졸-겔법에 의한 Spin coating 법을 이용한 발광박막의 제조(결과레포트)

소개글

1. 실험 목적
▹졸-겔법을 이용하여 ZnO용액을 제조하고 Spin coating 법을 사용하여 발 광박막의 제조를 통하여 박막재료 제조공정 및 졸-겔법 이해한다.

2. 이론
▹졸겔반응(sol-gel reaction) : 가수분해 또는 탈수축합에 의해서 얻어진 수십,수백mm의 colloid입자가 액체중에 분산된 sol의 화염가수분해에서 얻어진 실리카미립자등을 액체에 분산시킨 sol에서 colloid 입자의 응집,응결에 의해서 sol의 유동성이 손실되어 다공체의 gel로 되는 반응 (참문 1 p12)

목차

1.실험목적
2.이론
3.실험방법 및 시약조사
4.결과
5.토의
6.결론
7.참고문헌

본문내용

5. 토의
▹이번 실험에서는 졸-겔법을 이용하여 만들어진 ZnO용액을 Spin coating 법을 이용한 발광박막의 제조하는 실험이었다. 생성된 ZnO박막의 표면의 상태를 관찰하기 위해서 Sem(주사전자현미경)으로 생성된 표면을 관찰 하여보았다. 주사전자현미경은 10-3이상의 진공중에 놓여진 시료표면을 1-100nm 정도의 미세한 전자선으로 x-y의 이차원 방향으로 주사하여 시료표면에서 발생하는 2차전자 반사전자 투과전자 가시광 적외선등의 신호를 검출하여 화면상에 확대화상을 표시하는 현미경주로 금속등의 도체, 산화물등의 반도체, 고분자 재료나 세라믹등의 표면구조를 살펴볼때 사용되는 전자현미경이다.(참문 5)
먼저 졸-겔법에 의해서 상온에서 isopropanol 10ml에 MEA 0.1 mol,Zinc acetate dihydrate를 0.1 mol을 넣어 용매를 만들었다. 만들어진 용액을 50℃에서 한 시간 동안 교반하면서 가열하고, 만들어진 colloid 용액을 coating용액으로 사용하였다. 이 용액을 세척한 유리기판에 spin coater를 이용하여 3000rpm에서 20sec동안 코팅하여 film을 만들었다. 이 film에 있는 용매와 그 외 유기물들을 제거하기 위하여 300℃ 에서 한시간 동안 가열했다. 아래의 그림은 주사전자현미경으로 분석한 ZnO박막 표면의 형태이다.
그림1. 실험 결과 그림2. 문헌치

바로 옆의 그림과 비교해 보았을때 문헌상의 표면구조보다 약간 더 거칠고 불규칙적인 다결정질 구조를 보이는 것을 알 수 있다.
이것은 여러 가지 원인으로 해석 할 수 있는데 가장 큰 원인은 온도에 대한 영향인 것 같다. ZnO박막의 경우 일정온도 이상에서 결정화가 일어 나게 되는데 이 온도에 따라 결정의 거칠기 및 입자의 구조가 변하게 된다. 아래의 그림은 문헌상의 온도변화에 따른 ZnO표면의 결정모양을 보여주는데 온도에 따라 입자의 모양 및 거칠기가 변화 하는 것을 볼 수 있다.

참고 자료

1. 졸-겔법의 과학/문종수/경남대학교 출판부/1998/p12 ~ p17
2. Sol-gel법으로 제조한 BST 박막의 조성변화에 따른 전기적 특성/
경북대학교 공학석사학위논문/박동진/p 16 ~ p 20/2000년 12월
3. 전자재료 실험 매뉴얼