목 적: 화학수송법으로 성장시킨 Ga2Se3 및 Ga2Se3 : Co2+ 단결정의 광학적 에너지 띠 간격 energy band gap의 온도의존성을 규명하고, 이로부터 기초적 열역학 함수를 추정고자 한다.
방 법: gallium(99.9999 %, 2 mol), selenium(99.9999 %, 3 mol), cobalt(99.99 %, 0.1 mol %) 그리고 수송물질로 iodine(99.99 %, 6 mg/cm3)을 함께 석영관에 넣고 내부를 5×10-6 torr로 유지하면서 봉입하여 성장용 ampoule을 만들었다. 성장용 ampoule을 2단 전기로의 중앙에 위치시키고, 결정 성장측의 잔류불순 물을 깨끗이 제거한 후, 시료 출발측을 890 ℃, 성장측을 780 ℃로 6일간 유지하여 단결정을 성장시켰다. 기초 흡수단 부근에서 에너지 띠 간격의 온도의존성을 구하기 위하여 저온장치(Air Products, SH-4)가 부 착된 UV-VIS-NIR spectrophotometer(Hitachi, U-3501)를 사용하여 광흡수 스펙트럼을 측정하였다. 결과 및 고찰: Ga2Se3 및 Ga2Se3 : Co2+ 단결정들의 광흡수 스펙트럼은 순수한 Ga2Se3 단결정의 경우 570 nm영역에서, Ga2Se3 : Co2+ 단결정의 경우 594 nm영역에서 광흡수가 급격히 증가하여 cobalt를 첨가한 단 결정의 기초 흡수단이 장파장 측으로 이동됨을 볼 수 있었다. 또한 에너지 띠 간격의 온도의존성은 Varshni 가 제안한 실험식으로부터 구하였다.
결 론: 성장된 단결정의 구조는 cubic구조이었고, 이들의 격자상수 값은 Ga2Se3 및 Ga2Se3 : Co2+ 단결정 들에 대하여 각각 a = 5.442 Å, a = 5.672 Å이었다. 광흡수 스펙트럼으로부터 구한 optical energy band gap(Eg)의 band구조는 직접 전이형이었고, 에너지 띠 간격의 온도의존성은 Varshni방정식이 잘 적용되었 다. 이때 구한 상수 값은 Ga2Se3 단결정의 경우 Eg(0) = 2.177 eV, α= 7.8×10-4eV/K, β= 378 K로 주어 지고, Ga2Se3 : Co2+단결정의 경우 Eg(0) = 2.089 eV, α= 1.20×10-3 eV/K, β= 349 K로 주어졌다. 이들 값 으로부터 구한 에너지 띠 간격의 온도의존성으로부터 열역학 함수인 entropy(SCV), heat capacity(CCV), enthalpy(HCV) 값을 추정할 수 있었다.

Purpose: We have investigated the optical energy band gaps' dependence of Ga2Se3 and Ga2Se3 : Co2+ single crystals grown by Chemical Transport Method on temperature. As results of these, we could estimate thermodynamic functions.
Methods: We made the quartz ampoules for growing Ga2Se3 and Ga2Se3 : Co2+ single crystals with Ga(6N, 2 mol), Se(6N, 3 mol), Co(4N, 0.1 mol%) and transporting agent I(6N, 6㎎/㎤) under 5 ×10-5 torr. Positioned the ampoule in the middle of the two zones furnace and eliminated the residual impurities from the growing site. For growing Ga2Se3 and Ga2Se3 : Co2+ single crystals, we maintained 6 days at 890℃ in the starting site and 780℃ in the growing site, respectively. To obtain the temperature dependence of the energy band gaps near the fundamental absorption edge, we measured the optical absorption spectra by using UV-VIS-NIR spectrophotometer(Hitachi, U-3501) with cryostat(Air Products, SH-4).
Results and Consideration: The optical absorption spectrum of Ga2Se3 and Ga2Se3 : Co2+ single crystals was increased abruptly at 576 ㎚ and 594 ㎚ region, respectively. Also, the temperature dependence of the energy band gaps was estimated from the Varshni equation.
Conclusions: The grown single crystals had cubic structures and the lattice constants were a = 5.442 Å and 5.672 Å for Ga2Se3 and Ga2Se3 : Co2+ single crystals, respectively. The optical energy band gaps obtained from the optical absorption spectra were direct transition types. The temperature dependence of the energy band gaps was applied well to Varshni equation and it was given that Eg(0) = 2.177 eV, α= 7.8 ×10-4 eV/K, β= 378 K and Eg(0) = 2.069 eV, α= 1.2 ×10-3 eV/K, β= 349 K for Ga2Se3 and Ga2Se3 : Co2+ single crystals, respectively. And the thermodynamic functions, entropy(SCV), heat capacity(CCV), and enthalpy(HCV), could be estimated from the temperature dependence of the optical energy band gaps.

Ⅰ. 서 론
 Ⅱ. 실 험
  1. 단결정 성장
  2. 광학적 에너지 띠 온도 의존성 측정
 Ⅲ. 실험결과 및 고찰
  1. 광학적 에너지 띠 간격의 온도 의존성
  2. 광학적 에너지 띠의 온도의존성으로부터열역학함수 추정11)
 Ⅳ. 결 론
 References

• Young-Hwan Lee(전남과학대학교 안경광학과, 곡성) | 이영환
• Jae-Tae Youn(전남과학대학교 안경광학과, 곡성) | 윤재태
• Kwang-Ho Park(동아보건대학교 안경광학과, 영암) | 박광호
• Duck-Tae Kim(동아보건대학교 유아교육과, 영암) | 김덕태
• Seung-Cheol Hyun(동아보건대학교 유아교육과, 영암) | 현승철