µµÃ¼¿Í ºÎµµÃ¼ »çÀÌÀÇ ¾îÁß°£ÇÑ, ±×·¯³ª ¾îÁß°£ÇÏÁö ¾ÊÀº ¹°Áú
¹ÝµµÃ¼ÀÇ ¿¡³ÊÁö¶ì ±¸Á¶´Â Àý¿¬Ã¼¿Í ºñ½ÁÇÏÁö¸¸ ä¿öÁø ¶ì¿Í ºñ¿öÀÖ´Â ¶ì »çÀÌÀÇ °£°Ý, Áï ¿¡³ÊÁö¶ì°£°Ý(band gap: ¶ìÆ´)ÀÌ 2.5 eV ÀÌÇÏ·Î Á¼´Ù. ¶§¹®¿¡ ¿¿¡³ÊÁö·ÎºÎÅÍ ¾à°£ÀÇ ÀüÀÚ°¡ ¿¡³ÊÁö¸¦ ¾ò¾î¼ ºñ¿öÀÖ´Â ¶ì·Î ÀüÀÌÇÒ ¼ö ÀÖ¾î ¾î´À Á¤µµ Àü·ù°¡ È带 ¼ö ÀÖ´Ù. ¿©±â¼ ä¿öÁø ¶ì Áß ¸Ç À§ÀÇ ¶ì¸¦ ¿øÀÚ°¡¶ì(valence band)¶ó°í ÇÏ°í, ±ÝÁö¶ì¸¦ °Ç³Ê¼ ºñ¾î ÀÖ´Â ¶ì Áß ¸Ç ¾Æ·¡ ¶ì¸¦ Àüµµ¶ì(conduction band)¶ó°í ÇÑ´Ù. ´ëÇ¥ÀûÀÎ ¹ÝµµÃ¼ÀÎ ½Ç¸®ÄÜ(Si)°ú °Ô¸£¸¶´½(Ge)ÀÇ °æ¿ì ¶ì°£°ÝÀÌ °¢°¢ 1.11 eV, 0.67 eV ÀÌ´Ù. À̵éÀº ¸ðµÎ ÁÖ±âÀ²Ç¥¿¡¼ IV Á·À¸·Î °øÀ¯°áÇÕÀ» ÇÏ¸ç ´ÙÀ̾Ƹóµå ±¸Á¶¸¦ ÇÏ°í ÀÖ´Ù. °°Àº IV Á·ÀÇ Åº¼Ò·Î µÈ ´ÙÀ̾Ƹóµå°¡ ¶ì°£°ÝÀÌ 5.48 eV ÀÌ¾î¼ Åõ¸íÇÏ¸ç ºÎµµÃ¼ÀÎ °Í°ú ´Þ¸® À̵éÀº ºÒÅõ¸íÇÏ¸ç ¹ÝµµÃ¼ÀÌ´Ù.
¾Æ·¡ ±×¸²Àº $3 \times 3 \times 3$, Áï 27°³ÀÇ ´ÜÀ§¼¼Æ÷·Î µÈ ½Ç¸®ÄÜÀÇ °áÁ¤±¸Á¶¸¦ º¸¿©ÁÖ°í ÀÖ´Ù. °ÝÀÚ»ó¼ö´Â 0.543 nm À¸·Î ´ÙÀ̾Ƹóµå ±¸Á¶¸¦ ÇÏ°í ÀÖ´Ù.
graphic |
|
½Ç¸®ÄÜ °áÁ¤±¸Á¶_ ½Ç¸®ÄÜÀÌ ´ÙÀ̾Ƹóµå °áÇÕÀ» ÇÑ °áÁ¤±¸Á¶¸¦ º¸¿©ÁØ´Ù. ¿ÞÆí ±×¸²Àº ÀÔüÀûÀÎ ±¸Á¶·Î ¸¶¿ì½º·Î µ¹·Áº¼ ¼ö ÀÖ´Ù. ¿À¸¥ÂÊ ±×¸²Àº À̸¦ Æò¸é ±¸Á¶·Î °£·«ÇÏ°Ô ³ªÅ¸³½ °ÍÀÌ´Ù.
