摘要
희토류 이온은 풍부한 발광 에너지 준위를 가지며, 이를 발광 중심으로서 강유전 재료에 도핑하면 강유전 분극을 이용해 희토류 이온의 발광 파장 및 세기를 동적으로 조절할 수 있어 반도체 광전자 소자의 성능을 크게 향상시킬 수 있다. AlScN은 강한 잔류 분극, 넓은 밴드갭 특성, 그리고 CMOS 공정과의 높은 호환성으로 새로운 강유전 다기능 조절형 발광 소자 구성을 위한 새로운 기회를 제공한다. 본 논문은 Er3+ 도핑이 AlScN 박막의 발광 및 강유전 특성에 미치는 영향을 연구하였다. 도핑 농도 증가에 따라 발광 중심 수가 증가하며, 3.6%~9.4% 농도 구간에서는 Er3+ 발광 피크 세기가 증가하지만 10% 이상의 농도에서는 소멸 효과로 인해 발광이 약화된다. Er3+ 도핑은 AlScN 성능에 약간의 열화를 일으키나 9.4% 농도에서도 80 μC/cm2 이상의 잔류 분극을 유지하며 발광과 강한 강유전 특성의 공존을 보여주어 이 강유전 재료를 활용한 다기능 고집적 신형 발광 소자 설계의 기반을 마련한다.
关键词
AlScN;Er3+;광발광;강한 강유전성
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