고품위 ZnO 단결정의 CVT 성장

전문가 제언

○ 산화아연(ZnO)은 오래전부터 의약품, 화장품, 고무첨가제, 배리스터 등과 세라믹스재료에 널리 이용되고 있다. ZnO는 실온에서 3.4eV라는 넓은 밴드-갭을 갖는 직접 천이형 반도체라는 측면도 가지고 있어 발광디바이스용 화합물 반도체로 주목받고 있다. 또한 가시광선에 대해 투명하므로 투명전도성 박막으로 이용이 추진되고 있으며 투명 TFT나 투명 자성체 등의 개발도 검토되고 있다.

○ 또한 ZnO 단결정은 투명 도전체나 자외선-청색발광 소자 등의 반도체로서 응용이 확대되고 있다. 발광소자의 고품질화와 수명 연장을 위해서는 단결정의 품질이 중요하다. 따라서 디바이스 제작에는 고품위의 기판이 필요하여 고품질의 벌크 단결정 성장방법 개발이 요구된다.

○ ZnO는 융점이 높고 대기압 하의 고온에서 분해되기 때문에 용융액에서 단결정을 성장시키는 것이 곤란하다. ZnO 단결정은 수열합성법, Skull melting에 의해 미국, 유럽, 일본을 중심으로 제조되고 있다.

○ 이 문헌에서는 필자는 수열합성법에서 광화제로 사용되는 알칼리금속 등의 오염문제를 해결하기 위해 화학기상운송(CVT: Chemical Vapor Transport)법에 주목하고 이를 이용한 ZnO 단결정 성장에 대하여 연구결과를 소개하고 있다.

○ 국내 경우 ZnO관련 재료연구는 연구소, 대학 등에서 기초연구를 하고 있고 성과물이 발표되고 있다. 다만 연구 인력이나 연구비 한계로 광소자 전반에 걸쳐 연구가 진행된 것은 아니고 실제 수요와 시장이 존재하는 광통신 소자에 많이 집중되어 있다. 그러므로 ZnO 단결정 합성에 대한 연구는 찾아보기 어렵다.

○ 향후 ZnO 재료의 연구는 단순한 물성이나 합성을 넘어서 실용화와 응용연구로 이어져야 한다. 실용화에는 박막, 결정, 나노재료의 대량 합성공정의 실현이 중요할 것으로 보이며 관련 연구자들의 관심과 노력이 요구되고 있다.

저자

Mitsuru Mikami

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

재료

연도

2009

권(호)

79(11)

잡지명

金屬

과학기술
표준분류

재료

페이지

990~996

분석자

김*환

분석물

• 고품위 ZnO 단결정의 CVT성장.pdf [357,987 byte]

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