InP quantum dots (QDs) have attracted researchers’ interest due to their applicability in quantum dot light-emitting displays (QLED) or biomarkers for detecting cancers or viruses. The surface or interface control of InP QD core/ shell has substantially increased quantum efficiency, with a quantum yield of 100% reached by introducing HF to inhibit oxide generation. In this study, we focused on the control of bandgap energy of quantum dots by changing the Zn/(In+Zn) ratio in the In(Zn)P core. Zinc incorporation can change the photoluminescent light colors of green, yellow, orange, and red. Diluting a solution of as-synthesized QDs by more than 100 times did not show any quenching effects by the Förster resonance energy transfer phenomenon between neighboring QDs.

This study aimed to a sign device using quantum dot film. We synthesized quantum dots with an absolute quantum yield of more than 95% using the solution process method, coated the quantum dot film by mixing it with acrylate resin, made a sign device, and studied the improvement of visibility, and obtained the following conclusions. Quantum dots with absolute quantum yield of 97.63% at 535 nm and 97.85% at 615 nm were synthesized by doping InP with GaP and stacking ZnSe and ZnS composite shells. The synthesized quantum dots were mixed with acrylate syrup at a weight ratio of 10% to coat a film with a luminance uniformity of more than 95%, and the quantum dot film was attached to a luminous display with an insulation capacity of 500 V, an insulation resistance of 99.9 GΩ, and a luminance of 688.5 ㏅/㎠ at white region and 122.3 ㏅/㎠ at red region.

In this study, a mixed resin containing Bis-GMA was developed to produce a light-emitting sign using quantum dots. As a result of measuring the viscosity, color coordinates change, and luminance of the mixed resin, the following conclusions were obtained. The viscosity of the mixed resin decreased as the content of the diluent increased, and viscosity values ​​ranged from 3,627 to 1,349cps showed as a result. The viscosity of the mixed resin decreased as the temperature increased, and the viscosity showed a value of 5,156 to 1,132cps. For the optical properties of InP/GaP/ZnSe/ZnS quantum dots, the absolute quantum efficiency was 91% at 522nm and 90% at 618nm when the gallium was 0.01%. The luminance of the light-emitting sign using the resin mixed with quantum dots was showed 142.6cd/m2 in white and 104.2cd/m2 in the red region.

In this study, the surface passivation process for InP-based quantum dots (QDs) is investigated. Surface coating is performed with poly(methylmethacrylate) (PMMA) and thioglycolic acid. The quantum yield (QY) of a PMMA-coated sample slightly increases by approximately 1.3% relative to that of the as-synthesized InP/ZnS QDs. The QYs of the uncoated and PMMA-coated samples drastically decrease after 16 days because of the high defect state density of the InP-based QDs. PMMA does not have a significant effect on the defect passivation. Thioglycolic acid is investigated in this study for the effective surface passivation of InP-based QDs. Surface passivation with thioglycolic acid is more effective than that with the PMMA coating, and the QY increases from 1.7% to 11.3%. ZnS formed on the surface of the InP QDs and S in thioglycolic acid show strong bonding property. Additionally, the QY is further increased up to 21.0% by the photochemical reaction. Electron–hole pairs are formed by light irradiation and lead to strong bonding between the inorganic and thioglycolic acid sulfur. The surface of the InP core QDs, which does not emit light, is passivated by the irradiated light and emits green light after the photochemical reaction.

In this study, we investigate the optical properties of InP/ZnS core/shell quantum dots (QDs) by controlling the synthesis temperature of InP. The size of InP determined by the empirical formula tends to increase with temperature: the size of InP synthesized at 140oC and 220oC is 2.46 nm and 4.52 nm, respectively. However, the photoluminescence (PL) spectrum of InP is not observed because of the formation of defects on the InP surface. The growth of InP is observed during the deposition of the shell (ZnS) on the synthesized InP, which is ended up with green-red PL spectrum. We can adjust the PL spectrum and absorption spectrum of InP/ZnS by simply adjusting the core temperature. Thus, we conclude that there exists an optimum shell thickness for the QDs according to the size.

In this study, simple chemical synthesis of green emitting Cd-free InP/ZnS QDs is accomplished by reacting In, P, Zn, and S precursors by one-pot process. The particle size and the optical properties were tailored, by controlling various experimental conditions, including [In]/[MA] (MA: myristic acid) mole ratio, reaction temperature and reaction time. The results of ultraviolet–visible spectroscopy (UV-vis), and of photoluminescence (PL), reveal that the exciton emission of InP was improved by surface coating, with a layer of ZnS. We report the correlation between each experimental condition and the luminescent properties of InP/ZnS core/shell QDs. Transmission electron microscopy (TEM), and X-ray powder diffraction (XRD) techniques were used to characterize the as-synthesized QDs. In contrast to core nanoparticles, InP/ZnS core/shell treated with surface coating shows a clear ultraviolet peak. Besides this work, we need to study what clearly determines the shell kinetic growth mechanism of InP/ZnS core shell QDs.

