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재료연구에서 광도전율 방법

전문가 제언: ○ 광도전율은 재료에서 전기도전율과 같이 조도에 따른 상태의 변화율이다. 어두운 곳에서 도전율이 낮은 반도체나 절연체에 있어서는 분명한 변화를 측정할 수 있다. 광도전율은 기존의 광자에너지와 같은 요소에 의존성이 크므로 재료 속의 전자분포상태에 따라서 또 캐리어의 생성과 재결합 과정에서 분명한 정보를 얻을 수 있다. 이러한 결과는 재료의 광학적 흡수계수나 불순물의 집중과 분포에 대해서 정보를 준다. 일정 조명 하에 있는 정상상태의 전류와 펄스의 여기 하에서 과도전류를 이용하는 기술은 정공과 전자의 재결합은 물론 상태의 전자밀도를 연구하는데 사용될 수 있다. 과도적 비산시간을 이용하는 기술은 캐리어의 표류 이동도를 결정하는데 이용할 수 있다. 광전류로는 재료 내에서 광자방출이나 또는 전자스핀의 공명을 검출함으로써 장해 장벽을 측정하는데 이용할 수 있다.

○ 비정질 반도체나 절연체를 조명으로써 광자(photon)를 보내어 내부에서 여기된 캐리어가 전류로 나타나게 되는 현상을 여러 면에서 관측하여 재료의 특성을 규명하고자 하는 것이다. 여기에 시료로써 광의 영향을 많이 받도록 얇게 그리고 넓게 만들고 또 시료의 양면에 인가하는 전압을 AC 또는 DC를 사용하며 전극은 시료의 표면에서 표면전류를 측정하거나 투과전류를 관측하게 하며 또 쪼이는 조도를 단일 빔으로 하지 않고 2가지를 사용하는 것 등 변화를 주어 재료 내부에서 균일한 재료의 현상을 알고 있으면, 결함 부위나 불순물의 분포를 조명에 의하여 또 인가전압의 조작에 의하여 과도전류로 또는 정상상태의 전류로 나타나게 함으로써 재료의 특성을 얻어내려는 연구다.

○ 결과적으로 밖으로 나타나는 것은 크게 정상전류에 의한 판단과 과도 전류에 의한 판단으로 크게 나누어진다. 이것은 불순물을 주입시켜 얻는 실리콘을 기초로 한 반도체의 재료검사에 유용하게 이용될 것이다. 기타 관련 과제로 제안되어있는 항목은 특히 분광학적 변화나 온도의 변화를 다루는 것은 그 범위가 넓어지며 더욱 연구되고 발전시켜야할 분야로 생각된다.

저자: Brinza, M; Willekens, J; Benkhedir, ML; Emelianova, EV; Adriaenssens, GJ
자료유형: 학술정보