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L-R-C 측정

L-R-C 측정저항체의 COLOR 코드를 통해 주어진 값을 읽어 임피던스를 계산 후 L-R-C meter 기를 이용하여 그 값이 일치 하는지 확인하였고 L-R-C meter가 차후에 없더라도 color코드만으로 해당 저항체에 대한 임피던스를 얻을수 있도록 그 방법 및 이론을 익혔다. 또한 숫자나 글자로 표기되어 있지 않고 color code로 표기되어 있는 이유도 알아보도록 하였다. 그 결과 몇 몇 저항체의 노후화로 인한 L-R-C meter의 결과값과 직접 계산한 값이 10% 이상의 오차값을 갖는 것도 발견하였고 그 나머지 대부분의 저항체는 5% 미만의 오차값을 나타내었다.1 서론무작위의 resistor,Capacitor,inductor의 color code를 통해 그 값을 도출한뒤 L-R-C METER를 이용하여 그 값이 일치하는지 확인한다. 또한 문자나 숫자를 쓰지 않고 COLOR CODE를 이용하는 이유를 알아보고 현장에서 L-R-C METER기가 없더라도 resistance,capacitance, inductance를 측정할 수 있도록 그 방법을 익히도록 한다.2 이론적 배경1) 저항(Resistor)- 전기회로의 구성요소로서 가장 주요한 소자는 바로 저항이다. 이 저항 소자는 전기(류)의 흐름을 방해하는 작용의 소자이며, 단위는 Ohm(Ω)을 사용한다. 직류 및 교류에 모두 저항이 작용하며 옴의 법칙이 성립한다.V = IRABCD흑 색000갈 색111빨 강222주 황333노 랑444초 록555파 랑666보 라777회 색888흰 색999무 색오차20%은 색오차10%금 색오차 5%표1. Color code* 색으로 저항을 표시하는 방법네줄의 색선으로 표시된 저항체의 저항은 다음과 같이 읽는다.ABCD인 것은 (AB×10c) ± D% Ω을 나타낸다.예) : 갈흑적금의 네색선이면 갈색→1, 흑색→0, 적→2, 금색은 5%의 오차, 를 의미하므로 저항체의 저항은 10×102 ± 5% Ω 이 된다.2) 정전용량기, 콘덴서(Condenser)- 이 콘덴서는 전기를 축적할 수 있는 전기소자이며, Capacitor라고도 부르고 단위는 패럿(Farad)을 사용한다. C(용량) = Q(전하) / V(전압) 으로 정의 된다. 일반특징으로는 직류 전기는 무한히 큰 저항과도 같아 통과가 어려운 반면, 교류의 전기는 전류가 전압에 비하여 90도 늦은 위상차를 가지면서 통과한다.* 색으로 저항을 표시하는 방법1) 세자리 숫자가 아닌 것은 ㎌로 읽는다.2) 세자리(ABC)인 것은 AB×10cpF예) 102 : 10×1023) 인덕터(inductor)- 이 인덕터는 전기를 유도할 수 있는 전기소자로서 코일(coil)이라고도 부른다. 단위는 인덕턴스(L)를 사용한다. 일반특징으로는 직류전기는 무한히 큰 저항과도 같아 통과가 어려운 반면, 교류전기는 전류가 전압에 비하여 90도 빠른 위상차를 가지면서 통과한다. 교류전류에 대한 유도성 리엑턴스는로 정의된다.V = L di/dt* 색으로 저항을 표시하는 방법ab×10c μH예) 갈, 흑, 적 10×102μH1 0 24) 품질계수- 코일(인덕터)이나 커패시터에도 급이 있다. 즉 금속을 감아놓았다고 해서 모두 같은 성능의 코일이 되는 것이 아니다. 같은 인덕터라도 금속으로 만들어진 이상 항상 저항성분이 있어서 인덕터(커패시터도 마찬가지)의 품질을 정의할 수 있는데 그 품질을 나타내는 계수를 품질계수(Quality Factor)라고 한다. 그러니까 Q가 높으면 더 이론적인 인덕터에 가깝다고 할 수 있다. 이 품질 계수를 정의하는 방법은 크게 두 가지가 있는데 그 중의 한 가지가 얼마나 전력을 오래 저장하는가이다. 즉 인덕터나 커패시터는 전기가 흐르면 주위에 자기장을 형성하여 그 자기장 안에 전기에너지를 저장한다. 그러나 자체의 저항성분으로 이 에너지가 소모되는데 이 소모되는 비율이 적을수록 좋은 인덕터가 된다. 