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"신소재공학과"에 대한 내용입니다.
목차
1. 신소재공학과
2. 디스플레이 표면실험
2.1. 이론 및 용어정리
2.1.1. 공초점 레이저 주사 현미경
2.1.2. 원자간력 현미경
2.1.3. 프리즘 시트
2.2. 실험결과 및 방법
2.3. 고찰
3. Cu 전기도금 조건 변화에 따른 도금층 두께 변화 및 열처리 전후의 박막 인장시험
3.1. 서론
3.2. 실험 방법
3.3. 결과 및 논의
3.4. 결론
4. 태양전지 특성 평가
4.1. 이론적 배경
4.1.1. 태양전지 구조
4.1.2. 태양전지 구동원리
4.1.3. Tauc plot에 의한 재료의 에너지 밴드갭 계산
4.1.4. 태양전지 전기적 특성 평가
4.1.5. 태양전지 특성 평가
4.2. 실험 방법
4.2.1. 광학적 특성 평가 방법
4.2.2. 전기적 특성 평가 방법
4.2.3. 태양전지 특성 평가 방법
4.3. 실험결과 및 분석
4.3.1. 광학적 특성 평가 결과
4.3.2. 전기적 특성 평가 결과
4.3.3. 태양전지 특성 평가 결과
4.4. 고찰
5. 참고 문헌
본문내용
1. 신소재공학과
신소재공학과는 신규 소재 개발과 기존 소재의 특성 향상을 통해 다양한 산업 분야에 적용되는 소재를 연구하는 학문 분야이다. 공초점 레이저 주사 현미경은 고해상도의 화상을 얻을 수 있는 기구로서 생물학, 물리학, 재료과학 분야에서 활용되고 있다. 원자간력 현미경은 탐침과 시료 사이의 미세한 힘을 이용하여 물질의 표면 특성을 관찰할 수 있는 장비이다. 프리즘 시트는 LCD에서 광 효율을 향상시키기 위해 사용되는 광학 필름으로, 측광을 정면광으로 전환하고 광을 집광시켜 휘도를 높인다. 디스플레이 표면 실험에서는 프리즘 시트를 분석하기 위해 컴포컬 현미경을 활용하여 표면 거칠기를 관찰하였고, 데이터 분석을 통해 미세한 오차를 확인하였다. 이러한 오차는 프리즘 시트의 평탄성과 진동 등의 영향으로 발생한 것으로 추정된다.
Cu 전기도금 실험에서는 도금 조건 변화에 따른 도금층 두께 변화와 열처리 전후의 박막 인장 특성을 확인하였다. 전기도금은 반도체, 전자, 통신 분야 등에 널리 사용되는 기술로, 전기화학적 반응을 통해 금속 이온을 환원시켜 금속 박막을 형성한다. 실험 결과, 도금 첨가제의 영향으로 도금층 두께와 표면 특성이 달라지는 것을 확인하였다. 또한 열처리 전후의 박막 인장 시험을 통해 연신율과 인장강도의 변화를 관찰하였다. 이를 통해 결정립 크기 및 조직 변화가 재료의 기계적 특성에 미치는 영향을 파악할 수 있었다.
태양전지 특성 평가 실험에서는 태양전지의 구조, 구동원리, 전기적 특성 분석 방법 등을 다루었다. Tauc plot을 활용하여 재료의 에너지 밴드갭을 계산하고, 직렬저항과 병렬저항 등의 특성을 분석하여 태양전지 성능을 평가하였다. 실험 결과, 제작한 태양전지의 에너지 변환 효율은 약 7.11%로 나타났는데, 이는 빛의 반사, 전하 손실, 전기적 저항 등의 요인으로 인해 다른 연구 결과에 비해 다소 낮은 수준이었다. 향후 에너지 밴드갭 최적화, 광 흡수도 개선 등의 방법을 통해 태양전지 효율 향상이 가능할 것으로 판단된다.
종합적으로 신소재공학과에서는 신규 소재 개발과 기존 소재의 특성 향상을 위한 다양한 연구가 수행되고 있으며, 공초점 현미경, 원자간력 현미경, 전기도금, 태양전지 등 다양한 분석 기법과 응용 분야가 있다. 이러한 연구는 첨단 산업 분야의 발전에 기여하고 있다. []
2. 디스플레이 표면실험
2.1. 이론 및 용어정리
2.1.1. 공초점 레이저 주사 현미경
공초점 레이저 주사 현미경은 고해상 화상을 얻는 데 쓰이는 여러 기구이다. 1957년 마빈 민스키에 의해 그 아이디어가 처음 제안되었고, 이후 Eggar와 Petran에 의해 처음 만들어졌다. 현재 생물학, 물리학, 재료과학 분야에서 광범위하게 사용되고 있다. 일반적인 현미경과는 달리 대물 렌즈 뒤편에 바늘 구멍을 두어 시료의 한 점에서 출발한 빛만이 통과하게 하여 명암비와 분해능을 높인 현미경이다. 한 번에 한 점만을 보기 때문에 시간 간격을 두어 이웃한 점들을 연속적으로 측정하여 이를 컴퓨터를 이용해 시각화하면 2차원 혹은 3차원 영상을 얻을 수 있다.
