In_0.27Ga_0.73N/GaN 다중 양자우물 구조에 대한 광전기적 특성

박헌보,배인호,김기홍,Park, Hun-Bo,Bae, In-Ho,Kim, Ki-Hong 한국재료학회 2007 한국재료학회지 Vol.17 No.9

Temperature and injection current dependence of elctroluminescence(EL) spectral intensity of the $In_{0.27}Ga_{0.73}N/GaN$ multi-quantum-well(MQW) have been studied over a wide temperature and as a function of injection current level. EL peaks also show significant broadening into higher photon energy region with the increase of injection current. This is explained by the band-filling effect. When temperature is slightly increased to 300 from 15 K, the EL emission peak showed red-blue-red shift. It can be explained by the carrier localization by potential fluctuation of multiple quantum well and band-gap shrinkage as temperature increase. It is found that a temperature-dependent variation pattern of the EL efficiency under very low and high injection currents show a drastic difference. This unique EL efficiency variation pattern with temperature and current is explained field effects due to the driving forward bias in presence of internal(piezo and spontaneous polarization) fields.

InxGa1-xN/GaN 다중양자우물 구조의 광학적 성질 연구

김기홍,김인수,박헌보,배인호,유재인,장윤석 한국진공학회 2009 Applied Science and Convergence Technology Vol.18 No.1

Temperature and injection current dependence of elctroluminescence(EL) spectral intensity of the InхGa1-xN/GaN multi-quantum wells(MQW) have been studied over a wide temperature range and as a function of injection current level. It is found that a temperature-dependent variation pattern of the EL efficiency under very low and high injection currents shows a drastic difference. This unique EL efficiency variation pattern with temperature and current can be explained field effects due to the driving forward bias in presence of internal(piezo and spontaneous polarization) fields. Increase of the indium content in InxGa1-xN/GaN multiple quantum wells gives rise to a redshift of 80 meV and 22 meV for green and blue MQW, respectively. It can be explained by carrier localization by potential fluctuation of multiple quantum well and MQW structures also shows a keen difference owing to the different indium content in InGaN/GaN MQW. InxGa1-xN/GaN 다중양자우물 구조의 EL 특성을 온도와 주입전류 변화에 따른 특성을 조사하였다. 저전류와 고전류 주입시 EL 효율의 온도 의존 변화는 매우 다르게 나타나는데, 이러한 온도와 전류의 변화에 의한 독특한 EL 효율의 변화는 내부전기장의 존재 하에 순방향 바이어스에 기인한 외부전기장의 영향인 것으로 볼 수 있다. 그리고 InxGa1-xN/GaN 다중양자우물 구조에서 In 조성비의 증가는 발광파장위치의 적색이동을 보였다. 15K에서 주입 전류의 증가에 따라 녹색 양자우물 구조는 80 meV와 청색 양자우물 구조는 22 meV의 청색 편이를 하였다. 이는 전류의 증가에 의해 단위 시간당 생성되는 캐리어 수가 증가하게 되고 그에 따라 subband가 급격히 채워지는 band filling 현상이 일어나게 되어 짧은 파장에서 재결합이 증가하기 때문이다. 그리고 청색과 녹색 다중 양자우물구조의 짧은 파장 쪽으로의 편이 차이는 In 농도에 기인한 것으로 In 농도가 높으면 양자우물 깊이가 증가 되어 더 강한 양자속박효과가 작용하여 캐리어 구속력이 증가하기 때문 것으로 볼 수 있다.

In_xGa_1-xN/GaN 다중양자우물 구조의 광학적 성질 연구

김기홍,김인수,박헌보,배인호,유재인,장윤석,Kim, Ki-Hong,Kim, In-Su,Park, Hun-Bo,Bae, In-Ho,Yu, jae-In,Jang, Yoon-Seok 한국진공학회 2009 Applied Science and Convergence Technology Vol.18 No.1

$In_xGa_{1-x}N$/GaN 다중양자우물 구조의 EL 특성을 온도와 주입전류 변화에 따른 특성을 조사하였다 저전류와 고전류 주입시 EL 효율의 온도 의존 변화는 매우 다르게 나타나는데, 이러한 온도와 전류의 변화에 의한 독특한 EL 효율의 변화는 내부전기장의 존재 하에 순방향 바이어스에 기인한 외부전기장의 영향인 것으로 볼 수 있다. 그리고 $In_xGa_{1-x}N$/GaN 다중양자우물 구조에서 In 성비의 증가는 발광파장위치의 적색이동을 보였다. 15K에서 주입 전류의 증가에 따라 녹색 양자우물 구조는 80 meV와 청색 양자우물 구조는 22 meV의 청색 편이를 하였다. 이는 전류의 증가에 의해 단위 시간당 생성되는 캐리어 수가증가하게 되고 그에 따라 subband가 급격히 채워지는 band filling 현상이 일어나게 되어 짧은 파장에서 재결합이 증가하기 때문이다. 그리고 청색과 녹색 다중 양자우물구조의 짧은 파장 쪽으로의 편이 차이는 In 농도에 기인한 것으로 In 농도가 높으면 양자우물 깊이가 증가되어 더 강한 양자속박효과가 작용하여 캐리어 구속력이 증가하기 때문 것으로 볼 수 있다. Temperature and injection current dependence of electroluminescence(EL) spectral intensity of the $In_xGa_{1-x}N$/GaN multi-quantum wells(MQW) have been studied over a wide temperature range and as a function of injection current level. It is found that a temperature-dependent variation pattern of the EL efficiency under very low and high injection currents shows a drastic difference. This unique EL efficiency variation pattern with temperature and current can be explained field effects due to the driving forward bias in presence of internal(piezo and spontaneous polarization) fields. Increase of the indium content in $In_xGa_{1-x}N$/GaN multiple quantum wells gives rise to a redshift of 80 meV and 22 meV for green and blue MQW, respectively. It can be explained by carrier localization by potential fluctuation of multiple quantum well and MQW structures also shows a keen difference owing to the different indium content in InGaN/GaN MQW.

