서지주요정보
Fabrication and characterization of Three-dimensional nitride semiconductor structures for phosphor-free white light emitting devices = 무형광체 백색 발광 소자를 위한 삼차원 질화물 반도체 구조의 제작 및 특성 분석
서명 / 저자 Fabrication and characterization of Three-dimensional nitride semiconductor structures for phosphor-free white light emitting devices = 무형광체 백색 발광 소자를 위한 삼차원 질화물 반도체 구조의 제작 및 특성 분석 / Seung-Hyuk Lim.
저자명 Lim, Seung-Hyuk ; 임승혁
발행사항 [대전 : 한국과학기술원, 2017].
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초록정보

White light-emitting diodes (LEDs) are becoming an alternative general light source, with huge energy savings compared to conventional lighting. However, white LEDs using phosphor(s) suffer from unavoidable Stokes energy converting losses, higher manufacturing cost, and reduced thermal stability. In this dissertation, we demonstrate electrically driven, phosphor-free, white LEDs based on three-dimensional gallium nitride structures with double concentric truncated hexagonal pyramids. Selective area growth using hole, ring and complex mask is systematically studied and we intentionally design patterns that emit white color. The electroluminescence spectra are stable with varying current. The origin of the emission wavelength is studied by cathodoluminescence and high-angle annular dark field scanning transmission electron microscopy experiments. Spatial variation of the carrier injection efficiency is also investigated by a comparative analysis between spatially resolved photoluminescence and electroluminescence. We believe that our results will open a new approach for the fabrication of phosphor-free white LEDs. We also believe that our spatially resolved photoluminescence and electroluminescence data will facilitate the design and engineering of three dimensional structure LEDs.

백색 발광다이오드의 효율이 급격히 좋아지면서 표시등, 디스플레이용 광원은 물론 조명과 전조등까지 대체되고 있다. 그러나 백색 발광다이오드는 여전히 형광체를 함께 제작하는데 이 때 스토크 에너지 변환 손실, 높은 제작 단가, 열 적 안정성의 부재 등의 형광체의 단점을 수반하게 된다. 본 박사 학위논문에서 우리는 질화물 반도체 물질로 구성된 삼차원 구조체를 이용하여 전기적으로 구동하는 무형광체 백색 다이오드를 구현하였다. 원형, 링, 또는 그를 복합한 여러 패턴을 이용하여 선택적 성장 기법을 체계적으로 연구하였고, 그 결과를 활용하여 백색 발광다이오드를 위한 패턴을 의도적으로 설계하였다. 그 결과 전류의 양에 상관없이 백색 발광을 하는 발광다이오드를 제작할 수 있었다. 우리는 백색에 대한 각 파장의 원인이 무엇인지에 관하여 음극선 발광과 고 분해능 투과전자현미경을 이용한 실험으로 분석해 냈다. 또한, 공간분해 광냉광과 공간분해 전계발광의 결과를 비교하는 국소 전류주입 효율 분석법을 개발하였다. 이 결과는 삼차원 백색 발광다이오드 개발의 새로운 접근법이 될 수 있으며 새로운 분석법 또한 향후 삼차원 발광다이오드의 효율 증대를 위해 널리 사용될 것이라 기대한다.

서지기타정보

서지기타정보
청구기호 {DPH 17013
형태사항 v, 41 p. : 삽도 ; 30 cm
언어 영어
일반주기 저자명의 한글표기 : 임승혁
지도교수의 영문표기 : Yong-Hoon Cho
지도교수의 한글표기 : 조용훈
수록잡지명 : "Electrically driven, phosphor-free, white light-emitting diodes using gallium nitride-based double concentric truncated pyramid structures". Light: Science & Applications, v.5, e16030(2016)
학위논문 학위논문(박사) - 한국과학기술원 : 물리학과,
서지주기 Including references
주제 indium gallium nitride
light-emitting diodes
phosphor-free
three-dimensional structures
white color
질화물반도체
발광다이오드
무형광체
삼차원구조체
백색
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