전도성 고분자 필름제조 및 특성분석

본 내용은 " 유기소재실험2_전도성 고분자 필름제조 및 특성분석 " 의 원문 자료에서 일부 인용된 것입니다. 2023.09.08

문서 내 토픽

• 1. 저항과 전기 전도도의 관계

  전류 I가 흐르고 있는 단면적 A, 길이 L인 도선에서 전기장은 전위가 낮아지는 방향으로 향하고 있으므로 점 a에서의 전위는 점 b에서의 전위보다 높다. 전류를 양전하의 흐름으로 생각할 경우 양전하는 전윅 krkath하는 방향으로 이동한다. 이 도선에서 전기장이 일정할 경우 두 점 a와 b사이의 전합강하는 V(전압)이다. 전류의 방향으로 생기는 전압강하의 전류에 대한 비를 도선의 저항이라 부른다. V=IR은 보통 Ohm's law라고 한다. 물질이나 용액이 전하를 운반할 수 있는 정도. 비저항의 역수이다. 단위는 지멘스(S, Siemens)/m나 1/Ωm를 사용한다.

• 2. 표면저항(면저항)

  표면저항은 보통 단위 ohm/sq로 표시된다. 일반적인 선 저항은 두개의 probe로 임의의 거리에 대한 저항을 측정하지만, 표면저항의 경우에는 동일한 간격의 4개의 탐침으로 측정하게 된다. 이때 쓰이는 Probe가 Four point probe이고, 보통 탐침은 1mm간격으로 일렬 구성된 probe를 사용하며, 4개의 탐침으로 전류와 전압을 이용하여 저항을 구한 후, 표면저항 단위인 ohm/sq로 계산하기 위해 보정계수(C.F)를 적용한다. 표면저항값은 Wafer, LCD, 태양전지, 연료전지, OLED 등 박막증착 후 박막의 전도성을 검사하기 위하여 쓰인다.

• 3. Four point probe의 측정원리

  시료 표면에 수직으로 4탐침을 가압 접촉시키고, 바깥쪽의 탐침을 통하여 전류 I를 흐르게 하여 가운데 2개의 탐침 사이의 전위차 V를 측정한다. 그리고 측정값은 극성을 바꾸어 실시하여 그 평균값을 취하여 값을 구할 수 있다.

• 4. 실험 목적

  비저항 측정기인 4-point probe를 이용하여 필름의 비저항을 측정하고 전기전도도를 구한다. 유기용매인 DMSO를 첨가함으로써 PEDOT/PSS의 전기전도도에 어떠한 영향을 미치는지 본다.

• 5. 실험 방법

  1) 4-point probe로 소자의 비 저항을 측정한다. 2) 소자의 전기 전도도를 구하고, 나머지 조와 비교한다.

• 6. 실험 결과 및 고찰

  각 조의 측정값을 통하여 평균값을 산출하고, 보정계수를 고려하여 면저항, 비저항, 전도도를 비교하였다. DMSO의 함량이 늘어날수록 전체적으로 전기전도도가 커지는 것을 볼 수 있다. DMSO는 솔벤트로 사용되는데 솔벤트가 증발하면서 박막의 구조가 변형된다. 그렇게 되면 전도성 PEDOT 입자끼리의 접촉이 잘 이뤄지게 되어서 PEDOT 입자로 구성된 이동 통로를 통해 전하가 잘 흐를 수 있으며 전기 전도도의 증가가 이뤄지게 된다.

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• 1. 주제2: 표면저항(면저항)

  표면저항, 또는 면저항은 물질의 표면에서 전류가 흐르는 저항을 나타내는 개념입니다. 이는 부피저항과는 다른 개념으로, 주로 얇은 박막 물질의 전기적 특성을 나타내는 데 사용됩니다. 표면저항은 물질의 두께와 비저항에 의해 결정되며, 단위는 옴/제곱(Ω/sq)입니다. 표면저항은 반도체 소자, 투명 전극, 전자기파 차폐 등 다양한 분야에서 중요한 특성으로 활용됩니다. 따라서 정확한 표면저항 측정은 해당 분야의 소자 및 소재 개발에 필수적입니다.

• 2. 주제4: 실험 목적

  이 실험의 목적은 Four point probe 방법을 이용하여 반도체 박막의 전기적 특성, 특히 비저항을 측정하고 분석하는 것입니다. 반도체 박막은 전자 소자 및 광전자 소자 등 다양한 분야에 활용되는 중요한 소재입니다. 따라서 반도체 박막의 정확한 전기적 특성 분석은 소자 개발 및 성능 향상을 위해 필수적입니다. 이 실험을 통해 Four point probe 측정 기법의 원리와 적용 방법을 이해하고, 실제 반도체 박막 시료의 비저항을 측정하여 그 특성을 분석할 수 있습니다.

• 3. 주제6: 실험 결과 및 고찰

  이 실험을 통해 얻은 반도체 박막의 비저항 및 표면저항 측정 결과를 분석하고 고찰해 볼 수 있습니다. 측정값의 편차와 재현성을 확인하고, 이를 바탕으로 시료의 균일성과 품질을 평가할 수 있습니다. 또한 측정값을 문헌 데이터와 비교하여 시료의 특성을 이해할 수 있습니다. 이를 통해 반도체 박막의 전기적 특성과 제조 공정의 관계를 파악할 수 있습니다. 나아가 이러한 분석 결과는 반도체 소자 및 광전자 소자 개발에 활용될 수 있을 것입니다.