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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 김대일
- 발행연도
- 2020
- 저작권
- 울산대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수5
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본 연구에서는 ZnO와 ZnO/Au/ZnO 다층 박막을 제작하였다. 박막을 제작하기 위해 DC/RF 마그네트론 스퍼터를 이용하였다. Au 두께에 따른 박막의 구조적, 전기적, 광학적 특성의 변화를 비교하였으며 전자빔 조사를 통한 박막의 특성 변화를 고찰하였다. ZnO 타겟에는 RF 3.5 W/㎠, Au 타겟에는 DC 3.3 W/㎠ 전력을 인가하였다. ZnO/Au/ZnO 적층 박막에서 시간을 조절하여 증착률의 변화를 주었으며 Au의 두께는 6, 8, 10 nm로 하였고, ZnO 박막의 두께는 총 100 nm로 고정하였다. 모든 증착 공정은 상온에서 이루어졌다. XRD 측정 결과 상온에서 증착된 ZnO는 (002) 방향이 확인되었으며, Au 두께가 8 nm 이상에서는 Au (111) 방향으로 우선 성장하는 것을 확인하였다. ZnO/Au/ZnO 적층 박막의 Au 두께가 8 nm 일 때 성막을 형성하여 표면 거칠기가 최솟값이 되는 것을 확인할 수 있었으며 결정성이 성장하면서 다시 표면 거칠기가 증가하였다. Au 두께가 증가함에 따라 전하 밀도와 이동도가 증가하였으며, 가시광 투과도는 감소하는 경향을 보였다. ZnO/Au/ZnO 박막의 전기광학적 물성을 비교하기 위해 FOM 값을 계산해본 결과 Au 두께가 8 nm일 때 면 저항 74.72 Ω/sq 투과도 74.07 %로 6.65 X 10-4 Ω-1 로 가장 우수하였다. 최적의 조건 ZnO 50 nm/Au 8 nm /ZnO 50 nm를 후속 전자빔처리를 한 결과 전자빔 조사에너지가 증가함에 따라 상부 ZnO 박막에 전자빔 충돌 에너지를 전달함으로써 결정화되어 ZnO(002), Au(111)의 회절 피크가 증가하였고, 조사에너지 증가로 전하 밀도와 전하 이동도가 증가하여 비저항이 감소하는 경향을 보였으며, 조사에너지가 900 eV일 때 전하 밀도 2.71 X 1021cm-3, 전하 이동도 3.40cm2 V-1 S-1, 비저항 6.17 X 10-4 Ω cm 값으로 최솟값을 가졌다. 전자빔 조사에 따른 박막의 광학적 특성 변화는 확인되지 않았다.
플렉서블 디스플레이 적용 여부를 확인해보기 위해 최적화된 ZnO/Au/ZnO 적층 박막을 PI기판에 증착하여 Bending Test를 실시하였다. Bending radius 2 mm에서 10,000번 Bending Test를 시행했을 때도 저항 변화 값의 변화가 없는 것으로 관찰되었으며 SEM을 이용하여 5000배 확대하여도 표면 Crack이 없는 것으로 확인되었다.
플렉서블 디스플레이 적용 여부를 확인해보기 위해 최적화된 ZnO/Au/ZnO 적층 박막을 PI기판에 증착하여 Bending Test를 실시하였다. Bending radius 2 mm에서 10,000번 Bending Test를 시행했을 때도 저항 변화 값의 변화가 없는 것으로 관찰되었으며 SEM을 이용하여 5000배 확대하여도 표면 Crack이 없는 것으로 확인되었다.
목차
1. 서론 12. 이론적 배경2-1. TCO 32-2. TCE 42-3. Poly-imide film 52-4. ZnO 72-4-1. ZnO의 결정구조2-4-2. ZnO의 전기적 특성2-4-3. ZnO의 광학적 특성3. 실험 및 분석 방법3-1. 실험 방법 및 실험 장치 123-1-1. 타겟 및 기판 준비3-1-2. 박막의 증착 및 후속 전자빔처리3-2. 박막의 특성 분석 143-2-1. Hall effect Measurement를 이용한 전기적 특성 분석3-2-2. X-ray diffraction을 이용한 박막의 결정 구조 분석3-2-3. UV-Vis-NIR을 이용한 박막의 광학적 특성 분석3-2-4. Atomic Force Microscope를 이용한 박막의 표면 거칠기 분석3-2-5. Figure of Merit4. 실험 결과 및 고찰4-1. Au두께에 따른 ZnO/Au/ZnO 박막의 특성 184-1-1. Au두께에 따른 ZnO/Au/ZnO 박막의 결정구조 분석4-1-2. Au두께에 따른 ZnO/Au/ZnO 박막의 표면 거칠기 분석4-1-3. Au두께에 따른 ZnO/Au/ZnO 박막의 전기적 특성 분석4-1-4. Au두께에 따른 ZnO/Au/ZnO 박막의 광학적 특성 분석4-1-5. Au두께에 따른 ZnO/Au/ZnO 박막의 Figure of merit4-2. 전자빔 처리에 따른 ZnO/Au/ZnO 박막의 특성 254-2-1. 전자빔 처리에 따른 ZnO/Au/ZnO 박막의 결정구조 분석4-2-2. 전자빔 처리에 따른 ZnO/Au/ZnO 박막의 표면 거칠기 분석4-2-3. 전자빔 처리에 따른 ZnO/Au/ZnO 박막의 전기적 특성 분석4-2-4. 전자빔 처리에 따른 ZnO/Au/ZnO 박막의 광학적 특성 분석4-2-5. 전자빔 처리에 따른 ZnO/Au/ZnO 박막의 Figure of merit4-3. 폴리머기판을 적용한 ZnO/Au/ZnO 박막의 특성 314-3-1. Bending Test 후 ZnO/Au/ZnO 적층박막 특성 분석4-3-2. Bending Test 전후 SEM 표면사진 비교제 5 장. 결론 33참고문헌 34Abstract 37
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