|
´Ù¾çÇÑ ¹ÝµµÃ¼ - ÈÇÕ¹°¹ÝµµÃ¼
½Ç¸®ÄÜÀ̳ª °Ô¸£¸¶´½Ã³·³ ¼ø¼öÇÑ ¹°Áú·Î µÈ ¹ÝµµÃ¼µµ ÀÖÁö¸¸ 2 Á¾·ù ÀÌ»óÀÌ È¥ÇÕµÈ ¹ÝµµÃ¼µµ ÀÖ´Ù. À̸¦ ÈÇÕ¹°¹ÝµµÃ¼(compound semiconductor)¶ó ÇÏ´Â µ¥ IIIA Á·°ú VA Á·ÀÇ ÈÇÕ¹°À̳ª IIB Á·°ú VIA Á·ÀÌ °°Àº ºñÀ²·Î È¥ÇÕµÈ °ÍÀÌ ´ëÇ¥ÀûÀÌ´Ù. IIIA-VA ÈÇÕ¹°·Î GaP, GaAs, InSb µîÀÌ ÀÖ°í, IIB-VIA ÈÇÕ¹°·Î´Â ZnS, CdS, ZnTe µîÀÌ ÀÖ´Ù.
graphic |
|
ÈÇÕ¹°¹ÝµµÃ¼ÀÇ È帱º_ »öä·Î Ç¥ÇöÇÑ ¿ø¼ÒµéÀº IIB Á· ~ VIA Á·À¸·Î À̵éÀ» Á¶ÇÕÇؼ ´Ù¾çÇÑ ¹ÝµµÃ¼¸¦ ¸¸µé ¼ö ÀÖ´Ù.
|
´ÙÀ½ ±×¸²Àº III Á·ÀÎ °¥·ý(Ga)°ú V Á·ÀÎ ÀÎ(P)À¸·Î µÈ GaP ¹ÝµµÃ¼ÀÇ ±¸Á¶¸¦ º¸¿©ÁÖ°í ÀÖ´Ù. ÀÌ´Â °¥·ý°ú ÀÎÀÌ °áÁ¤À¸·Î Çü¼ºµÈ °ÍÀ¸·Î ´ÙÀ̾Ƹóµå ±¸Á¶¿Í µ¿ÀÏÇϳª °¥·ý°ú ÀÎÀÌ 1:1·Î ±³´ë·Î ¹èÄ¡µÇ¾î ÀÖ´Â Á¡ÀÌ ´Ù¸£´Ù. ÀÌ·¯ÇÑ ±¸Á¶¸¦ °¡Áø ¸¹Àº ¹°Áú Áß¿¡¼ ȲȾƿ¬(zinc sulfide: ZnS)ÀÌ ´ëÇ¥ÀûÀ̹ǷΠÀ̸¦ ¼¶¾Æ¿¬±¤±¸Á¶(Zincblende structure) ȤÀº ÀÔ¹æȲȾƿ¬±¸Á¶(cubic zinc sulfide structure)¶ó ÇÑ´Ù. GaP, ZnS »Ó¸¸ ¾Æ´Ï¶ó GaAs, InP, InAs, InSb, CdTe µî ¸¹Àº ¹°ÁúÀÌ °°Àº ±¸Á¶¸¦ ÇÑ´Ù.
