폴리아닐린(polyaniline, PANI) 전도성 고분자 용액을 camphorsulfonic acid(CSA)로 도핑하여 제조하였고 FTIR을 이용하여 고분자 중합 및 도핑유무를 확인하였다. 제조된 폴리아닐린을 스핀 코팅하여 유기박막 트랜지스터의 게이트 전극으로 사용하였으며, 열처리 온도변화에 따른 전기 전도도 변화를 4-probe measurement로 확인하였다. 또한 표면 특성을 이해하기 위해 atomic force microscope(AFM)와 optical microscope를 이용하였다. 폴리아닐린 게이트전극을 활용하여 얻은 유기박막 트랜지스터의 소자성능은 최고 이동도가 0.15 $cm^2$/Vs, 전류점멸비가 $2.4{\times}10^6$임을 확인하였다. 고분자 전극의 소지특성을 비교분석하기 위해, 같은 구조의 Au 전극소자를 제작하였다. Au 금속전극소자와 유사한 성능을 보인 폴리아닐렌 게이트 전극 소자는 플렉서블 유기박막 트랜지스터 전극으로 충분히 사용될 수 있다.
Silica sol에 YAG 형광체를 첨가량별로 spin 코팅 후, 코팅막의 blue LED에서 백색광이 발현되는 정도와 표면 및 곡면 코팅용 binder로써, 적용가능성을 확인하였다. SEM, PSA를 통해YAG의 입자 크기는 D50: 9~10 ㎛ 내외이며, XRD를 통해 YAG의 결정구조가 garnet(Y3Al5O12), cubic인 것을 확인하였다. 코팅막은 crack이 없고 동시에 silica sol이YAG 형광체를 균질하게 도포된 형상을 보였으며, 첨가량 증가와 비례하게 코팅막 내에서 YAG 첨가량과 두께는 최대 40 ㎛까지 증가하는 추세를 보였다. 그리고 YAG 첨가량이 증가할수록 PL emission intensity 증가와 chromatic locus 곡선 끝 방향으로 색좌표 이동을 확인하였다. Soda-lime 유리기판 표면에 코팅 후, crack이 없으며 YAG 형광체가 균질하게 도포된 코팅성과 코팅막의 백색광 발현특성을 확인할 수 있었고 이는 직접적으로 LED에 다양한 형태의 형광 형상의 구현이 가능하다는 것을 의미한다.
본 연구에서는 3차원 다층 미세유체 디바이스를 제작하기 위한 접착제로서 불소화 에틸렌 프로필렌(fluorinated ethylene propylene, FEP) 나노입자를 연구하였다. FEP 분산 용액을 1500 rpm에서 30초 동안 단순 스핀 코팅하여 기판에 3 ㎛ 두께의 균일하게 분포된 FEP 나노 입자 층을 형성하였다. FEP 나노입자는 300 ℃에서 1시간 동안 열처리 후 소수성 박막으로 변형되었으며, FEP 나노입자를 이용하여 제작된 폴리이미드 필름 기반 미세유체 디바이스는 최대 2250 psi의 압력을 견디는 것을 확인하였다. 마지막으로 기존의 포토리소그래피로 제작하기 어려운 16개의 마이크로 반응기로 구성된 3차원 다층 미세유체 디바이스를 FEP가 코팅된 9개의 폴리이미드 필름을 간단한 1단계 정렬로 성공적으로 구현하였다. 개발된 3차원 다층 미세유체 디바이스는 화학 및 생물학의 다양한 응용을 위한 고속대량 스크리닝, 대량 생산, 병렬화 및 대규모 미세유체 통합과 같은 강력한 도구가 될 가능성이 있습니다.
