Co-doped MgGa2O4 결정 성장과 광학적 특성

Crystal growth and optical properties of Co-doped MgGa2O4 crystal

Co-doped MgGa2O4 결정은 solid-state sintering 방법으로 성장하였다. Co-doped MgGa2O4 결정을 성장하기 위해서 고순도의 MgO와 Ga2O3 분말를 사용하였으며, 불순물로 첨가한 Co는 1mol%가 되도록 하였다. 상온에서 1500℃까지 승온 영역을 갖는 고온 전기로를 이용하여 1350℃ 온도에서 Co-doped MgGa2O4 결정을 성장하였다. EDS(Energy Dispersive Spectrometer)와 XRD(X-ray diffraction) 측정을 통해서 Co-doped MgGa2O4 결정의 구조와 조성을 분석하였다. XRD 분석으로부터 성장된 Co-doped MgGa2O4 결정의 구조는 cubic 결정구조이며, 격자상수값 a = 8.289Å으로 주어졌다. 측정된 광흡수 스펙트럼의 기초흡수단으로부터 구한 Co-doped MgGa2O4 결정은 직접전이 에너지 밴드 갭의 형태를 보였다. 293K에서 측정된 직접전이형 광학적 에너지 간격 Eg = 4.703 eV로 주 어졌다. Co-doped MgGa2O4 결정의 광발광 스펙트럼은 293 K온도에서 600 ~ 800 nm 영역에서 측정하여, Co2+ 이온에 기인한 광발광 스펙트럼이 689.8 nm 영역에서 관측되었다.

Co-doped MgGa2O4 crystal was grown by solid-state sintering method. Growth of the Co-doped MgGa2O4 crystalline crystal was achieved by employing high-purity MgO and Ga2O3 powders, and the Co added as impurities was 1 mol%. Co-doped MgGa2O4 crystal growth was to use a high-temperature electric furnace having a temperature rising region from room temperature to 1500 ℃, was grown at 1350 ℃. The structure and composition of Co-doped MgGa2O4 crystals were analyzed by EDS (Energy Dispersive Spectrometer) and XRD (X-ray diffraction) measurements. XRD analysis revealed that Co-doped MgGa2O4 crystal adopt a cubic structure with respective lattice constants of a = 8.289 Å. The optical absorption spectrum obtained near the fundamental absorption edge showed that this compound has a direct energy band gap. The direct optical energy gap of the Co-doped MgGa2O4 crystal was given as Eg = 4.703 eV, respectively, at 293 K. The PL(Photoluminescence) spectrum of the Co-doped MgGa2O4 crystal was measured wavelength range 600 ~ 800 nm at 293 K, and a high intensity emission peak due to the Co2+ ion.