graphic |
|
°¥·ýÀÎ °áÁ¤±¸Á¶_ °¥·ý(Ga)°ú ÀÎ(P)ÀÌ 1:1·Î °øÀ¯°áÇÕÇÏ¿© ´ÙÀ̾Ƹóµå¿Í À¯»çÇÑ ±¸Á¶¸¦ ÇÏ°í ÀÖ´Ù. ±×·¯³ª ¿©±â¼´Â °¥·ý°ú ÀÎÀÌ ±³´ë·Î ¹èÄ¡µÇ¾î¼ ¾îµð³ª ÀÎÁ¢ÇÑ ¿øÀÚ´Â ¼·Î ´Ù¸¥ Á¾·ù°¡ ¿Â´Ù. ¿ÞÆí ±×¸²Àº ÀÔüÀûÀÎ ±¸Á¶·Î ¸¶¿ì½º·Î µ¹·Áº¼ ¼ö ÀÖ´Ù. °¥·ýÀº ¹Ù±ùÀüÀÚ 3°³°¡, ÀÎÀº 5°³°¡ °øÀ¯°áÇÕ¿¡ ±â¿©ÇϹǷΠ1:1 ·Î ±³´ë·Î ¹èÄ¡µÈ´Ù¸é ±×¸² °°Àº ¾ÈÁ¤µÈ ±¸Á¶¸¦ ÇÒ ¼ö ÀÖ´Ù. ¿À¸¥Æí Æò¸é µµÇØ ±×¸²¿¡¼´Â °¥·ý°ú Àο¡¼ ±â¿©µÇ´Â ÀüÀÚ 3°³¿Í 5°³¸¦ ³ì»ö°ú ÆĶûÀ¸·Î »öÀ» ´Þ¸®Çؼ º¸¿©ÁÖ°í ÀÖ´Ù.
|
[Áú¹®1]
À§ ÁÖ±âÀ²Ç¥¿¡¼ ¹ÝµµÃ¼·Î Á¶ÇÕµÉ ¼ö ÀÖ´Â °¢ ¿ø¼ÒµéÀÇ ÀüÀÚ¹è¿À» 1s22s2 ... µîÀ¸·Î Ç¥±âÇÏ°í ÀÖ´Ù. ÀÌ°ÍÀ» Âü°íÇؼ (a) IVAÁ·ÀÇ ¿ø¼ÒµéÀÌ ÀüÀÚ¹è¿ÀÌ ¾î¶² °øÅëÁ¡À» °¡Áö´Â Áö¸¦ ¼³¸íÇ϶ó. (b) °Ô¸£¸¶´½(Ge) ¿ø¼Ò´Â ´ÙÀ̾Ƹóµå ±¸Á¶¸¦ ÇÏ°í ÀÖ´Ù. ÀÌ Áß¿¡¼ ¾î¶² ÀüÀÚ°¡ ¿øÀÚ°¡¶ì¿¡ °ü¿©Çϴ°¡?
[Áú¹®2]
º»¹®¿¡¼ ¿¹¸¦ µç °¥·ýÀÎ(GaP) ÈÇÕ¹°¹ÝµµÃ¼¿¡ ´ëÇØ °¥·ý°ú ÀÎ °¢°¢ ¿ø¼ÒÀÇ ÀüÀڹ迿¡¼ ¾î¶² ÀüÀÚ°¡ ¿øÀÚ°¡¶ì¿¡ °ü¿©ÇÏ´ÂÁö ¹àÇô¶ó.
[Áú¹®3] °áÁ¤¿¡ ºûÀ» ºñÃß¸é ±¤ÀÚÀÇ ¿¡³ÊÁö°¡ ¿øÀÚ°¡¶ì¿¡ ÀÖ´Â ÀüÀÚ¸¦ Àüµµ¶ì·Î º¸³¾ ¼ö ÀÖÀ» Á¤µµ°¡ µÇ¸é ºûÀº Èí¼öµÈ´Ù. ÀÌ »ç½ÇÀ» ÀÌ¿ëÇؼ ½Ç¸®ÄÜ °áÁ¤¿¡ Èí¼öµÉ ¼ö ÀÖ´Â ºûÀÇ ÆÄÀåÀÇ ÃÖ´ñ°ªÀ» ±¸Ç϶ó. ÀÌ °á°ú·Î ½Ç¸®ÄÜ °áÁ¤ÀÌ °ÑÀ¸·Î ¾î¶² »öä·Î º¸ÀÏÁö ÆÇ´ÜÇ϶ó.
_ ´ÙÀ̾Ƹóµå ±¸Á¶_ °áÁ¤_ ÀüÀÚ¹è¿_ ÁÖ±âÀ²Ç¥_ ´ÜÀ§¼¼Æ÷_ °áÁ¤±¸Á¶_ °øÀ¯°áÇÕ_ ±ÝÁö¶ì_ ºÎµµÃ¼_ Àý¿¬Ã¼_ ¶ìÆ´_ °ÝÀÚ_ º¸ÀÏ_ ÀüÀÌ_ Àü·ù
|