이러한 정의에 의해 Q의 역수를 D로 정의하였는데 이것은 소산계수(Dissipation Factor)라고 한다. 즉 D = 1/Q 이다.소산계수라는 말 자체가 얼마나 전기에너지를 자체 소비하는 가이므로 품질계수의 반대개념이 된다. 참고로 라디오 만들 때에 높은 Q의 소자를 사용하면 우리가 라디오에서 주파수를 선택할 때에 정확하게 선택 할 수가 있다. LRC 미터에서 Q와 D가 등장하는 이유는 요즘의 LCR미터가 L과 C값만을 측정하는 것이 아니라 그것들의 품질계수와 소산께수까지 측정해서 알려주기 때문이다.3 재료 및 실험방법1) 재료① resistor 40개 Capacitor 15개 inductor 5개② LRC meter③ 전선2개2) 실험방법① 저항체를 color code로 읽고 보고서의 표에 기록한다.② LRC meter에 저항체와 전선으로 연결 후 미터기에 표시된 값을 읽고 color code값과 비교한다.③ Capacitor와 Inductor에 대해서도 위와 동일한 방법으로 측정한다.4 결과 및 고찰Color code측정치오차Resistor R(mΩ)130×1029.3×100.7256×1055.2×100.8356×1055.2×100.8410×109.897×100.103510×109.87×100.13630×1029.4×100.6756×1055.3×100.7833×1032.5×100.5930×1029.3×100.71015×1015.1×10-0.11147×1046.4×100.51282×107.8×1041318×1018.5×10-0.51433×1032.6×100.41530×1029.1×100.91647×1040.7×100.31782×107.8×1041882×1081.7×100.31968×1066.9×101.12056×1055.2×100.82110×1010×100.092268×1066.9×101.12382×1078×1042430×1029.3×100.72547×1046.2×100.82618×1018.1×10-0.12768×1066.9×101.12882×1077×1042930×1029.3×100.73010×1077×100.143182×1077×1053282×1081.65×100.353333×1032.6×100.43447×1046.3×100.73547×1046.2×100.83633×1032.5×100.53768×1067.24×100.763830×1029.59×100.413947×1046.61×100.394010×109.93×100.06Cacitor C(mH)4133×1029.85×103.154210×108.521×101.479430.68×100.647×100.0334447×1036.88×1010.12450.68×100.625×100.0554610×108.686×101.3144747×1036.52×1010.484810×1076.68×10-66.684910×108.662×101.314500.68×100.627×100.05535147×1037×1010520.68×100.62×100.065310×108.636×101.3645433×1029.2×103.85510×108.54×101.46Inductor L (㎌)5698×100.02397.9775718×100.6417.365891×100.00290.998590×100.03-0.036010×100.109.9표1.Resistor,Cacitor,Inductor 결과값.- 생산된지 Inductor는 오랜시간이 지남을 추측할수 있었다. 거의 모두 Inductor가 COLORCODE를 통해 계산한 값과 LRC 미터기를 통한 계산한 값이 상이 하게 차이가 남을 알수 있었고 그밖에 Resistor,Cacitor의 대부분은 오차범위에서 값이 나타났다.- 저항체에 color code를 새기는 이유는 일단 띠로 두르게 되어 기판에 붙어있을때 어느방향에서든 색깔을 볼수 있게되어 임피던스를 알수 있게 함이다. 또한 너무 작은 부품은 숫자 또는 문자를 쓰는데 제약이 따르게 된다.그리고 만약 한곳에 문자 또는 숫자가 표기되어 있다면 그 곳이 지워지게 된다면 띠로 두른 COLOR에 비해 정보 손실 위험이 크기 때문이다.

