Fractal을 이용한 多孔質 硅素의 微細孔 形成 課程에 관한 硏究 = A Study about Pore Formation Mechanism of the Porous Silicon through the Fractal
단결정 실리콘(P형)을 양극 산화반응으로 다공질 규소를 제작하고 AFM과 이차원 DLA 모델을 사용한 컴퓨터 모의 실험으로 표면구조를 조사했다. 컴퓨터 모의 실험에는 양공의 확산거리 D를 변수로 사용했다. AFM 측정 자료와 컴퓨터 모의 실험을 비교해본 곁과 전하 밀도 lmA/cm2에 해당하는 확산거리는 약 100nm였으며 그 때 프랙털 차원은 1.85였다. 또한 반응전류 10 mA/cm2에 해당하는 확산거리는 약 150nm의 결과가 얻어졌으며 그 때의 프랙탈 차원은 1.75이다. 이러한 컴퓨터 모의 실험 결과와 AFM을 통하여 관찰한 p-PS의 표면 구조를 비교해보면 양극 반응 전류와 양공의 확산 길이는 비례 관계가 있다.
Surface structures of porous silicon are investigated by AFM and a qualitative theoretical model based on 2 dimensional DLA model is used to explain their fractal structures. The diffusion length L is used as a starting parameter, which sets the distance of a hole which can reach to a tip of a pore. The best result is obtained when the diffusion length was 100 nm (200 lattice distance). In this condition, the average pore distance is about 650nm, which corresponds to lmA/cm2 current density in the experiments and its fractal dimension is 1.85. Our results verify that a diffusion length L is proportional to the current density used in an experiment.
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