재료의 ESR -전기적으로 감지된 자기 공명 1-
ER170007
EDMR(Electrically Detected Magnetic Resonance) 방법은 재조합 중심을 선택적으로 검출하는 수단으로 최근 주목받고 있다. 재결합 중심에서의 전자 스핀은 ESR에 의해 반전되기 때문에 ESR 현상은 전기 저항의 변화로 관찰할 수 있다.
EDMR
전자산업 소재를 평가할 때 ESR이 중요한 역할을 할 가능성이 많은데, 이는 전자스핀이 발전, 저장, 전달 등의 과정과 관련되어 있기 때문이다. EDMR(Electrically Detected Magnetic Resonance) 방법은 ESR에 의해 유도된 전자스핀 반전의 영향으로 재결합 확률의 변화에 따른 물질의 전기저항 변화를 관찰하는 방법이다.
EDMR 대상
- ・정류 다이오드,
- ·발광 다이오드,
- ・연료전지,
- ・태양전지 등
태양 전지, 발광 다이오드, 전계 효과 트랜지스터와 같은 재료의 경우 재결합 중심이 얕은 곳에 위치하여 EDMR 검출이 어려운 경우가 있습니다. 이러한 경우에도 매우 낮은 온도에서 EDMR이 관찰될 수 있습니다.
EDMR 정보
EDMR 방법을 이용하여 물성에 직접적으로 관련된 재료의 정보를 예상할 수 있습니다.
- 전압 의존성 → 스위칭 특성, 내구성
- 바이어스 의존성 → 내전압
- 모드. 주파수 의존성 → 재결합률
- 각도 의존성 → 결함 구조
- 온도 의존성 → 재조합 메커니즘, 내구성
EDMR 관찰
금지대에는 하나의 전자나 정공이 포획되자마자 다른 캐리어를 포획하는 기능을 가진 재결합 중심(불순물 준위)이 있다. 반도체의 EDMR 신호를 검출하는 설비는 금지 대역에서 재결합 중심의 위치에 따라 달라집니다. 재조합 중심이 밴드에서 떨어진 위치(deep level)에 있는 경우 상온에서도 EDMR 신호를 쉽게 관찰할 수 있다. 대부분의 깊은 수준은 이온화되지 않고 중성으로 유지됩니다. 전압을 가하거나 온도를 올리면 전자나 정공을 방출한다. 백금(Pt)과 같은 전이 금속이 도핑된 pn 접합에서는 재결합 중심이 깊은 레벨에 형성되기 때문에 EDMR 신호가 쉽게 관찰되는 것으로 알려져 있다[1].
Fig.1 에너지 밴드
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