• Title/Summary/Keyword: 솔-젤

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용액공정 기반의 Zinc Oxide 박막 트랜지스터의 제작 및 특성 평가

  • Hwang, Yeong-Hwan;Seo, Seok-Jun;Jeon, Jun-Hyeok;Bae, Byeong-Su
    • Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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    • 2009.05a
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    • pp.25.2-25.2
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    • 2009
  • 최근 아연산화물과 같은 무기산화물 박막 트랜지스터를 디스플레이의 구동 소자, RFID, 스마트 창으로 활용하기 위한 연구가 많이 이루어지고 있다. 특히, 산화아연 박막 트랜지스터는 기존의 비정질 실리콘이나 저온 제작된 다결정 실리콘을 active layer로 사용해 제작된 소자에 비하여 AMOLED나 AMLCD를 구동하기 충분한 전자 이동도, 환경적으로 안정한 특성을 보이고 비교적 저렴한 가격으로 제작 가능하며 넓은 밴드갭으로 인하여 가시광선 영역에서 투명한 특성을 보인다. 본 연구에서는 Zinc acetate dehydrate를 전구체로 사용하고 ethanolamine 을 솔 안정화제로 사용하여 간단하고 경제적인 솔-젤 방법을 통하여 Zinc Oixde (ZnO)를 active layer로 사용한 박막 트랜지스터를 제작하였다. ZnO 박막 트랜지스터는 전구체 용액을 기판 위에 스핀 코팅한 후 열처리 과정을 통하여 제작되었고 제작된 ZnO 박막 트랜지스터는 가시광선 영역에서 높은 투과도 (>90%) 를 보였다. 산화 아연 박막 트랜지스터의 특성을 향상 시키기 위하여 전구체 용액의 농도 조절, ZnO 박막의 두께 조절, 열처리 온도의 조절 등과 같은 연구를 수행하였다. 여러 공정 조건의 변화를 통하여 최적화된 ZnO 박막 트랜지스터는 전하 이동도가 9.4 cm^2/Vs, sub-threshold slope이 3.3 V/dec 그리고 on-to-off current ratio가 5.5${\times}$10^5로 디스플레이 소자를 구동하기 충분한 특성을 보였다.

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Preparation of Silica Films by Surface Tension Control (표면장력 제어를 이용한 실리카 박막의 제조)

  • Lee, Jae-Jun;Kim, Yeong-Ung;Jo, Un-Jo;Kim, In-Tae;Je, Hae-Jun;Park, Jae-Gwan
    • Korean Journal of Materials Research
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    • v.9 no.8
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    • pp.804-809
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    • 1999
  • Silica films were prepared on Si single crystal substrates by a sol-gel process without DMF using TEOS as a starting material. Films were fabricated by spin coating technique. For films having a composition of TEOS : HCI(1:0.05mol), gelation time, the thickness of films, the formation of cracks and the microstructure of the films were investigated as a function of the molar ratio of $CH_3OH and H_2O$. With 8mol $CH_3OH$, the longest gelation time was measured to be 640hr. The thickness of the coated films was decreased with increasing content of $CH_3OH$. The films were sintered at $500^{\circ}C$ for 1hr with a heating rate of $0.6^{\circ}C$/min. The coated films showed worm-like grains and partially cracked microstructures at an amount of $CH_3OH$ 2mol and 4mol. The addition of more than 8 mole of $CH_2OH$ resulted in crack-free silica films. This suggests that crack-free films can be fabricated by controlling the surface tension energy of the sol solutions without DMF.

