• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
• /
• pp.316-316
• /
• 2013

실리콘(Si)은 이미지 센서, 포토검출기, 태양전지등 반도체 광전소자 분야에서 널리 사용되고 있는 대표적인 물질이다. 이러한 소자들은 광추출 또는 광흡수 효율을 향상시키는 것이 매우 중요하다. 그러나 Si의 높은 굴절율은 표면에서 30% 이상의 반사율을 발생시켜 소자의 성능을 저하시킨다. 따라서, 표면에서의 광학적 손실을 줄이기 위한 효과적인 무반사 코팅이 필요하다. 최근, 우수한 내구성과 광대역 파장 및 다방향성에서 무반사 특성을 보이는 서브파장 주기를 갖는 나노격자(subwavelength grating, SWG) 구조의 형성 및 제작에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 구조는 경사 굴절율 분포를 가지는 유효 매질을 형성시킴으로써 Fresnel 반사율을 감소시킬 수 있어 반도체 소자 표면에서의 광손실을 줄일 수 있다. 그러나, SWG나노구조는 식각에 의한 표면 결함(defects)들이 발생하게 된다. 이러한 결함은 표면에서의 재결합 손실을 발생시켜 소자의 성능을 크게 저하시킨다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 표면 보호막 및 무반사 코팅 층을 목적으로 하는 산화막을 표면에 형성시키기도 한다. 따라서 본 실험에서는 레이저간섭리소그라피 및 건식 식각을 이용하여 Si 기판에 SWG 나노구조를 형성하였고, 제작된 샘플 표면 위에 실리콘 산화막(SiOx)을 furnace를 이용하여 형성시켰다. 제작된 샘플들의 표면 및 식각 profile은 scanning electron microscope를 사용하여 관찰하였으며, UV-vis-NIR spectrophotometer 를 사용하여 빛의 입사각에 따른 반사율을 측정하였고, 표면 접촉각 측정 장비를 이용하여 표면 wettability를 조사하였다.

• 한국해안해양공학회지
• /
• 제19권1호
• /
• pp.38-44
• /
• 2007

Bennet 등(1992)이 제안한 수학적 모델을 사용하여 원형 파일 방파제에 의한 반사율과 투과율을 살펴보았다. 파가 파일 방파제를 통과하면서 갑작스런 단면형상의 변화로 박리현상이 발생하며 이로 인하여 파 에너지의 일부분이 소멸된다. 따라서 수학적 모델의 신뢰성을 높이기 위해서는 에너지 손실계수를 정확히 산정하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 FLUENT 상용코드를 사용하여 2차원 난류유동을 해석하고 파일 방파제 전후의 압력차로부터 에너지 손실계수를 구하였다. 에너지 손실계수는 공극률의 함수이며, 둘 사이의 관계식을 제안하였다. 손실계수 산정식의 타당성을 검증하기 위하여 수리모형실험결과와 비교하였다. 4가지 공극률에 대하여 반사율과 투과율을 비교한 결과 해석결과와 모형실험결과는 잘 일치하고 있음을 확인하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
• /
• pp.299-299
• /
• 2010

태양전지 셀에서 표면 반사에 의한 태양광 손실을 보다 적게 하여 흡수량 증가시킬 필요가 있다. 태양전지에서 생성된 전자 정공 수집 향상을 위해 금속 재질로 이루어진 그리드 전극을 사용한다. 이때 금속 그리드에 입사되는 태양광은 대부분 반사되어 입사광의 손실로 이어진다. 본 연구에서는 결정질 실리콘 태양전지에서 표면 그리드에 의한 광학적 손실을 반사율을 통해 확인하였고 양자효율을 측정하여 보았다. 결정질 실리콘 태양전지 표면 반사율 측정은 적분구를 사용하였고, 측정에 사용된 태양전지 샘플은 일반적인 구조의 결정질 실리콘 태양전지이다. 실험은 표면 그리드 공정 전 후의 샘플로 실험을 진행하였고, 셀의 표면 균일도에 의한 확인을 위하여 동일한 면적 비율의 입사광을 조사하여 반복 실험을 하였다. 양자효율 측정은 광학 초퍼를 통한 광원과 분광기 및 검출기를 포함하는 태양전지 특성 분석 장치를 사용하였다. 그 결과 특정 파장 대역에서 그리드의 유무에 따른 반사율의 변화와 이에 따른 양자효율의 변화를 통하여 그리드에 의한 결정질 실리콘 태양전지의 특성변화에 대해 알아보았다.