2.1.2. 원자간력 현미경
원자간력 현미경(Atomic Force Microscope, AFM)은 주사 프로브 현미경(Scanning Probe Microscope, SPM)의 한 종류이다. 이름대로, 실험시료와 탐침의 원자 사이에 작용하는 반데르발스힘을 검출하여 이미지를 얻는다. 원자 사이에 작용하는 힘은 모든 물질에서 작용하기 때문에, 전자나 전기를 이용하는 STM이나 SEM과 달리, 전도성 물질로 코팅을 하거나 진공 상태로 만드는 등 전처리 없이도 모든 시료를 용이하게 볼 수 있다. 이러한 장점 덕분에 대기나 액체 속, 또는 고온부터 저온까지 여러가지 환경에서 생체 실험자료를 자연에 가까운 상태로 측정할 수 있다. 2013년 현재 다른 주사 프로브 현미경과 같이 공간분해능은 탐침 끝의 두께(나노미터 크기)에 따라 달라지고, 원자 수준까지 볼 수 있다.
2.1.3. 프리즘 시트
LCD는 스스로 빛을 낼 수 없기 때문에 광원(CCFL 또는 LED)을 사용하여 광을 얻고, 이 광을 도광판을 통해 전체 면적으로 분포시키고, 확산 시트를 이용하여 보다 균일한 밝기의 면광원으로 변형된다. 이러한 과정에서 초기 광원으로부터 출시된 광의 효율은 점점 떨어지게 되는데 프리즘 시트를 사용하여 측광(side light)을 정면광으로 바꾸고 방사하는 광을 집광시켜 휘도를 높인다. 프리즘 시트는 LCD 휘도를 향상시키기 위한 필름으로, 광원에서 출사된 광을 집광하여 LCD 패널로 보내 균일한 휘도를 구현하는 역할을 한다. 프리즘 시트는 내부에 있는 프리즘 구조로 인해 측면에서 들어온 광을 위쪽으로 집광하여 LCD 패널에 보내는 효과를 가진다. 따라서 프리즘 시트를 사용하면 광 이용 효율을 높여 LCD의 휘도를 향상시킬 수 있다. 프리즘 시트를 통해 광의 경로가 변경되어 균일한 휘도를 구현할 수 있으며, 프리즘의 구조와 각도에 따라 광 집광 효과를 조절할 수 있다. 이처럼 프리즘 시트는 LCD의 주요 구성 요소 중 하나로 LCD의 성능을 향상시키는 데 필수적인 부품이라고 할 수 있다.
2.2. 실험결과 및 방법
폴더 피쳐폰을 뜯어서 다음과 같이 나열한 뒤 프리즘시트를 컴포컬로 실험 분석하였다. 1번부터 11번까지의 영역데이터를 비교하고, propile display를 보면 거칠기를 비교할 수 있다. Vvidth(um) 폭 Heiht(um) 높이 Length(um) 길이 1 22.981 1.530 23.032 2 24.749 12.240 27.610 3 24.749 1.530 24.796 4 22.981 0.000 22.981 5 24.749 9.180 26.396 6 22.981 0.000 22.981 7 22.981 6.120 23.782 8 22.981 4.590 23.435 9 24.749 4.590 25.171 10 24.749 10.710 26.967 11 22.981 0.000 22.981 데이터값을 분석하고나서 미세하지만 약간씩의 오차가 있는걸을 알 수 있다.
프리즘시트가 플랫한 상태로 거칠기를 측정해서 원인이 될 수 있다. CFM장치에 자체적으로 주위 진동의 영향을 막아주는 장치가 안되어있어 미세한 발구르는 진동 등에 의해서 거칠기에 영향이 될 수있다.
2.3. 고찰
프리즘 시트는 LCD 휘도를 향상시키기 위한 필름이다. LCD는 스스로 빛을 낼 수 없기 때문에 광원(CCFL 또는 LED)을 사용하여 광을 얻고, 이 광을 도광판을 통해 전체 면적으로 분포시키고, 확산 시트를 이용하여 보다 균일한 밝기의 면광원으로 변형된다. 이러한 과정에서 초기 광원으로부터 출시된 광의 효율은 점점 떨어지게 되는데 프리즘 시트를 사용하여 측광(side light)을 정면광으로 바꾸고 방사하는 광을 집광시켜 휘도를 높인다. 프리즘시트가 플랫한 상태로 거칠기를 측정...
참고 자료
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PCB Theoretical theory of process technology of electroplating, 김형록
http://blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=hrkim5246&logNo=220944284503&redirect=Dlog&widgetTypeCall=true
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Characterization of the SnAg Electrodeposits according to the Current Density and Cross-sectional Microstructure Analysis in the Cu Pillar Solder Bump S. H Kim, S, K Hong, H, H Yim, H, J Lee* pp.131 ~ 135 (2015)
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