Photo-Luminescence(PL)에 대해서..

소개글

PL에 대한 실험 리포트입니다. 많은 참고 부탁드립니다.

목차

1. Photo-Luminescence(PL)이란?

2. PL 과정

3. PL 용도

4. PL의 장점과 단점

5. PL사용의 예

6. 참고문헌

본문내용

1. Photo-Luminescence(PL)이란?

Luminescence란, 원자, 분자, 고분자 및 결정체에 외부에너지를 가하여 줌으로서 그 물질 내의 고유한 전자 상태간의 전이(transition)에 의해 흡수된 에너지를 빛 형태로 방출하면서 원래의 평형 상태로 되돌아가는 일련의 물리적 현상을 말한다. 즉 luminescence는 전자를 여기 시키는 외부 에너지의 종류에 따라 구분되는데, PL은 laser와 같은 단색광의 photon에너지를 이용한 luminescence의 한 종류이다.
Photoluminescence(PL)는 시료에 가시광선 또는 자외선 영역의 laser beam을 주사시켜 계의 낮은 에너지 상태에 있는 전자를 계의 높은 에너지 상태로 여기 시키고, 이후 여기된 전자가 de-excitation 또는 recombination 하는 과정에서 계에 분포되어 있는 에너지 준위의 특정적인 빛이 방출(발광)되며, 이를 측정하여 얻은 spectrum을 분석함으로써 시료를 분석하는 기법이다. 다시 말해 photoluminescence (PL)은 광학적 전이 현상을 이용하는 실험방법으로 대표적이라고 볼 수 있다.   
※ Luminescence란 흑체 복사가 아닌 다른 과정을 통한 물체로부터의 빛의 방출을 의미하며, photoluminescence란 용어는 광학적 유도에 의한 빛의 방출(stimulated emission)로 그 범위가 축소된다.


2. PL 과정
Luminescence 현상은 여기 에너지의 종류와 대상물질의 종류에 관계없이 비슷하다. 반도체의 경우 PL의 관점에서 그 과정을 살펴보면 다음과 같이 크게 3단계로 나눌 수 있다.

제 1단계는 반도체 박막 시료에 laser beam을 주사시켜 valence band에 있던 전자가 photon에너지를 흡수, 여기 되어 conduction band로 올라가는 과정이다.
즉, electron-hall pairs(EHPs)가 형성되어 valence band에는 정공(hole)이 위치하게 되고, conduction band에는 전자가 위치하게 된다. 그러나 conduction band로 여기 된 전자들은 불안정하기 때문에 다시 원래의 평형상태인 가전자대로 되돌아오려는 성질이 있다.

참고 자료

1) 논문
● InGaN/GaN 양자우물층 위에 제작된 460nm 격자의 GaN 나노박막 광결정 특성
최재호, 김근주,
한국반도체및디스플레이장비학회:학술대회지 , 한국반도체및디스플레이장비학회 06 춘계학술대회 , pp.127-130 , 2006
● 금속배선 칩 집적공정을 포함하는 질화물 반도체 LED 광소자 특성 연구
김근주, 양정자,
한국반도체및디스플레이장비학회지 , 1738-2270 , 제3권3호 , pp.31-35 , 2004
2) 사이트
● http://equip.kaist.ac.kr/list/photoms2.htm
● http://147.46.43.135/physics_3/phy_file_1/pho_2.htm#a
● http://physics.ulsan.ac.kr/study05.php
● http://wuri.yonsei.ac.kr/cgi-bin/physics/board.cgi?id=2nd&action=download&gul=79