공학/기술| 2012.12.09| 6페이지| 1,000원| 조회(338)

LRC 실험보고서, L-R-C실험보고서, L-R-C 실험

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ITO(식각) 평가A+최고예요

ITO(Indium Tin Oxide)기판의 식각1.초록이번 실험에선 ITO 기판에 식각을 하여 원하는 형태로 만드는 실험을 하였다. 첫째로 ITO 박막에 PR코팅을 하기위해 아세톤-IPA-메탄올의 순서로 Ultra Sonic장비를 이용하여 세정을 한 뒤 93℃ 온도의 HOT Plate위에서 1분간 건조후 Positive PR을 도포한 후 Spin Coating을 하였다. 그 뒤에 다시 Hot Plate를 이용한 건조 후 노광을 시켰다. 그리고 PR을 벗기기위해 Strip 단계를 거쳐서 원하는 형태의 ITO 기판을 완성할수 있었으며 제조장소가 백색등을 사용하지 않고 노란 불빛이나오는 yellow room에서 공정을 진행하는지 알수있었다. 그 이유는 ITO 기판에 일반 백색등의 광이 PR을 감광시키기 때문이다. 그리하여 감광율이 떨어지는 노란빛을 사용하는 yellow room에서 공정하는 것이다.2.서론ITO 식각의 각 실험방법 숙지 및 유의사항을 알아보도록 한다. 또한 yellow room에서의 실험진행 이유와 노광 및 에칭에서 시간이 ITO 기판형성에 미치는 영향을 알아보도록하자.3.이론적배경● Photoresist coat(PR코팅)PR Coating 이란, dispense liquid PR을 높은 회전수로 회전시켜 균일한 얇은 막으로 기판 전체를 도포시킨 후 일정온도에서 baking하여 PR의 용제(Solvent)를 기화 및 제거시켜 단단하게 만드는 과정을 말한다.PR(photo resist)이란 특정 파장대의 빛을 받으면(노광:photo exposure)반응을 하는 일종의 감광 고분자 화합물(Photosensitive polymer)이다. 이때 반응이라 함은 PR의 일정 부분이 노광 되었을 때 노광된 부분의 Polymer 사슬이 끊어지거나 혹은 더 강하게 결합하는 것을 의미한다. 일반적으로 노광된 부분의 Polymer 결합 사슬이 끊어지는 PR을 Positive PR이라하며, 그 반대의 경우를 Negative PR이라 한다. 또한 그 형태에 있어서 액상rocess 에서는 반응성(sensitivity, contrast 등)의 우수함으로 인해 AZ 계열의 Positive liquid PR을 사용 한다. 그러나 특수한 경우, 예를 들어 cyan type gold plating 공정에 있어, CA(Chemical amplification; 화학증폭) type의 negative PR을 사용하기도 한다. Thin film HIC 공정에서는 resistor patterning 등에는 positive PR을, 도금 공정에서는 negative PR을 사용한다. 또한 liquid type의 일반 PR이 아닌 film type의 dry film을 사용하기도 하며 이 경우 spin coating 대신 laminating 공정을 통해 PR을 coating 한다.● Soft Baking(소프트 베이킹)110℃에서 약 60sec 동안 가열하여 PR내의 용매를 일부 제거하여 코팅된 PR피막이 흘러내리거나 작업자의 손에 물이 묻어 손상되지 않도록 한다.● Hard Bake(하드 베이크)130℃에서 약 180sec 동안 가열하여 PR내의 용매를 증발시키고 막을 단단하게 하여 후에 진행될 에칭공정에서 PR이 손상되지 않도록 하는 공정이다.