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정보디스플레이학과 광전자공학 1차 결과 보고서 Mechanoluminescence(ML)

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최초등록일 2024.01.30 최종저작일 2020.08
정보디스플레이학과 실험보고서 결과보고서
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정보디스플레이학과 광전자공학 1차 결과 보고서 Mechanoluminescence(ML)
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    • 💡 Mechanoluminescence(ML) 현상에 대한 심층적 이해
    • 🧪 실험 방법론과 결과 분석의 체계적 접근

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    목차

    1 실험 목적
    2 시약 및 장비
    3 결과
    4 결론 및 고찰
    5 참고 문헌
    6 추가 실험: Ni Sputtering 장비의 운용과 주사전자현미경(SEM)을 통한 텅스텐 필라멘트 관찰 결과

    본문내용

    1 실험 목적
    Phosphor film을 제작하여 물리적 자극을 가한 뒤에 빛이 나오는 ML의 발광 원리를 이해하고 발광된 빛의 특성을 평가하고 물성을 측정한다.
    2 시약 및 장비
    i. PDMS(Polydimethylsiloxane)

    우연히 합성되어 최초로 발견된 물질로, 실리콘을 베이스로 한 고분자 물질이다. 고무와 같이 점성이 있는 채로 흘러내리는 성질을 가진다. Tg가 -130도이며 탄성온도 범위는 약 -30℃~250℃이다. 더 낮은 온도에서는 결정화가 진행된다. “실리콘”고무인 PDMS는 매우 유연한 고분자로 이는 Si-O의 결합이 비틀림이 가능하기 때문이다. 그러한 결정 구조 때문에 온도에 따라 점도변화가 작고, 윤활성을 가지며, 전기 절연성이 작고 화학적으로 안정한 등 여러 분야에 유용하게 사용되고 있다.
    실험에서는 고체 가루인 Phosphor를 유리 기판에 Spin coating 한 뒤 기판으로부터 떼어내어 실험에 이용하기 위하여 사용하였다.
    1. Base(Wacker ELASTOSIL RT601): 기본 PDMS 물질로 실험에서 사용하기에는 너무 묽기 때문에 보통 실험에서 Curing agent와 섞어 사용한다.
    2. Curing agent(Wacker ELASTOSIL RT601): 물질을 3차원 그물눈 구조화하여 경화시키는 기능이 있는 첨가제. 경화제라고도 한다.
    위의 두 물질을 10:1 비율로 혼합한 후 spinbar를 사용해 30분 동안 섞어야 한다. 하지만 PDMS 자체가 점성이 너무 커 Spinbar가 잘 돌아가지 않아 유리막대로 저어서 섞어주었다. 이렇게 되면 기포가 많이 생기기 때문에 박막의 균일도에 영향이 생길 수 있지만, 굳이 진공장치로 기포를 빼주면서까지 하지 않더라도 실험 결과에 큰 영향이 되지 않는다고 판단하여 계속 실험을 진행하였다.

    참고자료

    · PDMS
    · http://blog.naver.com/ver102/220196865473
    · ML
    · https://en.wikipedia.org/wiki/Mechanoluminescence
    · https://en.wikipedia.org/wiki/Triboluminescence
    · W. Clegg, G. Bourhill and I. Sage (April 2002). "Hexakis(antipyrine-O)terbium(III) triiodide at 160 K: confirmation of a centrosymmetric structure for a brilliantly triboluminescent complex". Acta Crystallographica Section E. 58 (4). Retrieved 21 September 2013.
    · Phosphor
    · 고체전자공학 제 6판(벤 스트리트만, 산제이 배너지) 번역본 141p.
    · OLED materials and devices (권장혁) 50P - Jablonski diagram, 빛의 발광과 흡수

  • AI와 토픽 톺아보기

    • 1. Mechanoluminescence(ML)
      Mechanoluminescence (ML) is a fascinating phenomenon where certain materials emit light in response to mechanical stress or deformation. This unique property has garnered significant interest in the scientific community due to its potential applications in various fields. ML occurs when the mechanical energy applied to a material is converted into light energy. This process involves the excitation of electrons within the material, which then release photons as they return to their ground state. The specific mechanism behind ML can vary depending on the material composition and structure, but it typically involves the creation and recombination of electron-hole pairs. One of the key advantages of ML is its ability to provide real-time feedback on the mechanical state of a material. This makes it a valuable tool for structural health monitoring, where it can be used to detect cracks, deformations, or other mechanical changes in structures such as buildings, bridges, or aircraft components. By monitoring the ML response, engineers can gain insights into the structural integrity and identify potential issues before they become critical. Moreover, ML has potential applications in the development of novel sensing devices, energy harvesting systems, and even display technologies. For example, ML-based sensors could be used to monitor the stress levels in sports equipment, medical devices, or industrial machinery, providing valuable data for safety and optimization purposes. Additionally, the ability of certain materials to emit light under mechanical stress could lead to the development of self-powered, flexible, and durable display technologies. Despite the promising potential of ML, there are still several challenges that need to be addressed. Improving the efficiency and stability of ML materials, as well as understanding the underlying mechanisms, are crucial for advancing this field. Ongoing research is focused on exploring new materials, optimizing the fabrication processes, and developing practical applications that can fully harness the unique properties of mechanoluminescence.
    • 2. 스퍼터링
      스퍼터링은 물리적 기상 증착(Physical Vapor Deposition, PVD) 기술 중 하나로, 타겟 물질을 이온화된 기체에 의해 타겟 표면에서 원자 또는 분자 단위로 떨어져 나오게 하여 기판 위에 박막을 형성하는 방법입니다. 이 기술은 다양한 산업 분야에서 널리 활용되고 있으며, 그 중요성이 점점 더 커지고 있습니다. 스퍼터링의 주요 장점은 다음과 같습니다: 1. 다양한 물질 증착: 스퍼터링 기술을 통해 금속, 세라믹, 반도체 등 다양한 물질의 박막을 증착할 수 있습니다. 이는 다양한 응용 분야에서 활용될 수 있게 해줍니다. 2. 우수한 막질 제어: 스퍼터링 공정 변수(압력, 전압, 온도 등)를 조절함으로써 박막의 두께, 밀도, 결정성 등을 정밀하게 제어할 수 있습니다. 3. 대면적 증착: 대형 타겟을 사용하여 대면적 박막 증착이 가능하므로, 대형 디스플레이, 태양전지 등의 제조에 적합합니다. 4. 우수한 막 밀착성: 이온 충돌에 의해 기판 표면이 활성화되어 박막과의 밀착성이 우수합니다. 이러한 장점으로 인해 스퍼터링 기술은 반도체, 디스플레이, 광학 코팅, 에너지 소자 등 다양한 분야에서 핵심 공정으로 활용되고 있습니다.

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      이 문서는 ML 실험과 관련된 다양한 내용을 자세히 다루고 있으며, 실험 과정과 결과 분석, 추가 실험 결과까지 포함하고 있어 전반적으로 실험 수행 과정과 그 결과를 잘 정리하고 있다.

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