수소 플라즈마 처리를 거친 ZnO 박막에 대한 PL 연구 (PL Study on ZnO Thin Films After H-plasma Treatment)

서지정보

· 발행기관 : 한국전기전자재료학회
· 수록지 정보 : 전기전자재료학회논문지 / 28권 / 1호 / 17 ~ 20페이지
· 저자명 : 조재원, 이석주

초록

수소 플라즈마 처리가 ZnO 박막에 미치는 물리적 영향을 photoluminescence(PL) spectroscopy를 이용하여 연구하였다. 네 개의 특징적인 peak이 확인되어 졌다. (i) D0X peak (neutral donor-bound exciton)은 수소 플라즈마 처리 후 상대적으로 작은 크기를 보여주고 있는데 이것은 수소 플라즈마로 인해 ZnO 박막 속에 있는 중성 donor들이 passivated 되어졌음을 알리고 있다. Peak의 크기가 온도의 상승과 함께 급격히 감소하는 현상은 중성 donor들의 이온화 때문이라고 여겨진다. (ii) H-related complex-bound exciton peak 은 H-plasma 처리 후 낮은 온도(10 K∼80 K)에서 나타나며 온도 변화에 따라 D0X peak와 같은 경향을 보인다. (iii) FX(free exciton) peak은 60 K에서 나타나기 시작하여 시료의 온도가 상승함에 따라 점점 더 그 크기가 커지는 경향을 보이는데 이것은 온도가 올라감에 따라 박막 내 자유전자의 농도가 증가한다는 사실과 관계가 있어 보인다. (iv) violet band는 수소 플라즈마 후 보다 강화되어지는데 이것은 수소 플라즈마 처리가 박막 내에 많은 결점과 불순물을 초래하는 것을 의미한다.

영어초록

The physical effects of H-plasma treatment on ZnO thin film have been studied usingphotoluminescence(PL) spectroscopy. Four characteristic peaks have been identified: (i) D0X peak (neutraldonor-bound exciton), showing relatively small integrated intensity after H-plasma treatment, indicatesthat H-plasma passivates the neutral donors in ZnO at low temperatures. The rapid decrease in theintegrated intensity of the peak as the temperature goes up is considered to be due to the ionization ofneutral donors. (ii) H-related complex-bound exciton peak appears at the low temperatures (10 K∼80 K)after H-plasma treatment, showing the same thermal evolution as D0X peak. (iii) FX (free exciton) peakstarts to show up at 60 K and grows more and more as the temperature goes up, which is considered tobe related to the increase in free electron concentration in the film. (iv) violet band is intensified afterH-plasma, which means more defects and impurities are generated by H-plasma process.

참고자료

· 없음