●UV 노광노광이란 photo mask를 통해 자외선 영역의 빛을 조사함으로서 mask상에 형성된 미세회로 형상(pattern)을 coating된 PR에 전사하는 과정을 말한다. Mask의 pattern은 얇은 Cr 막으로 형성되어 있으며 Cr pattern 위에 조사된 빛은 반사되어 PR을 감광시키지 못하며 Cr이 없는 부분은 투과하여 PR을 감광시킴으로서 coating된 PR에 미세회로 형상을 전사시킨다.PR의 종류에 따라 mask 또한 negative 혹은 positive로 분류되며 positive PR에 positive mask를 사용하거나 negative PR에 negative mask를 사용하면 PR에는 원상(original image)이, 그 외의 경우에는 역상(reverse image)이 형성 결합이 약해져 있는 부분의 PR을 용제를 사용하여 녹여내는 과정을 말하며 이러한 과정을 통해 형성된 PR의 형상을 PR pattern이라 한다. Positive PR의 경우 감광 작용에 의해 풀어진 고분자 사슬 부분이, negative PR의 경우 감광 작용에 의해 결합이 강해진 부분에 비해 상대적으로 결합이 약한 부분이 녹아 없어진다. 현상액으로는 크게 염기성의 수용액과 solvent류가 있다. 대부분은 KOH 수용액과 같은 염기 수용액을 사용하지만 SU series와 같은 negative PR은 아세톤이나 특정 solvent를 사용한다. 현상이 끝나면 현상과정에서 풀어진 polymer 조직을 단단하게 만들기 위해 baking(hard baking)을 한다. baking 공정은 photo lithography 과정에서 자주 행하는 공정인데 크게 PR coating 후의 soft baking, 노광 후의 post exposure baking(PEB), 현상 후의 hard baking이 있다.● 식각(Etching [Wet Etching])식각 공정은 궁극적으로 기판 상에 미세회로를 형성하는 과정으로서 현상공정을 통해 형성된 PR pattern과 동일함 metal(혹은 기타 deposition 된 물질) pattern을 만든다. 식각 곡정은 그 방식에 따라 크게 Wet Etching과 Dry Etching 으로 구분하는데 Wet Etching이라 함은 금속등과 반응하여 부식시키는 산(acid) 계열의 화학 약품을 이용하여 thin film layer 의 노출되어 있는 (PR pattern이 없는) 부분을 녹여 내는 것을 말하며 Dry Etching이라 함은 ion을 가속시켜 노출부위의 물질을 떼어냄으로서 pattern을 형성하는 것을 말한다.또한 각각의 Etching 방식은 선택적 Etching과 비 선택적 Etching 으로 나뉘는데 선택적 Etching이라 함은 여러 layer중에서 다른 layer에는 영향을 주지 않고 표면의 layer에만 반응을 하여 식시에 식각하는 것을 말한다. Wet Etching 에서의 선택적 etching은 특정 물질에만 반응하도록 몇몇 화학약품을 조합하여 etchant를 만들어 사용함으로서 가능하며 dry etching 의 경우 특정 물질에만 반응하는 반응성 gas를 주입함으로서 가능해 진다. 특히 dry etching의 경우 ion 가속만을 이용하는 IBE(Ion Beam Etching)나 sputtering과 같이 magnetron을 이용하는 sputtering etching이 비선택적 etching이며, ion 가속에 반응성 gas(reactive gas)를 사용하는 RIE(Reactive ion etching)는 선택적 etching이다.