전기변색소자 실험 예비보고서

목차

1. 실험 제목

2. 실험 목적

3. 실험 이론
1) 전기 증착이란?
2) 인터칼레이션 / 디인터칼레이션 (Intercalation / deintercalation) 이란?
3) 순환 전압 전류법 (Cyclic Voltammetry or Cyclic Voltammogram), 일정전압법(Chronoamperometry)이란?
4) 3원전극시스템(3 electrode system)과 각 전극의 역할과 기준전극의 종류를 쓰시오.
5) 전기변색소자를 실생활에 활용한 예를 2개 이상 쓰시오.

4. 참고 문헌

본문내용

1. 실험 제목 : 전기변색소자 (electrochromic) 물질 합성 및 색 변화 관찰

2. 실험 목적
전기증착법 (electrodeposition)을 통하여 기판 (ITO glass) 위에 산화텅스텐 (WO3)박막을 합성하고, 순환전압전류법 (Cyclic Voltammetry)을 통하여 합성된 박막의 전기적 특성을 파악하여 전기변색소자 장치(electrochromic device)의 원리를 이해한다.

3. 실험 이론
1) 전기 증착이란?
금속 이온이 음극 반응으로 금속 표면에 붙어 나오는 과정을 전기석출(electrodeposition) 또는 전착 이라고 한다. 전기 석출은 전기도금(electroplating)에 이용되는 과정이고 금속의 정체(electrorefining)에도 쓰이는 반응으로서 금속의 용해 과정의 역반응이다.

M^2+(aq) + ze^- → M(s)

여기서 금속 이온을 M^2+(aq)로 나타내었는데 경우에 따라서는 어떤 리간드에 결합된 착이온일 수도 있다. 이미 있는 금속의 표면에 새로운 금속이 입혀지는 과정은 처음에는 흡착된 금속원자(adatom)가 생기고 이금속 원자들이 모여서 결정을 만드는 단계 즉 전기결정화(electrocrystallization) 단계를 거친다. 원자들이 모이기 위하여 흡착된 원자들은 표면에서 이차원 확산 이동을 하기도 한다. 표면의 다른 자리들에서 시작된 결정들은 크면서 서로 맞붙어 층을 이루어 간다. 때로는 결정이 용액 쪽 방향으로 자라서 바늘과 같이 되는 경우도 있는데, 이 바늘같은 모양의 것들을 덴드라이트(dendrite)라 한다. 전류의 밀도가 좀 클 때는 작은 결정들이 많이 생겨 다결정성 석출층이 생기고, 금속 이온 농도가 아주 낮을 때 전류밀도가 높으면 덴드라이트가 생기기도 한다. 전류밀도가 아주 높으면 석출된 금속이 가루같이 생겨서 튼튼하지 못한 석출층이 생긴다. 전기 석출이 응용 목적에 맞도록 일어나게 하기 위해서는 전류밀도의 조절, 적당한 전해질 용액(bath)의 조성..

<중 략>

참고 자료

백운기·박수문, 전기화학, 청문당, 2001, p12~15, 141, 147, 273~275, 286
정철수, 전자이동의 화학 – 전기화학입문, 아진, 1996, p46~51, 225~228
변수일, 최신재료전기화학, 청문당, 2007, p451, 594~596
https://www.comsol.com/blogs/modeling-electroanalysis-cyclic-voltammetry
http://www.webassign.net/question_assets/wertzcams3/ch_11/manual.html
http://www.intechopen.com/books/state-of-the-art-in-biosensors-general-aspects/bioelectronics-foramperometric-biosensors
https://ettrends.etri.re.kr/ettrends/paper.do?paperno=0905002087&sYear=2015&sPubNo=156