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Selective Catalytic Oxidation of Hydrogen Sulfide Using $V_{2}O_{5}-TiO_2$ Catalyst Prepared by Nonhydrolytic Sol-Gel Method (비가수분해 솔-젤법으로 제조한 $V_{2}O_{5}-TiO_2$ 촉매를 이용한 황화수소의 선택 산화반응)

  • Kim, Sang-Yun;Cho, Dal-Rae;Park, Dae-Won
    • Clean Technology
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    • v.14 no.3
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    • pp.204-210
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    • 2008
  • A series of $V_{2}O_{5}-TiO_2$ xerogel catalysts were prepared by nonhydrolytic sol-gel method and analysed by various characterization techniques. These catalysts showed much higher surface areas and total pore volumes than conventional V$V_{2}O_{5}-TiO_2$ xerogel and impregnated $V_{2}O_{5}/TiO_2$ catalysts. It was found that the textural property of $V_{2}O_{5}-TiO_2$ material varies with the method and conditions of synthesis. Surface vanadates and $TiO_2$ anatase phase are the crucial factors to obtain high catalytic activities. The selective oxidation of hydrogen sulfide in the presence of excess water and ammonia was studied over these catalysts. Xerogel catalysts prepared by non-hydrolytic sol-gel method showed very high conversion of $H_{2}S$ without harmful emission of $SO_2$. The highest catalytic activity shown by these $V_{2}O_{5}-TiO_2$ catalysts may be due to their high surface area and good dispersion of vanadia species in the titania matrix.

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Sol-Gel 법으로 제작된 정공 수송층과 결합한 유기 태양전지 특성 연구

  • Lee, Se-Han;Choe, Jeol-Jun;Kim, Tae-Hwan
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2013.02a
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    • pp.453-453
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    • 2013
  • 유기 태양전지는 저비용으로 제작이 가능하고 제작이 용이한 장점을 가지고 있으므로 많은 그룹에서 관심을 가지고 있다. 정공 수송층으로 사용되는 PEDOT:PSS는 많이 사용되지만 강한 산성 특성 때문에 ITO 전극에 식각이 되므로 문제가 있다. 그러므로 산화물 반도체 $WO_3$, $MoO_3$, 그리고 $V_2O_3$ 등이 태양전지에 많이 만들어지고 있다. 특히 copper oxide는 높은 광흡수율을 가지고 있으므로 태양전지에 사용하는 데 많은 기대되는 물질이다. Copper oxide 박막은 열증착 법, 스프레이 필로시스, 전기화학 증착, 화학증착법, 그리고 솔-젤법 등 다양한 증착 방법이 있다. 넓은 면적의 소자를 제작할 경우 솔-젤 방법은 기존의 증착법에 비해 낮은 비용으로 제작, 높은 성장율, 그리고 높은 기계적 탄력성의 장점이 있다. 솔-젤법으로 만든 copper oxide는 P3HT의 HOMO (high occupied molecular orbital)와 비슷한 위치에 접하고 있으므로 정공수송층으로 적합하다. 본 연구에서 제작된 태양전지의 구조는 ITO/P3HT:PCBM/CuxO로 구성되어 있다. ITO가 $10{\Omega}$/sq의비저항을 가지고 있었고 UV 처리를 하였다. 그 위에 P3HT:PCBM (1:0.8 weight)를 스핀 코팅하였다. 마지막으로 0.1 M $Cu_xO$용액은 Cu (II) acetate monohydrate를 소스로 2-methoxyethanol ($C_3H_8O_2$)의 용제와 안정제로 monoethanolamine ($C_2H_7NO$)을 섞어서 만들었다. 그리고 P3HT:PCBM 위에 스핀 코팅하였고 열증착 방법으로 전극인 Ag 을 증착하여 최종 소자를 만들었다. Cu(II) acetate의 소스로 제작된 박막의 투과율 측정을 통해 에너지 밴드갭을 구할 수 있었다. Copper oxide 박막은 다결정구조 이므로 다중 밴드갭으로 구성되어지는 것을 알 수 있었다. 최종적으로 만들어진 소자를 열처리를 통해 소자 특성을 조사했더니 250도에서 가장 좋은 결과를 얻을 수 있었다.

