펨토초 레이저 펄스 스캔에 의한 ZnO와 GaN 표면의 나노구조 형성 (Formation of Self-Organized Nanostructures on ZnO and GaN Surfaces by Using Scanning Femtosecond Laser Pulses)

서지정보

· 발행기관 : 한국물리학회
· 수록지 정보 : 새물리 / 67권 / 7호 / 896 ~ 901페이지
· 저자명 : 김대진, 임기수, 손익부

초록

반복율 1 kHz이고 파장이 800 nm인 펨토초 레이저 빔을 GaN와 ZnO의 반도체 결정의 표면에 집속하고 스캔함으로써 자체 배열된 나노 격자를 형성하였다. 격자의 주기는 GaN 표면에서 약 600 nm와 ZnO 표면에서 약 200 nm로 측정되었다. 격자주기는 레이저 스캔 속력과 레이저 펄스의 에너지 증가에 따라 증가하는 경향을 보였다. 격자는 선형 레이저 편광과 수직으로 배열되었다. GaN의 표면은 높은 플라스마 밀도로 인해 금속 표면의 나노 격자와 유사한 특성을 보였고, 반면에 ZnO표면은 유전체의 나노 격자와 비슷한 특성을 보였다. 이러한 차이는 비록 두 물질의 밴드 갭은 거의 차이가 없지만 다광자 흡수계수와 내부 결함에 의한 전자밀도의 큰 차이에 기인한 것으로 보인다.

영어초록

We report self-organized nanogratings formed on the surfaces of ZnO and GaN crystals by scanning a focused femtosecond laser beam at 800 nm with a repetition rate of 1 kHz. The period of the grating structure was about 600 nm on the GaN surface and about 200 nm on the ZnO surface and increased with increasing scan speed and laser pulse energy. The grating was oriented perpendicular to the direction of the linear laser's polarization. The nanogratings on the GaN surface showed metal-like characteristics due to the high plasma density while those on the ZnO surface showed dielectric-like characteristics. This could be due to the electron densities for the two surfaces being very different as a result of differences in their multiphoton absorption coefficients and internal defects, even though their band gaps were almost the same.

참고자료

· 없음