표제지
목차
국문요약 9
제1장 서론 10
제2장 이론적 배경 12
제1절 Emitter 12
1. 개요 12
2. photonic emitter의 효율 및 성능 15
3. 내부 전반사 (TIR) 17
제2절 Synthesis of nanomaterials 22
1. 용액기반 나노재료 합성 22
2. 핵생성 및 성장 27
3. ZnO의 특성과 결정구조 32
제3절 특성 분석 35
1. 구조적 특성 35
2. 전기적 및 광학적 특성 40
3. FDTD 시뮬레이션 43
제3장 실험방법 44
제1절 ZNR/NNS arrays를 적용한 photonic emitter 제작 연구 44
1. C-emitter 제작 44
2. ZnO wet seed 성장 44
3. ZNRs 성장 45
4. NNSs 성장 46
제2절 특성 분석 방법 56
제4장 결과 및 분석 60
제1절 ZNR/NNS arrays의 구조적 특성 분석 60
제2절 ZNR/NNS arrays의 전기적 및 광학적 특성 분석 65
제3절 ZNR/NNS arrays의 FDTD 분석 70
제5장 결론 77
참고문헌 78
ABSTRACT 83
표 1. ZNR/NNS arrays 성장 조건 55
표 2. EDS 분석 결과 64
그림 1. photonic emitter 구조 14
그림 2. 스넬의 법칙 개념도 19
그림 3. 내부 전반사 개념도 19
그림 4. Escape cone 개념도 20
그림 5. Calotte-shape 영역 개념도 20
그림 6. photonic emitter TIR 개념도 21
그림 7. 용액 내에서의 입자 운동 형태 25
그림 8. 수열합성법 모식도 26
그림 9. 핵생성 및 성장에 따른 자유에너지 변화 30
그림 10. 시간에 따른 핵생성 및 성장 31
그림 11. ZnO의 결정 구조 33
그림 12. SEM 모식도 37
그림 13. EDS 원리 38
그림 14. EDS 모식도 38
그림 15. SEM 가속전압에 따른 반응부피 차이 39
그림 16. 원자번호, 밀도에 따른 반응부피 차이 39
그림 17. EL 메커니즘 42
그림 18. MOCVD 장비 시스템 모식도 48
그림 19. MOCVD GaN 성장 메커니즘 48
그림 20. Cleaning을 위한 wet station 49
그림 21. Photo 공정을 위한 Mask Aligner 50
그림 22. 금속 전극 형성을 위한 E-beam Evaporator 51
그림 23. 박막의 결정성 및 접착력 향상을 위한 RTA 장비 52
그림 24. 수열합성법을 통한 나노 구조 합성에 사용되는 Hot plate 53
그림 25. ZNR/NNS arrays 합성 모식도 54
그림 26. 구조적 특성 분석을 위한 FESEM 57
그림 27. 전기적 및 광학적 특성 분석을 위한 Probe Station 58
그림 28. Keithley 2420 소스 측정 장치 59
그림 29. Newport 1830C 광학 power meter 59
그림 30. 성장 시간에 따른 SEM 이미지 62
그림 31. EDS를 통한 ZNR/NNS arrays 조성 63
그림 32. 나노 구조에 따른 IV curve 66
그림 33. 나노 구조에 따른 LI curve 67
그림 34. 나노 구조에 따른 발광 이미지 68
그림 35. 구조에 따른 EL intensity 69
그림 36. 나노 구조 photonic emitter 개략도 73
그림 37. FESEM 및 TEM 측면 이미지 74
그림 38. 계산된 탈출 효율 및 굴절률 그래프 75
그림 39. 구조에 따른 FDTD 시뮬레이션 데이터 76