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초소수 실리카 코팅층 제조와 표면 특성

  • Kim, Ji-Yeong;Kim, Sang-Seop
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2012.08a
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    • pp.123-123
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    • 2012
  • 초소수성 표면은 150도 이상의 높은 물 접촉각과 10도 이하의 낮은 sliding angle을 가지며 self-cleaning, anti-contamination 기능을 갖고 있는 것이 특징이다. 재료표면의 친수성과 소수성을 제어하기 위해서는 화학적 인자인 물질의 표면에너지나 물리적 인자인 표면 거칠기를 조절하는 방법이 있다. 초소수성 표면을 구현하기 위해서는 표면의 거칠기를 증가시키거나 표면 에너지를 낮춰야 하는데 고체 표면의 거칠기를 증가시키기 위해서는 일반적으로 표면에 microscale과 nanoscale의 계층구조를 형성시키는 방법이 사용된다. 자연계에 매우 풍부하게 존재하는 실리카는 내구성과 내마모성, 화학적 안정성, 고온 안정성 등을 지니고 있으며 인체에 무해하기 때문에 다양한 종류의 전자기기 및 부품의 내외장 코팅에 적용이 검토되고 있다. 이러한 관점에서 본 연구에서는 초소수성 코팅층을 구현하는 하나의 방법으로서 졸-겔방법으로 실리카 졸을 합성하여 전기분무법을 사용하여 microscale의 실리카 입자 코팅층을 형성하였으며, 표면 미세구조 조절 및 계층구조 형성과 불소화처리 공정을 통하여 초소수성 실리카 코팅층을 제조하였다. 이러한 초소수성 실리카 코팅층의 표면거칠기, 자외선 영향향, 내구성 등을 초소수성 관점에서 평가하였다.

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(Morphology and Optical Properties of $Sm^{2+}$-doped $10Al_2O_3-90SiO_2$ Thin Films Prepared by Sol-Gel Process and Spin Coating Technique) (솔-젤법과 스핀 코팅에 의해 제조된 $Sm^{2+}$가 도핑된 $10Al_2O_3-90SiO_2$ 박막의 구조 및 광학적 특성)

  • 장기완;김상수;김일곤;조은진;정용화;박성태;이용일;김창대;서효진
    • Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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    • 2002.07a
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    • pp.134-135
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    • 2002
  • Sm$^{2+}$가 도핑된 불화물 결정은 실온에서 영구적 스펙트럼 홀 생성이 나타나며, 이러한 실온에서의 영구적 스펙트럼 홀 생성은 새로운 광 메모리의 개발에 매우 중요하므로 많은 관심을 받고 있다. 본 연구에서는 Sm$^{2+}$가 도핑된 10Al$_2$O$_3$.90SiO$_2$ 박막을 제조하여 SEM 및 발광 스펙트럼(Photo-Luminescence; PL)을 측정함으로서 제조된 박막의 구조적, 광학적 특성을 조사하였다. (중략)

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Sol-gel Spin-coating of ZnO Co-doped with (F, Ga) as A Transparent Conducting Thin Film ((F, Ga) 코도핑된 ZnO 투명 전도 박막의 솔-젤 제조와 특성)

  • Nam, Gil Mo;Kwon, Myoung Seok
    • Journal of the Semiconductor & Display Technology
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    • v.13 no.1
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    • pp.91-95
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    • 2014
  • (F,Ga) co-doped ZnO thin film on glass substrate was fabricated via a simple non-alkoxide sol-gel spin-coating. Contrary to the F single doped ZnO thin film, the (F,Ga) co-doped thin film showed a significant reduce in electrical resistivity after a second post-heat-treatment in reducing environment. The resulting decrease in electrical resistivity with Ga co-doping is considered to be resulted from the increases both carrier density and mobility. The optical transmittance of the (F,Ga) co-doped thin film in the visible range showed higher transmittance with Ga co-doping compared with F single doped ZnO thin film.