Dosimetric Verifications of the Output Factors in the Small Field Less Than $3cm^2$ Using the Gafchromic EBT2 Films and the Various Detectors

오세안,예지원,이레나,박헌보,김성규,Oh, Se An,Yea, Ji Woon,Lee, Rena,Park, Heon Bo,Kim, Sung Kyu Korean Society of Medical Physics 2014 의학물리 Vol.25 No.4

The small field dosimetry is very important in modern radiotherapy because it has been frequently used to treat the tumor with high dose hypo-fractionated radiotherapy or high dose single fraction stereotactic radiosurgery (SRS) with small size target. But, the dosimetry of a small field (< $3{\times}3cm^2$) has been great challenges in radiotherapy. Small field dosimetry is difficult because of (a) a lack of lateral electronic equilibrium, (b) steep dose gradients, and (c) partial blocking of the source. The objectives of this study were to measure and verify with the various detectors the output factors in a small field (<3 cm) for the 6 MV photon beams. Output factors were measured using the CC13, CC01, EDGE detector, thermoluminescence dosimeters (TLDs), and Gafchromic EBT2 films at the sizes of field such as $0.5{\times}0.5$, $1{\times}1$, $2{\times}2$, $3{\times}3$, $5{\times}5$, and $10{\times}10cm^2$. The differences in the output factors with the various detectors increased with decreasing field size. Our study demonstrates that the dosimetry for a small photon beam (< $3{\times}3cm^2$) should use CC01 or EDGE detectors with a small active volume. And also, Output factors with the EDGE detectors in a small field (< $3{\times}3cm^2$) coincided well with the Gafchromic EBT2 films. 소조사면의 선량검증은 고선량을 1회에 치료하는 정위적방사선수술(Stereotactic radiosurgery, SRS)과 고선량을 소분할 하여 치료하는 소분할방사선치료(hypo-fractionated radiotherapy)에서 작은 크기의 종양을 치료하기 위해서 자주 사용되기 때문에 현대의 방사선치료에서 있어서 매우 중요하다. 그러나, $3cm^2$ 이하의 소조사면에 대한 선량검증은 방사선치료에서 있어서 대단한 도전이다. 소조사면의 선량검증은 (a) 측방전자균형(lateral electronic equilibrium)의 부족, (b) 급격한 선량 기울기(steep dose gradient), (c) 선원의 부분적 차폐 때문에 어렵다. 이 연구의 목적은 6 MV 광자선의 $3cm^2$ 이하의 소조사면에서 출력비율을 다양한 검출기로 측정하고 검증하는 것이다. 출력비율은 CC13 이온함, CC01 이온함, EDGE 검출기, 열발광선량계(thermoluminescence dosimeters, TLD), Gafchromic EBT2 필름을 이용하여 $0.5{\times}0.5cm^2$, $1{\times}1cm^2$, $2{\times}2cm^2$, $3{\times}3cm^2$, $5{\times}5cm^2$, $10{\times}10cm^2$의 다양한 조사면에서 측정하였다. 출력비율의 차이는 조사면의 크기가 작아질수록 검출기간의 차이는 증가하였다. 본 연구의 결과는 $3cm^2$ 이하의 소조사면의 선량측정은 CC01 이온함, EDGE 검출기와 같은 작은 크기의 방사부부피(active volume)를 가지는 검출기를 사용해야 한다는 것을 입증하였다. 또한, $3cm^2$ 이하의 소조사면에서 EDGE 검출기의 출력비율은 Gafchromic EBT2 필름의 결과와 잘 일치하였다.

GaAs/In0.1Ga0.9As/GaAs 구조에서의 Photoreflectance 특성 연구

유재인,배인호,박성배,박헌보 한국물리학회 2006 새물리 Vol.52 No.4

We have studied the photoreflectance (PR) of GaAs/In$_{0.1}$Ga$_{0.9}$As/GaAs heterostructures with different thicknesses of InGaAs layers grown by using metal-organic chemical-vapor deposition (MOCVD). The room-temperature PR spectra show two typical signals, around 1.42 and 1.30 eV, which can be attributed to the band gap energies of GaAs and InGaAs, respectively. In addition, we observe Franz-Keldysh oscillations above the InGaAs fundamental band gap. From these oscillations, we calculate the electric fields at the In$_{0.1}$Ga$_{0.9}$As/GaAs interface. Also, the temperature dependence of the PR peak is investigated. GaAs/In$_{0.1}$Ga$_{0.9}$As/GaAs 이종접합 구조에서 InGaAs 층의 두께에 따른 광 특성을 photoreflectance (PR) 방법으로 조사하였다. 그리고 상온 PR 스펙트럼에서 GaAs의 밴드갭에 관련된 신호가 약 1.42 eV에서 관측되었으며, 그리고 In$_{0.1}$Ga$_{0.9}$As에 관계된 신호는 두께 70, 150 및 300 nm에 대해서 각각 1.311, 1.296 및 1.287 eV에서 관측되었다. 상온 및 저온에서 Franz-Keldysh oscillations (FKOs)이 In$_{0.1}$Ga$_{0.9}$As와 GaAs 밴드갭 에너지 사이에서 관측되었으며, FKO의 주기를 통해 In$_{0.1}$Ga$_{0.9}$As/GaAs의 계면 전기장 값을 구하였다.