이상과 같은 일반적인 etching 외에 etching을 사용하지 않고 pattering 하는 경우가 있는데, 대표적인 것이 etching lift off 공정이다. Lift off 란 film deposition 이전에 PR pattering을 하고 그 위에 film deposition을 한 후 PR을 제거함으로서 pattern을 형성시키는 방법을 말한다. PR을 용제(solvent)에 녹이는 과정에서 PR 위에 deposition된 film은 제거되고 substrate 위에 deposition된 film 만이 남게 되는 것이다.※pattern plating : thin film HIC 등과 같이 film을 비교적 두껍게 올려야 하는 경우 주로 사용하는 patterning 방식이다. 보통의 경우 deposition(thin & thick) a photomicrography a etching의 순으로 patterning을 하는데 반해 pattern plating은 seed layer deposition(thin) a photomicrography a deposition(plating) a etching의 순으로 공정이 진행된다. 이 공정의 장점은 오직 seed layer 만을 etching 하면 되기 때문에 etching에 의한 pattern 도금(기저 금속 또는 하지 도금(undercoat)층으로부터 그 위에 있는 코팅(예, resist)물을 제거 또는 벗겨내기 위해서 사용하는 용액이나 그 공정.4.실험 방법실험전 준비 사항- Hot Plate 예열.1) on 93℃2) on 123℃- 노광기 안정화 - 노광 시간 15초 set.- Spin Coating rpm, sec 조정.Spin Coater에 ITO Glass 올려 놓고 6초 2000RPM 20초 4000RPM로 조정- 비커 세정.- Ultra sonic 물 채우고 가열.4-1. 세정(1)holder를 두 개 준비 하여 아세톤에 담아 Ultra sonic에 세정 5분간 진행 후 Blow(2)IPA 용액에 마찬가지로 holder를 넣어 Ultra sonic에 7분간 세정 후 Blow(3)Etchate 액 비커를 47도씨를 유지하여 Ultranic에 넣기4-2. Pre Baking93℃를 유지하여 Hot plate 위에서 1분간 건조.4-3 Positive PR 도포PR도포 전에 Glass 위에 이물질이 있는지 살펴본후 ITO Glass 전체를 덮을 정도로충분히 스포이드로 PR을 기포 없이 도포후 Spin Coating을 시킨다.ITO Glass에 Positive PR을 도포한 사진4-4. Soft BakingHot plate에서 93℃로 2분간 Soft Baking 한다.Soft Baking 중인 사진(PR내의 용매를 일부 제거하여 코팅된 PR피막이 흘러내리거나 작업자의 손에 묻어 손상되지 않도록 주의한다.)4-5. UV 노광UV 노광을 15초간 시킨다.노광 진행중인 사진4-6.Develop (현상)AZ300MIF 용액에 18초간 현상하는 사진Develop 후 DI워터로 세정 후 질소 가스로 Blow해준다.4-7. Hard BakingHot plate 위에서 123℃로 20분간 경화 시킨다.(PR의안쪽의 용매를 증발시키고 막을 단단하게하여 진행되는 에칭공정에서 PR이 손상되지 않도록 하는 공정이다)123℃로 Hot Plate를 이용하여 20 한다.