Planar BiVO4 and 3 wt% Mo-doped BiVO4 (abbreviated as Mo:BiVO4) film were prepared by the facile spin-coating method on fluorine doped SnO2(FTO) substrate in the same precursor solution including the Mo precursor in Mo:BiVO4 film. After annealing at a high temperature of 450℃ for 30 min to improve crystallinity, the films exhibited the monoclinic crystalline phase and nanoporous architecture. Both films showed no remarkably discrepancy in crystalline or morphological properties. To investigate the effect of surface passivation exploring the Al2O3 layer, the ultra-thin Al2O3 layer with a thickness of approximately 2 nm was deposited on BiVO4 film using the atomic layer deposition (ALD) method. No distinct morphological modification was observed for all prepared BiVO4 and Mo:BiVO4 films. Only slightly reduced nanopores were observed. Although both samples showed some reduction of light absorption in the visible wavelength after coating of Al2O3 layer, the Al2O3 coated BiVO4 (Al2O3/BiVO4) film exhibited enhanced photoelectrochemical performance in 0.5 M Na2SO4 solution (pH 6.5), having higher photocurrent density (0.91 mA/㎠ at 1.23 V vs. reversible hydrogen electrode (RHE), briefly abbreviated as VRHE) than BiVO4 film (0.12 mA/㎠ at 1.23 VRHE). Moreover, Al2O3 coating on the Mo:BiVO4 film exhibited more enhanced photocurrent density (1.5 mA/㎠ at 1.23 VRHE) than the Mo:BiVO4 film (0.86 mA/㎠ at 1.23 VRHE). To examine the reasons, capacitance measurement and Mott-Schottky analysis were conducted, revealing that the significant degradation of capacitance value was observed in both BiVO4 film and Al2O3/Mo:BiVO4 film, probably due to degraded capacitance by surface passivation. Furthermore, the flat-band potential (VFB) was negatively shifted to about 200 mV while the electronic conductivities were enhanced by Al2O3 coating in both samples, contributing to the advancement of PEC performance by ultra-thin Al2O3 layer.
Boehmite 나노졸을 이용하여 자외선 및 열 경화가 동시에 가능한 내구성 코팅재료를 제조하였다. Boehmite (AlOOH) 나노입자에 3-(trimethoxysilyl)propylmethacrylate, (3-glycidyloxypropyl)trimethoxysilane 등의 유기 실란 커플링제를 혼합하는 sol-gel법으로 내구성 코팅 재료를 만들었다. 최초 boehmite 입자가 물에서만 분산 가능하였던 반면, 유기 실란이 도입된 입자는 알코올, tetrahydrofuran, acetonitrile 등의 유기 용매에서도 분산 가능케 되어 코팅 공정상 넓은 응용이 가능하게 되었다. 코팅 박막은 spin 코팅 방식을 이용하여 다양한 기질에 제조되었으며 제조된 박막은 FT-IR, Si/Al CP MAS NMR, UV-Vis spectrophotometer, 연필 경도계 및 FE-SEM, Taber abraser 등의 다양한 방법을 통하여 분석을 실시하였다. 유기실란의 배합 비율을 조절하여 최적화된 경도와 투명성을 갖는 박막을 얻었다. 또한 플라즈마로 전처리된 PMMA기질을 이용한 실험을 통하여 전처리의 효과성을 논의하였다.
본 연구에서는 졸-겔 공법을 이용하여 가스 차단 특성을 갖는 $SiO_2/EVOH$(에틸렌 비닐알콜 공중합체) 하이브리드 물질을 제조하였다. 제조된 여러 조성의 하이브리드 졸을 표면 처리한 biaxially oriented polypropylene (BOPP) 기지재에 스핀 코팅 방식을 이용하여 코팅하였다. X선 회절 및 DSC 분석에 의해 하이브리드 내의 EVOH 상과 실리카 상 사이의 결합에 따른 결정화 거동의 변화를 조사하였다. 또한 $SiO_2/EVOH$ 하이브리드 겔의 모폴로지 관찰을 통하여, 100nm 이하의 실리카 입자들이 균열하게 분산된 매우 치밀한 상 미세구조를 갖는 하이브리드 물질을 제조하기 위해 필요한 Tetraethylorthosilicate (TEOS) 무기전구체의 최적 함량이 존재함을 알 수 있었다. 첨가된 TEOS 함량이 최적 함량보다 낮거나 높은 경우에는 큰 도메인의 입자 클러스터들이 형성되어 매우 불안정한 모폴로지를 나타내는 상분리 현상이 관찰되었다. 이러한 모폴로지 결과는 하이브리드 코팅 필름의 산소 투과도의 변화 결과와 일치하였는데, TEOS 함량이 0.01 - 0.02mol로 첨가되어 제조된 하이브리드로 코팅된 필름의 경우 매우 우수한 산소 차단 특성을 나타냈으며, 0.04mol 이상으로 첨가되었을 때는 상 분리 및 미세 균열 발생으로 인하여 그 차단 특성이 급격하게 감소하는 것으로 나타났다.