Fabrication of ATO thin film for IR-cut off by sol-gel method (솔-젤 법에 의한 적외선 차단 ATO 박막 제조)

  • Kim, Jin-Ho;Lee, Kwang-Hee;Lee, Mi-Jai;Hwang, Jonghee;Lim, Tae-Young
    • Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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    • v.23 no.5
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    • pp.230-234
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    • 2013
  • IR cut-off thin films consisted of ATO nanoparticles were successfully fabricated by sol-gel method. The coating solution was synthesized with organic/inorganic hybrid binder and ATO colloidal solution and ATO thin films were coated on a slide glass with the withdrawal speed of 5~40 mm/s. As the withdrawal speed increased from 5 mm/s to 40 mm/s, the thickness of coating thin films also increased from $1.05{\mu}m$ to $4.25{\mu}m$ and the IR cut-off in wavelength of 780~2500 nm increased from 49.5 % to 66.7 %. In addition, the pencil hardness of ATO thin films dried at $80^{\circ}C$ was ca. 5H and the coating films were not removed after a cross cutter tape test because of the hybrid binder synthesized with tetraethylorthosilicate and methyltrimethoxysilane. The surface morphologies, optical properties and film thickness of prepared thin films with a different withdrawal speed were measured by field emission scanning electron microscope (FE-SEM), UV-Vis spectrophotometer, and Dektak.

Effect of heat treatment on the crystal structure and element distribution of $PbTiO_3$ thin film prepared by sol-gel process (솔-젤법에 의해 제조된 $PbTiO_3$ 박막의 결정구조 및 성분분포에 미치는 열처리의 영향)

  • Ki Cherl Ho;Do Hyun Kim
    • Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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    • v.4 no.4
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    • pp.347-355
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    • 1994
  • Thin films of $PbTiO_3$ were deposited on bare silicon wafers by the sol-gel process. Heat treatment of films was executed at temperature range from $400^{\circ}C$ to $750^{\circ}C$ to investigated its effect on the crystal structure and element distribution of $PbTiO_3$films. Only the perovskite structure was observed in the films annealed at $440^{\circ}C$ but pyrochlore structure was partially found at temperature range from $480^{\circ}C to 550^{\circ}C$. Thin films annealed at temperatures higher than $600^{\circ}C$ showed only the perovskite structure again but also showed the increasing loss of lead.

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Dielectric and electric properties of sol-gel derived PZT thin Films (솔-젤법으로 제조한 PZT박막의 유전 및 전기적 특성)

  • Hong, Kwon;Kim, Byong-Ho
    • Electrical & Electronic Materials
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    • v.9 no.3
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    • pp.251-258
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    • 1996
  • Sol-Gel derived ferroelectric Pb(Z $r_{0.52}$ $Ti_{0.48}$) $O_{3}$ thin films have been fabricated on Pt/Ti/ $SiO_{2}$/Si substrate. Two kinds of fast annealing methods, F-I (six times of intermediate and final annealing) and F-II(one final annealing after six times of intermediate annealing) were used for preparation of multi-coated PZT thin films. As the annealing temperature was increased, high capacitance could be obtained, for instance, 2700.angs.-thick PZT thin film annealed at 680.deg. C had a capacitance value of approximately 20nF at 1kHz. In addition, it is found that the dielectric constant is a function of the perovskite phase fraction. In case of F-I method, PZT thin film had a remanent polarization(Pr) of 8-15.mu.C/c $m^{2}$ and a coercive field( $E_{c}$) of 35-44kV/cm according to annealing temperature, whereas PZT film fabricated by F-II method had as high as 24-25.mu.C/c $m^{2}$ and 48-59kV/cm, respectively. As a result of measuring Curie temperature, PZT thin film had a range of 460-480.deg. C by F-I method and more or less higher range of 525-530.deg. C by F-II method, which implied that different microstructures could cause the different Curie temperature. Through I-V measurement, leakage current of PZT thin film fabricated by F-I and F-II methods was 64nA/c $m^{2}$ and 2.2.mu.A/c $m^{2}$ in the electric field of 100kV/cm, respectively.y.y.y.

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