This study investigates the main growth mechanism of InP during InP/ZnS reaction of quantum dots (QDs). The size of the InP core, considering a synthesis time of 1-30 min, increased from the initial 2.56 nm to 3.97 nm. As a result of applying the proposed particle growth model, the migration mechanism, with time index 7, was found to be the main reaction. In addition, after the removal of unreacted In and P precursors from bath, further InP growth (of up to 4.19 nm (5%)), was observed when ZnS was added. The full width at half maximum (FWHM) of the synthesized InP/ZnS quantum dots was found to be relatively uniform, measuring about 59 nm. However, kinetic growth mechanism provides limited information for InP / ZnS core shell QDs, because the surface state of InP changes with reaction time. Further study is necessary, in order to clearly determine the kinetic growth mechanism of InP / ZnS core shell QDs.

We report a synthesis of non-toxic InP nanocrystals using non-pyrolytic precursors instead of pyrolytic and unstable tris(trimethylsilyl)phosphine, a popular precursor for synthesis of InP nanocrystals. In this study, InP nanocrystals are successfully synthesized using hexaethyl phosphorous triamide (HPT) and the synthesized InP nanocrystals showed a broad and weak photoluminescence (PL) spectrum. As synthesized InP nanocrystals are subjected to further surface modification process to enhance their stability and photoluminescence. Surface modification of InP nanocrystals is done at 230°C using 1-dodecanethiol, zinc acetate and fatty acid as sources of ZnS shell. After surface modification, the synthesized InP/ZnS nanocrystals show intense PL spectra centered at the emission wavelength 612 nm through 633 nm. The synthesized InP/ZnS core/shell structure is confirmed with X-ray diffraction (XRD) and Inductively Coupled Plasma - Atomic Emission Spectrometer (ICP-AES). After surface modification, InP/ZnS nanocrystals having narrow particle size distribution are observed by Field Emission Transmission Electron Microscope (FE-TEM). In contrast to uncapped InP nanocrystals, InP/ZnS nanocrystals treated with a newly developed surface modified procedure show highly enhanced PL spectra with quantum yield of 47%.

연구에서는 연색 지수가 90이상의 초고연색성 백색 발광다이오드를 구현하기 위해서, 황색형광체로서 Y3Al5O12:Ce3+, 녹색형광체로서 Lu3Al5O12:Ce3+ 그리고 적색형광체로서 InP/ZnS 양자점을 적용한 형광체 변환방식의 백색 발광다이오드의 새로운 조합을 제안하였다. 또한 발광효율을 향상하기 위해서 청색 칩 위에 이증 구조의 형광 체 도포방식을 적용하였다. 적색 InP/ZnS 양자점을 적용하여 만들어진 백색 발광다이오드는 동작전류 60mA, 상관 색온도 5200K 조건하에서 발광효율이 123 lm/W 이상이며, 90 이상의 초고연색성을 나타내었다. 상업적으로 적용된 초고연색성 백색 발광다이오드 제품과 비교해 보면, 적색 InP/ZnS 양자점을 적용한 형광체 변환 방식에 의한 백색 발광다이오드 연구 결과는 고체조명 응용에 적용될 수 있을 것으로 예상된다.

n-InP(001)기판과 PECVD법으로 Si3N4(200nm)막이 성장된 InP 기판사이의 direct wafer bonding을 분석하였다. 두 기판을 접촉시켰을 때 이들 사이의 결합력에 크게 영향을 주는 표면 상태를 접촉각 측정과 AFM을 통해서 분석하였다. InP 기판은 50% 불산용액으로 에칭하였을 때 접촉각이 5˚, RMS roughness는 1.54Å이었다. Si3N4는 암모니아수 용액으로 에칭하였을 때 RMS roughness가 3.11Å이었다. Inp 기판과 Si3N4/InP를 각각 50% 불산 용액과 암모니아수 용액에 에칭한 후 접촉시켰을 때 상당한 크기의 초기 겹합력을 관찰할 수 있었다. 기계적으로 결합된 시편을 580˚C-680˚C, 1시간동안 수소 분위기와 질소분우기에서 열처리하였다. SAT(Scanning Acoustic Tomography)측정으로 두 기판 사이의 결합여부를 확인하였다. shear force로 측정한 InP 기판과 Si3N4/InP사이의 결합력은 Si3N4/InP 계면의 결합력만큼 증가되었다. TEM과 AES를 이용해서 di-rect water bonding 계면과 PECVD계면을 분석하였다.

매립형 InGaAnP/InP 레이저 다이오드 제작을 위한 질량 이동 현상의 최적화에 대한 연구를 수행하였다. Double heterostructure 레이저 다이오드 구조의 1차 성장은 액상 에피 성장 장치를 이용하였으며, 메사 에칭하였다. 활성층을 [110] 방향으로 선택적으로 에칭 한 후, 액상 에피 성장 장치를 이용하여 질량 이동 현상을 발생시켜 매립형 구조를 형성시켰다. 질량 이동 현상의 임계온도는 40분간 유지시켰을 때 670˚C로 나타났으며 재현성 있게 질량 이동 현상이 발생하였다. 질량 이동 현상에 의해 성장된 층의 폭은 온도증가에 따라 약간 증가하였다.

