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A+ 빋은 PEDOT PSS 유기 및 은 무기 박막 두께 및 전기전도도 측정 - 신소재결과보고서

서울 상위권 대학의 A+ 받은 신소재 공정 실험 보고서입니다.
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최초등록일 2023.12.29 최종저작일 2023.09
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A+ 빋은 PEDOT PSS 유기 및 은 무기 박막 두께 및 전기전도도 측정 - 신소재결과보고서
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    소개

    서울 상위권 대학의 A+ 받은 신소재 공정 실험 보고서입니다.

    목차

    1. 실험 결과 및 고찰
    1) 실험 결과
    2) 고찰 및 논의

    2. 결론

    3. 기타

    참고 문헌

    본문내용

    Rpm 속도를 달리하며 얻은 두께가 서로 다른 유기 박막 4개를 이용하여 4 point-probe measurement system을 통한 분석을 진행하였다. 이때 코팅 속도에 따라 그 두께가 달랐는데 회전 속도가 빠를수록 박막의 두께가 얇아졌다. 5000 rpm의 경우 2개의 박막으로 실험을 진행했기에 그 중 첫번째로 진행했던 샘플로 결과 보고서를 작성하였다. 박막의 전기 전도도 측정 시 4-point probe measurement system을 사용하였다. 유기 박막은 가로, 세로 길이를 12mm로 통일하였고 probe spacing 1.27mm, Target Current 0.0001A, Maximum voltage 10V, Voltage Increment 0.001V으로 setting을 하였다. 이 system은 일렬로 놓여있는 4개의 탐침 중 겉의 2쌍에 전류를 흘리고 안의 2쌍에서 전압을 측정하여 옴의 법칙에 의해 저항을 측정할 수 있게 되며 구한 저항과 시료의 두께를 이용하여 면저항을 알려준다.

    참고자료

    · 오세희. 『박막공학 기초와 응용』. 서울: 미전사이언스, 2012, pg.19-25
    · 화좌청효. 『박막화 기술』. 서울: 겸지사, 2007, pg.35-46
    · Burzo M G et al. "An Optimized Thermo-Reflectance Technique for Thermal Conductivity Measurements of Thin-Film Electronic Materials" THERMAL CONDUCTIVITY , Vol.28, pg.413-420 (2006)
    · 최시영. 『박막공학의 기초』. 서울: 일진사, 2006, pg.13-20
    · Choi S R et al. "Thermal Conductivity of Heat Spread Films: Effect of Film Thickness and Deposition Temperature", Thermal HERMAL CONDUCTIVITY, vol.28, pg. 456-465(2006)
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    • 1. 유기 박막 전기전도도 측정
      유기 박막의 전기전도도 측정은 유기 반도체 및 전자 소자 개발에 있어 매우 중요한 기술입니다. 유기 박막은 분자 구조와 결정성에 따라 전도도가 크게 달라지므로, 정확한 측정이 필수적입니다. 온도 의존성, 습도, 빛 노출 등 환경 요인이 측정 결과에 영향을 미치기 때문에 통제된 환경에서의 측정이 중요합니다. 또한 접촉 저항의 영향을 최소화하기 위해 적절한 전극 재료 선택과 표면 처리가 필요합니다. 유기 박막의 전도도 측정을 통해 재료의 품질 평가 및 소자 성능 예측이 가능하므로, 이 분야의 연구는 지속적으로 발전해야 합니다.
    • 2. 무기 박막 전기전도도 측정
      무기 박막의 전기전도도 측정은 반도체, 금속 산화물, 세라믹 등 다양한 소재의 특성 평가에 필수적입니다. 무기 박막은 일반적으로 유기 박막보다 높은 전도도를 가지며, 결정 구조, 결함, 도핑 농도 등이 전도도에 직접적인 영향을 미칩니다. 박막의 두께, 표면 거칠기, 결정립 크기 등 물리적 특성이 측정 결과에 영향을 주므로 이를 고려한 측정이 필요합니다. 무기 박막은 고온 환경에서도 안정적이므로 다양한 조건에서의 측정이 가능하며, 이는 실제 응용 환경에서의 성능 예측에 도움이 됩니다.
    • 3. 4-point probe measurement system
      4-point probe 측정 시스템은 박막의 전기전도도를 측정하는 가장 신뢰할 수 있는 방법 중 하나입니다. 네 개의 프로브를 이용하여 전류 주입과 전압 측정을 분리함으로써 접촉 저항의 영향을 제거할 수 있다는 점이 큰 장점입니다. 이 방법은 비파괴 측정이 가능하고, 박막의 면저항(sheet resistance)을 직접 계산할 수 있어 매우 효율적입니다. 다만 프로브의 간격, 접촉 압력, 표면 상태 등이 측정 정확도에 영향을 미치므로 정밀한 기기 조정과 표준화된 측정 절차가 중요합니다. 반도체 산업에서 광범위하게 사용되는 이 기술은 박막 특성 평가의 표준 방법으로 인정받고 있습니다.
    • 4. 유기 및 무기 박막의 전기전도도 비교
      유기 박막과 무기 박막의 전기전도도는 근본적으로 다른 전도 메커니즘을 가지고 있어 직접적인 비교가 의미 있습니다. 무기 박막은 일반적으로 유기 박막보다 훨씬 높은 전도도를 보이며, 이는 결정 구조와 자유 전자의 이동성 차이 때문입니다. 유기 박막은 호핑(hopping) 전도를 주로 나타내는 반면, 무기 박막은 밴드 전도를 나타냅니다. 각 재료의 장단점을 고려할 때, 유기 박막은 유연성과 가공성이 우수하고 무기 박막은 안정성과 고전도도가 우수합니다. 따라서 응용 분야에 따라 적절한 재료를 선택하는 것이 중요하며, 두 재료의 특성을 이해하는 것이 새로운 하이브리드 소자 개발에 도움이 될 수 있습니다.
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