OLED 소자는 발광 방향에 따라 Bottom Emission 방식과 Top Emission 방식으로 나뉜다. 이 중 대면적 OLED TV 적용에 개구율이 더 높은 Top Emission방식을 선호하는 추세이다. 높은 개구율을 가진 Top Emission OLED소자를 위해서는 투명하고 전도성이 높은 캐소드가 중요하다. 본 연구에서는 Themal Evaporation 시스템을 이용하여 증착한 $SnO_2/Ag-Pd-Cu(APC)/SnO_2$ hybrid 전극의 특성을 연구하고 Oxide/Metal/Oxide(OMO) hybrid 박막의 bending mechanism을 제시하였다. base pressure는 $1{\times}10^{-6}Torr$로 고정하고 $SnO_2$ 박막은 0.34A / 0.32V, APC 박막은 0.46A / 0.40V의 power로 성막하였다. APC와 $SnO_2$의 두께를 변수로 OMO 전극을 제작하였고 그 전기적, 광학적 특성을 Hall measurement, UV/Visible spectroscopy을 이용하여 분석하고 Figure of merit 값을 바탕으로 최적 두께를 설정하였다. UPS(Ultraviolet Photoelectron Spectroscopy) 분석으로 $SnO_2/APC/SnO_2$ 전극의 일함수을 통해 투명 cathode로 쓰였을 때 $SnO_2$ 층이 buffer layer역할을 함을 확인하였다. XPS(X-ray photoelectron spectroscopy)를 이용하여 정성분석과 정량분석을 하였고 OMO hybrid 전극의 bending mechanism 연구를 위해 다양한 bending test (Inner/Outer dynamic fatigue test, twisting test, rolling test)를 진행하였다. 물리적 힘이 가해진 OMO hybrid 전극의 표면과 구조는 FE-SEM(Field Emission Scanning Electron Microscope) 분석을 통해서 확인할 수 있었다.
Recent development of organic solar cell approaches the level of 8% power conversion efficiency by the introduction of new materials, improved material engineering, and more sophisticated device structures. As for interface engineering, various interlayer materials such as LiF, CaO, NaF, and KF have been utilized between Al electrode and active layer. Those materials lower the work function of cathode and interface barrier, protect the active layer, enhance charge collection efficiency, and induce active layer doping. However, the addition of another step of thin layer deposition could be a little complicated. Thus, on a typical solar cell structure of Al/P3HT:PCBM/PEDOT:PSS/ITO glass, we used Li:Al alloy electrode instead of Al to render a simple process. J-V measurement under dark and light illumination on the polymer solar cell using Li:Al cathode shows the improvement in electric properties such as decrease in leakage current and series resistance, and increase in circuit current density. This effective charge collection and electron transport correspond to lowered energy barrier for electron transport at the interface, which is measured by ultraviolet photoelectron spectroscopy. Indeed, through the measurement of secondary ion mass spectroscopy, the Li atoms turn out to be located mainly at the interface between polymer and Al metal. In addition, the chemical reaction between polymer and metal electrodes are measured by X-ray photoelectron spectroscopy.
We analyzed the effect of etchants for metal catalysts in terms of the characteristics of resulting graphene films, such as sheet resistance, hall mobility, transmittance, and carrier concentration. We found the residue of $FeCl_3$ etchant degraded the sheet resistance and mobility of graphene films. The residue was identified as an iron oxide containing a small amount of Cl through elemental analysis using X-ray photoelectron spectroscopy. To remove this residue, we provide an alternative etching solution by introducing acidic etching solutions and their combinations ($HNO_3$, HCl, $FeCl_3$ + HCl, and $FeCl_3+HNO_3$). The combination of $FeCl_3$ and acidic solutions (HCl and $HNO_3$) resulted in more enhanced electrical properties than pure etchants, which is attributed to the elimination of left over etching residue, and a small amount of amorphous carbon debris after the etching process.