Metal-Ferroelectric-Metal(MFM) capacitors were prepared using $Bi_{3.3}$$La_{0.7}$$Ti_3$$O_{12}$ (BLT) ferroelectric thin films which were spin coated on $Pt/Ti/SiO_2$/Si substrates by the Sol-Gel method. BLT thin films annealed at above $650^{\circ}C$ showed polycrystalline structures with typical c-axis preferred orientation. The grain size and surface roughness were increased as the annealing temperature increased from $650^{\circ}C$ to $700^{\circ}C$. In addition, the full width at half maximum (FWHM) values were decreased with increasing annealing temperatures, indicating the improvement of crystallinity. The remanent polarization (2Pr= $Pr^{+}$$+Pr^{-) }$ and leakage current of the BLT film annealed at $650^{\circ}C$ were about 29.3 $\mu$C/cm$^2$ and $2.3$\times$10^{-8}$$ A/cm^2$ at 3V. There were no distinct changes in the retention charges after $10^{10}$ polarization switching cycles, showing good fatigue property of the annealed BLT films.
$TiO_2$ anatase nanotube arrays (NTAs) were grown by electrochemical anodization and followed annealing of Ti foil. Ethylene glycol/$NH_4F$-based organic electrolyte was used for electrolyte solution and using second anodization process to obtain free-standing NTAs. After obtaining NTAs, ITO film was deposited by sputtering process on bottom of NTAs. UV-curable NOA was used for attach free-standing NTAs on flexible plastic substrate (PEN). Solid state electrolyte (spiro-OMeTAD) was coated via spin-coating method on top of attached NTAs. Ag was deposited as a counter electrode. Under AM 1.5 simulated sunlight, optical characteristics of devices were investigated. In order to use flexible polymer substrate, processes have to be conducted at low temperature. In case of $TiO_2$ nano particles (NPs), however, crystallization of NPs at high temperature above $450^{\circ}C$ is required. Because NTAs were conducted high temperature annealing process before NTAs transfer to PEN, it is favorable for using PEN as flexible substrate. Fabricated flexible solid-state DSSCs make possible the preventing of liquid electrolyte corrosion and leakage, various application.
Electrochromism (EC) is defined as a phenomenon in which a change in color takes place in the presence of an applied voltage. Because of their low power consumption, high coloration efficiency, EC devices have a variety of potential applications in smart windows, mirror, and optical switching devices. An EC devices generally consist of a transparent conducting layer, electrochromic cathodic and anodic coloring materials and an ion conducting electrolyte. EC has been widely studied in transition metal oxides(e.g., WO$_3$, NiO, V$_2$O$\sub$5/) Among these materials, WO$_3$ is a most interesting material for cathodic coloration materials due to its lush coloration efficiency (CE), large dynamic range, cyclic reversibility, and low cost material. WO$_3$ films have been prepared by a variety of methods including vacuum evaporation, chemical vapor deposition, electrodeposition process, sol-gel synthesis, sputtering, and laser ablation. Sol-gel process is widely used for oxide film at low temperature in atmosphere and requires lower capital investment to deposit large area coating compared to vacuum deposition process.
Ferroelectric L $a_2$$Ti_2$$O_{7}$(LTO) thin films were prepared by chemical solution deposition processes. Acetylacetone was used as chelating agent and nitric acid was added in the stock solution to control hydrolysis and condensation reaction rate. The LTO thin films were spin-coated on Pt/Ti/ $SiO_2$/(100)Si and Pt/Zr $O_2$/ $SiO_2$/(100)Si substrates. After multiple coating, dried thin films were heat-treated for decomposition of residual organics and crystallization. The role of acetylacetone in Ti iso-propoxide stabilization by possibly substituting $O^{i}$Pr ligand was studied by H-NMR. B site-rich impurity phase, i.e. L $a_4$$Ti_{9}$$O_{24}$, was found after annealing, where its appearance was dependent on process temperature indicating the possible reaction with substrate. Dielectric and other relevant electrical properties were measured and the results were compared between modified sol-gel and MOD processes.s.s.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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