• 한국재료학회지
• /
• 제8권2호
• /
• pp.161-164
• /
• 1998

탄소섬유-에폭시 복합재료의 전파 반사특성을 전파전송 이론에 근거하여 해석하였다. 탄소섬유 복합재료의유전상수를 투과/반사법에 의해 4-12GAz 주파수 범위에서 측정하였다. 측정된 재료정수로부터 반사손실을 시편의두께와 주파수의 함수로 계산하였다. 탄소섬유 복합재료는 높은 유전상수와 도전손실 특성에 의해 전파의 반사율이 매우 높았다. 그러나 파장에 비해 시편의 두께가 작은 경우 반사손실은 두께에 매우 민감하였으며, 이는 입력 임피던스의 변화에 기인하는 것으로 해석되었다. 이러한 결과로부터 전자파 차폐를 극대화시키기 위해서는 특히 저주파 대역에서 시편의두께 조절이 매우 중요함을 제시할 수 있었다.

• 한국해안·해양공학회논문집
• /
• 제26권6호
• /
• pp.343-351
• /
• 2014

유공벽에 의한 파의 반사율과 투과율은 주로 유공벽의 공극률과 벽두께 그리고 입사파의 주기 및 비선형성에 의해 결정된다. 이중에서 벽두께는 유공벽의 수두손실계수와 관성저항길이에 영향을 미치므로 매우 중요하다. 그러나 기존의 연구에서는 예연 오리피스의 수두손실계수를 사용함으로써 수두손실계수에 미치는 벽두께 효과를 무시 또는 부정확하게 고려하였거나, 벽두께가 수두손실계수에 미치는 영향은 고려하였더라도 관성저항 길이를 무시함으로써 벽두께가 유공벽의 반사율과 투과율에 미치는 영향이 적절히 고려되지 못 하였다. 따라서 본 연구에서는 다양한 두께의 유공벽을 제작하여 파의 반사율 및 투과율 측정 수리실험을 수행하였으며, 그 결과를 기존의 해석해에 의한 값과 비교하였다. 비교결과 기존의 해석해 들이 벽두께의 효과를 적절히 반영하지 못하고 있음을 확인하였으며, 벽두께 효과를 정도 높게 고려할 수 있는 새로운 수두손실계수 산정식이 필요함을 확인하였다.

• 센서학회지
• /
• 제7권1호
• /
• pp.39-44
• /
• 1998

연속적인 단일모드 광섬유에 설치 가능한 저반사율을 가진 광섬유 거울들이 기계식 접합기와 깨끗이 절단된 끝단면에 $TiO_{2}$ 유전체 물질로 코팅된 광섬유 단편들을 사용하여 만들어 졌다. 0.1%의 반사율을 가진 광섬유 거울들이 만들어 졌을 때 광섬유 거울의 삽입손실의 범위는 0.055dB 부터 0.3dB 였으며 평균 삽입손실은 0.15dB였다. 저반사율을 가진 광섬유 거울들은 필드에서 쉽게 만들어 질 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
• /
• pp.270-270
• /
• 2010

결정질 실리콘 태양전지는 표면반사에 의한 광 에너지 손실을 최소화 시키고자 식각을 통한 표면 조직화(texturing)가 이루어진다. 단결정 실리콘 웨이퍼의 경우 알칼리 용액(alkali solution)을 사용하여 이방성 식각(anisotropic etching)을 함으로써 표면에 피라미드를 형성하고 광 포획(light trapping) 효과에 의해 반사율을 줄이게 된다. 그러나 피라미드 형성을 통한 반사율 감소에는 한계를 가지고 있다. Metal assisted etching을 기반으로 한 새로운 형태의 텍스쳐링인 nano texturing은 피라미드가 이루어진 표면에 수많은 nm사이즈의 구조를 형성시킴으로써 표면에서의 반사율을 현저히 감소시킨다. 먼저 $AgNO_3$용액으로 웨이퍼 표면에 Ag입자를 코팅한 후, 그 웨이퍼를 다시 $HF/H_2O_2$ 용액으로 일정시간 동안 식각을 거치게 된다. 그로 인해 표면에는 수 nm 사이즈의 구조물들이 피라미드 위에 생성되고, $AgNO_3$의 농도 및 식각 시간에 따라 그 구조물의 크기 및 굵기가 달라진다. 결과적으로 평균 10%이상의 반사율을 보이던 기존 텍스쳐링 웨이퍼에서 3%이하의 낮은 반사율을 얻을 수 있었다. 또한 이런 nano texturing을 n-emitter 형성 공정 등에 따른 영향과 carrer lifetime에 대하여 연구하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
• /
• pp.412-412
• /
• 2012

