[화학공학]Study of structural and optical properties of Ge and Sn doped ZnO films(영문)

1. Introduction

ZnO는 폭넓은 응용 가능성과 우수한 전기적 및 광학적 특성으로 인해 최근 주목받는 반도체 재료이다. 특히 가시광선 영역에서 투명성과 높은 전자 이동도를 갖추고 있어 태양전지, 광센서, 디스플레이 등 다양한 분야에서 활용되고 있다. 그러나 ZnO의 기본 특성만으로는 일부 응용 분야에서 성능 향상이 어려운 단점이 있어 이를 개선하기 위해 도핑이 활발히 연구되고 있다. 그중에서도 Ge와 Sn은 그룹 IV 원소로서 ZnO에 도입 시 결정구조에 미치는 영향과 광학적 특성 개선 효과가 크기 때문에 관심을 받고 있다. Ge는 전기전도도 향상과 함께 광흡수 특성을 조절할 수 있어 광전자 소자 개발에 유리하다. Sn 역시 강한 산화환원 특성을 갖고 있으며, Sn 도핑이 결정 내 결함을 줄이고 투과율을 높인다는 보고가 있다. 각각의 도핑 농도에 따른 특성 변화를 비롯하여, 최근 연구에 의하면 Ge 도핑된 ZnO는 전도도가 15% 증가하고, Sn 도핑된 ZnO는 광투과율이 10% 향상되는 결과가 있다. 특히, Ge과 Sn 도핑은 결정 격자 내 결함 밀도를 낮추고 광학적 밴드갭을 미세하게 조절하는 역할도 하여 향후 광전자 디바이스 개발에 중요한 자료로 떠오르고 …