p-type CuAlO2의 합성 메커니즘과 Mg 도핑량에 따른 전기적 특성분석 (Synthesis Mechanism of p-type CuAlO2 and Electrical Property Analysis according to Mg Doping Amount)

서지정보

· 발행기관 : 한국물리학회
· 수록지 정보 : 새물리 / 73권 / 1호 / 29 ~ 36페이지
· 저자명 : 최수빈, 장수진, 유명재, 이용제

초록

CuAlO2의 고상 합성 메커니즘을 제안하고, 합성 중 CuO 및 CuAl2O4 2차상을 억제 하는 합성법을 확보하였다. Mg 도핑량에 따른 p-type 전기적 특성을 분석하였다. Cu2O는 공정중 CuO로 변화되고 높은 이동성과 반응성으로 Al2O3표면에 반응막을 형성 후 온도에 따라 확산 반응을 유발시키며 1000 °C 이하에서는 CuAl2O4상이 형성되며 1100 °C 이상에서는 CuAlO2상이 형성되는 것으로 제안하였다. 합성 열처리된 시료는 불균일한 층으로 상하부층은 Cu가 부족하고 중간층에서는 CuO상이 관측되었다. 이러한 불균일은 전체 시료에서 Cu가 손실이 발생됨을 확인하였다. Cu 손실을 보상하여 합성한 결과 2차 상이 없는 단일 CuAlO2상을 확보하였다. CuAlO2와 CuAl(1-x)Mg(x)O2가 p-type 전도도를 갖는 것을 확인하였고, Mg 도핑량 증가에 따라 잔존한 CuO와 CuAl2O4상의 양이 증가하여 hole 이동도에 영향을 주는 것으로 분석하였다.

영어초록

A solid-phase synthesis mechanism of CuAlO2 was studied, and a method for suppressing the secondary phases of CuO and CuAl2O4 during synthesis was developed. The p-type electrical characteristics according to the Mg addition amount were analyzed. Results showed that during heating, Cu2O was changed to CuO with high mobility and reactivity formed on the Al2O3 surface. The CuO-Al2O3 interface induced a diffusion reaction depending on the temperature. During heat treatment, Cu loss occurred in the upper and lower layers and CuO phase was observed in the middle layer. This non-uniformity caused Cu loss in the entire sample. After Cu loss was compensated, a single CuAlO2 phase was obtained. CuAlO2 and CuAl(1-x)Mg(x)O2 showed p-type conductivity. The residual amount of CuO and CuAl2O4 phases increased with the Mg doping amount and affected the decrease in hole mobility.

참고자료

· 없음