다양한 기판온도에서 성장된 ZnO 나노구조체의 버퍼층 효과 = Effect of a Buffer Layer on ZnO Nanostructure Growth at Different Substrate Temperatures

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In this study, the ZnO nano-structures were grown on Si substrates at various growth temperatures from 500 ℃ to 900℃ by using a thermal evaporation method, and the effects of Zn and ZnO buffer layers prepared by using a RF magnetron sputtering system were investigated. The surface morphology and the growth direction of the ZnO nano structures with Zn and ZnO buffer layers on Si wafers were determined by using scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction (XRD). Among all samples, because the ZnO nano-structures grown on ZnO buffer layers at 700℃ had a ZnO (002) preferred orientation and vertical growth potential due to their acting as a seed layer, those nanostructures can be applied to optoelectronic devices.

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서, ZnO 나노구조체는 500∼900℃의 다양한 성장 온도 조건에서 열증착 방법에 의해 Si 기판위에 성장되었으며, 또한 RF-magnetron sputter에 의해 제작된 Zn와 ZnO 버퍼층의 유무에 따른 효과들을 연구하였다. Zn 및 ZnO 버퍼층을 갖는 ZnO 나노구조체의 표면 형상과 성장 방향은 SEM과 XRD 분석을 이용해 확인하였다. 제작된 샘플들 가운데 700℃에서 ZnO 버퍼층위에 성장된 ZnO 나노구조체는 nanorod 형태를 가지며 이는 ZnO 버퍼층이 seed layer로 작용함으로써 ZnO (002) 우선 배향성이 향상되었다. 또한 최적화된 조건에서 형성된 ZnO는 일정하며, 수직성장된 형상들을 갖는 것을 확인하였다. 결론적으로 최적화된 성장온도에서 버퍼층 도입에 따라 ZnO 나노구조체의 성장 제어가 수월해짐을 확인하였다. 샘플들 가운데, 700 ℃에서 ZnO 버퍼층위에 성장된 ZnO 나노 구조체는 버퍼층이 seed 층으로 작용하기 때문에 ZnO (002) 우선 성장과 수직 성장 가능성이 향상되어지고, 광전자 소자로 적용될 수 있다.

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