공학/기술| 2012.12.09| 8페이지| 1,000원| 조회(447)

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ITO(투과율) 평가A+최고예요

ITO(Indium Tin Oxide) 박막의 투과율 측정1.초록ITO GLASS는 DISPLAY 장치에 사용이 되는데 그러하기 위해선 유리보단 작지만 비슷한 투과율을 보여야 그 용도에 용이하게 사용할수 있다. 이번 실험에선 일반glass와 ITO코팅 GLASS의 투과율을 비교하는 실험을 하였고 먼저 UV spectrometer를 이용하여 일반 glass의 투과율을 측정하였고 그 후 마찬가지로 ITO코팅 GLASS의 투과율도 같은 방법으로 측정하였다. 그러한 결과 가시광선 파장내에서의 각각의 파장의 투과율이 나타나게 되었는데 유리시편의 최고 투과율은 99.884000 이었으며 최소값은 99.645000이었다. 같은 조건에서 측정을 한 ITO코팅 GLASS의 최고값은 97.842000이고 최소값은 79.101000 이었다. 비록 ITO GLASS의 투과율이 일반 glass의 투과율에 미치지는 못하지만 높은 전도성을 가지면서 높은 투과율을 가진 것을 확인할수 있었다. ITO GLASS의 투과율이 파장에 따라 변하는 이유는 가시광선의 일정부분이 Indium과 Tin에 흡수되기 때문이다. 그것은 ITO의 enery band gap과 연관이 있으며 금속과 달리 투명한 이유도 다른 금속보다 산화Indium과 산화Tin의 enery band gap이 크기 때문에 대부분 가시광선이 ITO로 흡수되지 않기 때문이다.2.서론대게 DISPLAY에 사용되고 있는 투명전극인 ITO 박막의 투과율을 UV spectrometer로 측정하고, 투과율 측정의 원리를 파악하며 특정영역대의 파장의 투과율이 달라지는 이유를 알아낸다.3.이론적 배경투과율투과율이란, 투과도 또는 투과계수라고도 하며 평면의 경계면에 수직으로 평행 광선이 입사했을 때, 물질 내 또는 경계층을 투과한 파장의 강도를 백분율로 나타낸 것이다. 즉, 투과도는 시료가 없을때의 빛의 세기를 Io, 시료가 있을 때 빛의 세기를 I 라 할 때 T=(I/Io), 혹은 T% = (I/Io)x100 으로 나타낸다. 또한, 이를 농도와 비례하는 신호로 바꾸기 위해 A=log(1/T) 로 표시되는 A를 흡광도로 정의하여 사용하는데, 흡광도는 농도에 비례하기 때문에 정량분석 시 편리한 방법이다.투과율을 측정하기 위해서는 UV/VIS spectrometer라는 장비를 주로 사용하게 되며, 이 기기는 광원 단색광기, 시료 장착부, 광검출기 등의 장치로 구성되어 있다. UV(ultra violet)는 보통 파장이 200-400nm 범위인 자외선이며, VIS(visible)은 파장 400nm-800nm 범위의 가시광선을 의미한다. 이 범위의 광선에 의해서 어떤 물질이 전자전이가 일어나게 되면 그 파장의 빛을 흡수하게 되는데, 이때 흡수하는 파장으로부터 물질에 대한 정성적 정보와 그 흡수 정도에 따라 정량적 정보를 알 수 있다.UV/VIS spectrometer의 원리UV/VIS spectrometer는 투과율, 반사율, 흡수계수, 에너지 등을 측정하여 재료의 광학적 특성을 분석하는 장비이다.원자나 분자가 외부에서 에너지를 받으면 여러 가지 현상을 일으키는데 이때 에너지의크기에 따라 그 현상은 다르다. 보통 빛이라고 부르는 전자기 복사 중에서 그 파장의 범위가 약 100 nm 에서 1000 nm에 이르는 자외선-가시광선의 에너지는 원자나 분자 궤도에 있는 전자들을 전이시키는데 충분한 에너지이다. 다시 말하면, 바닥 상태에 있는 원자나 분자가 자외선 및 가시광선을 흡수하면서 전자전이를 일으킨다. 따라서 흡수하는 파장을 알게되면 그 원자 또는 그 분자가 어떤 것인지를 알아낼 수 있다. 