The optical and electronic properties of Indium Tin Oxide (ITO) thin films deposited on a RF-plasma treated glass substrate were investigated by X-Ray Photoelectron Spectroscopy (XPS), Ultra-violet Photoelectron Spectroscopy (UPS), Reflected Electron Energy Loss Spectroscopy (REELS). The modification of glass substrates was carried out by varying the time of the plasma surface treatment in an oxygen atmosphere. The focus of this research was to examine how the optical and electronic properties of ITO thin films change with the plasma treatment time. The surface energy increased since the carbon bonds were removed from the surface after the glass substrate received the surface treatment. The ITO thin films produced on the glass substrate with surface treatment showed that the high optical transmittance was approximately 85%. The measured band gap energy was as high as 3.23 eV when the plasma treatment time was 60 s and the work function after the treatment was increased by 0.5 eV in comparison to that before the treatment of 60 s. The ITO thin film exhibited an excellent sheet resistance of $2.79{\Omega}/{\Box}$. We found that the optical and electronic properties of ITO thin films can be improved by RF-plasma surface treatment.
The tribological behavior of CrMoN films with respect to surface chemistry was investigated by using X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). All of the films were prepared from a hybrid PVD system consisting of DC unbalanced magnetron (UBM) sputtering and arc ion plating (AIP) sources. The tribological property of the films was evaluated by a friction coefficient using a Ball-on-disk type tribometer. The chemistry of wear track was analyzed by energy dispersive spectroscopy (EDS) and XPS. The friction coefficient was measured to be 0.4 for the CrMoN film, which is lower than that of a monolithic CrN film. EDS and XPS results imply the formation of an oxide layer on the coating surface, which was identified as molybdenum oxide phases, known to be a solid lubricant during the wear test.
Diamond-like carbon (DLC)은 $Sp^3$ 결합분율이 높은 준안정 상태의 비정질 탄소물질로 이루어진 박막이다. DLC는 기계적 특성, 화학적 특성, 윤활 특성뿐만 아니라 광학적, 전기적 특성 또한 우수한 물질이다. 본 연구에서는 DLC 박막을 그라파이트(graphite) 타깃을 출발 물질로 하여 고주파 마그네트론 스퍼터(RF magnetron sputter)로 $SiO_2$ 기판 상에 증착하였다. 증착된 DLC 박막은 후 열처리를 하였으며 열처리 온도에 따른 DLC 박막의 특성 변화를 관찰하였다. 열처리는 진공에서 급속가열법(rapid thermal process)으로 $300{\sim}500^{\circ}C$ 범위에서 시행하였다. 열처리된 DLC 박막은 전기적 특성 평가를 위하여 Hall 계수 측정기를 이용하여 상온 비저항을 측정하였으며 표면 변화를 확인하기 위하여 원자력 현미경(atomic force microscopy)을 이용하여 표면형상 변화를 관찰 하였다. 또한 표면특성, 비저항 특성 변화와 구조적 특성 변화와의 관계를 확인하기 위하여 X-선 광전자 분광법(X-ray photoelectron spectroscopy)과 라만 분광법을 이용하여 열처리에 따른 DLC 박막의 구조 변화를 관찰하였다.
원격 플라즈마 화학기상증착법(Remote Plasma Enhanced-Ultrahigh Vacuum Chemical Vapor Deposition)에 의해 활성화된 질소 원자를 사용하여 사파이어 기판의 표면 을 저온에서 질화처리한 후 표면의 화학적 조성을 조사하였다. 질화처리에 의해 주로 표면 에 형성된 물질은 AIN임을 X-선 광전자 분광방법(X-ray photoelectron spectroscopy:XPS) 을 사용하여 확인하였다. 또한 플라즈마의 RF 출력, 반응 온도 및 시간에 따라서 기판의 Al 과 반응한 질소의 상대적인 양과, 표면 형태를 XPS와 AFM(atomic force microscopy)을 사 용하여 조사하였다. 플라즈마에 의해서 질소는 RF출력에 따라 증가한 후 일정하게 됨을 관 찰하였다. 그러나 질화 처리 온도와 시간의 증가에 따른 AIN의 상대적인 양은 비교적 무관 함을 관찰하였다. 또한 Ar스퍼터링을 통한 XPS의 depth profile을 관찰한 결과 질화층은 깊 이에 따라 3개의 다른 층으로 이루어져 있음을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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