갈륨비소(GaAs)는 수직공진표면방출레이저, 발광다이오드, 태양전지 등과 같은 광전소자에 널리 사용되는 물질이다. 그러나 높은 굴절률을 갖는 갈륨비소는 표면에서 30% 이상의 반사율을 갖기 때문에 광손실로 인해 소자의 성능이 저하된다. 따라서 표면 Fresnel 반사율을 낮출 수 있는 효율적인 반사방지막이 필요하다. 최근, 열적 불일치, 물질 선택, 접착력 저하의 단점을 가지고 있는 기존 다중박막을 대체하는 생체모방 서브파장 나노구조가 활발히 연구되고 있다. 이러한 구조는 공기(air)부터 갈륨비소까지 선형적인 유효굴절률 분포를 갖는 유효 단일박막과도 같기 때문에 소자 표면에서의 광손실을 줄일 수 있다. 더욱이, 자연계의 나방의 각막과 나비의 눈의 구조 형태를 모방한 반도체 생체모방 복합 눈(compound eye)은, 즉 마이크로 렌즈모양과 서브파장 나노격자구조의 복합적 형태, 표면에서 우수한 반사방지 특성을 나타낸다. 본 연구에서는, 포토리소그래피와 유도결합플라즈마 식각법을 이용하여 GaAs 기판 표면에 마이크로 렌즈 모양의 패턴을 형성한 후, 스핀코팅을 이용하여 나노 크기를 갖는 실리카 구를 도포하여 건식 식각함으로써 복합 눈 구조를 갖는 갈륨비소 반사방지막을 제작하였다. 제작된 샘플의 표면 및 식각 형상은 전자현미경(scanning electron microscope)을 사용하여 관찰하였으며, UV-vis-NIR spectrophotometer를 사용하여 반사율을 측정하였다.

• 한국광학회지
• /
• 제14권1호
• /
• pp.92-96
• /
• 2003

공진기 내에 유전체 개구를 채용하고, $a-So/SiO_2_2$를 브라그 거울로 이용하고, 발진 파장이 38 $\mu\textrm{m}$인 표면 발광 테라헤르츠 레이저의 브라그 거울의 반사율을 계산하여 공진기 내 개구에 의한 회절 손실을 계산하였다. 공진기 내 개구의 크기, 위치, 두께 모두 회절 광 손실에 영향을 주는 것을 알 수 있었다 개구의 크기가 발진 파장의 5배 이상이면 개구의 두께가 회절 손실에 미치는 영향이 미미하나, 개구의 크기가 발진 파장보다 작은 경우에는 개구의 두께가 회절 광 손실에 많은 영향을 주는것을 알 수 있었다. 이러한 회절 손실을 줄이고 충분한 반사율을 얻기 위해서는 레이저 개구의 두께가 3nm 경우에 개구의 크기는 적어도 1$\lambda$이상이 되어야 함을 알 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제26권6B호
• /
• pp.633-639
• /
• 2006

여러 가지 두께의 유공벽을 이용하여 다양한 파 조건에 대한 반사율 실험을 실시하고 기존 이론식의 타당성을 검토하였다. 그 결과 유공벽의 두께가 두꺼우면 에너지손실계수가 기존 이론식에 사용된 예연오리피스 공식의 약 62% 정도로 감소하며, 관성저항길이는 벽의 두께가 증가함에 따라 선형적으로 증가하는 것으로 나타났다. 관성저항의 길이가 증가할수록 최소반사율을 주는 유수실 폭이 감소한다. 그러므로 본 연구에서 얻어진 결과는 유공벽 설계시 유용하게 사용될 수 있을 것으로 판단된다.