InGaAs/InGaAsP 다층박막을 corrugation이 형성된 InP 기판위에 MOVPE 방법을 이용하여 성장 시킨 후 성장조건에 따른 corrugation 높이의 변화와 석출상에 대하여 투과전자현미경을 이용하여 시킨 후 성장조건에 따른 corrugation 높이의 변화와 석출상에 대하여 투과전자현미경을 이용하여 연구하였다. Corrugation이 형성된 InP 기판을 PH3 및 AsH3가스를 동시에 공급해 주었는데 AsH3 가스의 압력이 높으면(1.8x10-2torr)많은 양의 As를 포함한 In1-xAsxP(x=0.3)석출상이 격자결함과 더불어 형성되었다. 반면에 AsH3 가스의 압력이 낮을때는 (1.0x10-3torr) corrugation의 높이가 30nm이었고, 적은 양의 As를 포함한 In1-xAsxP(x<0.1)석출상이 격자결함이 없이 형성되었다.

선택적 LPE방법을 이용하여 (111)B GaAs 기판 상에 InP연속 박막을 성장하고 그 특성을 평가하였다. 적정 LPE성장조건으로 성장온도 660˚C, 과냉도 5˚C, 냉각속도 0.4˚C/min였으며, 연구된 온도 범위에서 성장온도가 증가할수록 표면형상이 개선되었고 ELO의 넓이가 증가하였다. Seed방향이<112>방향에서 110-160μ m 정도의 최대 ELO 넓이가 얻어졌으며 60-80μ m정도의 마스크 간격에서 연속박막을 용이하게 성장할 수 있었다. LPE 성장초기에 기판 용해 현상이 발생하였으며 이에 따라 성장박막의 조성이 대략 In0.85Ga0.15As0.01P0.99으로 변화하고 InP/GaAs계면 및 박막 표면형상이 거칠어졌으나 기판의 성장 부위가 제한됨에 따라 통상적인 LPE박막에 비교하여 매우 개선된 표면형상을 얻을 수 있었다. 두개의 성장융액을 이용하여 1차 박막성장 후 다시 InP 박막을 성장하는 2단성장 방법을 사용하여 순수한 InP/GaAs박막을 성장할 수 있었으며 단면 TEM분석 결과 SLPE성장박막으로 전파하는 활주전위는 산화막 마스크에 의해 효과적으로 차단됨을 알 수 있었다.

LPE방법을 이용하여 InP기판 상에 GaAs이종접합 박막을 최초로 성장하였으며 제반 성장조건들이 박막특성에 미치는 영향을 NDIC광학현미경, SEM, TEM 및 DCXRD 등을 이용하여 조사하였다. 적정 LPE성장온도는 720˚C(냉각속도 0.5˚C/min.)이었으며 성장된 GaAs 박막의 표면형상은 융액 균질화 처리 시 기판을 InP cover웨이퍼로 보호한 경우가 In/InP 융액으로 보호한 경우에 비해 현저히 개선되었다. 박막 성장 시 Ga성장융액 내에 0.005wt% 정도의 Se을 첨가함으로서 기판의 열융해(meltback)현상이 억제되었고 박막의 표면 거칠기도 현저히 개선되었다. 미세 격자가 식각된 InP기판 상에 성장된 GaAs 박막의 DCXRD측정결과 미세 격자 패턴이 없는 기판 위에 성장된 시료보다 결정성이 더욱 향상되었으며 이는 TEM 관찰결과 GaAs/InP계면에서 생성된 전위들 중 일부가 상호반응에 의하여 미세격자 영역 내에 국한되기 때문으로 판단되었다.

이논문에서는 metal organic chemical vapor deposition(MOCVD)에 의해서 성장된 InGaAsP/InP이종접합구조의 격자부정합이 Photoluminescence(PL)효율에 미치는 영향을 연구하였다. 격자부정합은 (400)과 511 x-ray reflection을 통해 측정하였고, 부정합 전위의 유무는 x-ray to-pography와 PL imaging을 통해 확인했다. PL강도 측정결과, 상대적으로 높은 PL강도는 탄성적으로 스트레인을 받은 시료에, 낮은 PL강도는 전위로 인해 비탄성적으로 변형된 시료에서 얻어졌다. 성장온도에서 격자정합된 시료의 PL효율이 실온에서 가장 높은 것을 알 수 있었다. PL강도와 X-ray반치폭과 관계에서, 시료의 광전자 특성이 구조적 특성과 밀접하게 연관됨을 알 수 있었다.

In this paper the results for thin multi-layer InGaAsP(1.3μm)/InP crystal growth by vertical liquid epitaxial growing furnance have been presented. The growth rates of InGaAsP layer and InP layer at cooling rate of 0.3℃/min and the growing temperature of 630℃ were obtained as 0.11 μm/min and 0.06 μm/min, respectively, by the uniform cooling with two phase solution technique.