, 300 °C 그리고 400 °C로 30분 동안 후 열처리를 하였다. 박막의 전자적, 전기적 및 광학적 특성은 각각 X-선 광전자 분광법(XPS), 반사 전자 에너지 손실 분광법(REELS), UV-spectrometer, Hall effect measurement(van der paw method)를 이용하여 측정 하였다.
XPS 결과 NiO 박막을 상온에서 증착시킨 박막에서 Ni-O 결합으로 증착 되어 있지만, 400 °C 의 온도로 후 열처리한 박막에서는 금속 Ni0 의 결합이 나타났다.
REELS 스펙트럼에서는 NiO 박막의 띠 틈은 실온에서 3.80 eV 이고 400 °C 로 후 열처리 과정을 거치게 되면 3.56 eV 로 감소한다는 것을 확인하였다. 이 결과는 UV-spectrometer를 이용하여 측정한 광학적 띠 틈과 일치하는 것을 확인 할 수 있다. 투과도 스펙트럼에서는 가시광 영역에서 400 °C로 후 열처리 과정을 거칠수록 금속 Ni0 의 존재로 인해 투과도가 감소한다는 것을 확인 할 수 있다. NiO 박막의 전기적 특성에서는 후 열처리 과정을 거친 박막은 높은 온도로 열처리 과정을 거치면 p형에서 n형으로 변화한다는 것을 확인 할 수 있다.
목차
제 1 장 서 론 11.1 NiO의 연구 배경 및 필요성 11.1.1 투명 전도 산화막 (TCO)로서의 NiO 11.1.2 NiO 박막의 특성 21.1.3 연구 목적 4제 2 장 이 론 52.1 X-선 광전자 분광법(XPS) 52.2 반사 전자 에너지 손실 분광법(REELS) 72.3 광학적 특성 82.3.1 광학적 특성 82.3.2 광학적 띠 틈 92.4 전기적 특성 92.4.1 Van der pauw method 92.4.2 Hall effect measurement 11제 3 장 실 험 및 측 정 133.1 NiO 박막의 성장 조건 133.2 측정 방법 143.2.1 X-선 광전자 분광법(XPS) 143.2.2 반사 전자 에너지 손실 분광법(REELS) 153.2.3 흡수도와 투과도 측정 153.2.4 비저항 및 홀 계수 측정 16제 4 장 실 험 결 과 174.1 NiO 박막의 전자적 특성 분석 174.1.1 XPS 스펙트럼 174.1.2 REELS 스펙트럼 184.2 NiO 박막의 광학적 특성 분석 204.2.1 광학적 띠 틈 204.2.2 투과도 224.3 NiO 박막의 전기적 특성 분석 244.3.1 비저항 측정 244.3.2 홀 측정 및 이동도 측정 25제 5 장 결 론 27참 고 문 헌 29
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