그리고, 흡수하는 빛의 양, 즉 흡광도를 알면 그 원자나 분자의 농도도 결정할 수 있게 된다.용도로는 분석하고자 하는 시료에 자외선 또는 가시광선을 입사시켜 이때 시료가 흡수 하는 빛의 양을 측정한다. 시료의 성분, 농도, 용매, 측정파장에 따라 흡광값이 달라지므로 물질의 성분, 농도, 화학적 구조, 환경 등을 알 수 있다.3-1 광원 (lamp)1) 중수소 램프(Deuterium lamp): 자외선부터 가시광선 영역까지 (190-325nm)2) 텅스텐-할로겐 램프(Tungsten-Halogen lamp): 자외선부터 근적외선 영역까지 (325-1,100nm)3-2 파장선택장치 (Double Monochromator): 입사슬릿, 분산장치, 방출슬릿으로 구성이중 단색화장치에는 두 개의 분산계가 연속적으로 사용된다. 두 개의 동일한 단색화장치를 연속적으로 사용하면 분산과 분해능은 대략 두 배가 되고 미광, 복사선은 크게 감소한다. 실제로 단색화 된 빛은 어느 정도의 띠 폭(Bandwidth)을 가지는데 Cintra 404는 0.1 ? 2.0 nm의 띠 폭을 갖고 있다.3-3 시료부 (시료 용기의 재질): 시료를 담는 용기에 따라 특정 파장을 흡수하는 경향을 감안하여 용기를 선택해야 한다.1) 유리 : 가시광선과 근적외선 영역에 사용, 따라서 근 자외선 분석 시 적절하지 않다.2) 석영 : 자외선, 가시광선, 근적외선의 모든 영역에 사용. 가장 보편적이므로 시료분석 시널리 이용한다.3) 플라스틱 : 가시광선 및 근적외선 영역에서 사용되며, 간단한 실험 시 일회용으로사용한다.3-4 검출기 : 광전자 증배관 (Photomultiplier tube)자외선/가시광선 영역 범위의 빛을 검출하는 검출기에는 보통 3가지 종류가 있으며 이들은 각각 감도, 응답시간, 사용되는 파장범위 및 출력의 형태 등에 따라 차이점을 갖고 있다. 일반적으로 많이 사용되는 광다이오드(photodiode type)는 광이 다이오드에 닿으면 전력이생기는 광전기력의 효과를 이용해서 빛을 검출하는 장치이며, 광전자 증배관(phototube type)은 세슘을 입힌 음극에 광자가 충돌하여 나오는 전자를 전기장에 의해 가속화 시킴으로써 감도를 106~109배 정도 증폭시키는 장치이다. 따라서, 빛의 증폭을 이용하여 매우 약한 빛도 측정이 가능한 광전자 증배관을 사용하면 샘플에 대하여 고감도로 더 많은 정보를 얻을 수 있다.3-5 단색광기 :광원에서 나오는 빛은 여러 파장의 빛이 섞여 있기 때문에 특정 파장의 빛으로 분리시켜야 한다. 단색광기는 프리즘이나 회절격자를 이용하여 빛을 분리하고 단색광기의 입구나 출구에 슬릿, 렌즈, 거울 등을 보조적으로 사용하여 특정 파장의 빛을 선택한다. 일부 기기에서는 특정 파장만 통과시킬 수 있는 필터를 이용하여 빛을 선택한다.3-6 광학부 (optical components) :광학부는 광원으로부터 나온 빛이 단색광기와 시료를 거쳐 최종 검출기까지 도달 할 수 있도록 유도하는 장치이다. 여기에는 렌즈, 거울, 광분배기, 초퍼(chopper), 슬릿 등의 광학장치가 사용되는데, 가능한 많은양의 빛이 검출기로 전달 될 수 있도록 도와준다.유리의 광특성태양광은 다양한 파장을 갖고 있는 광선들의 모임이며, 이러한 많은 광선 가운데 인간의 눈으로 볼수 것은 가시광선(약 380-780nm)뿐이다. 만약, 가시광선 모두를 물체가 흡수하거나 차단하게 되면 우리 눈에는 모두 불투명하게 보이고, 반대로 가시광선을 모두 통과시키면 물체는 투명하게 보이게 된다. 일반적으로 사용되는 맑은 유리의 경우 약 10%정도가 유리 표면에서 투과율은 약 90%정도가 된다. 색유리의 경우는 특정 가시광선 파장을 흡수하는 금속이온을 유리 원료로 넣어 전체적인 가시광선 투과량이 줄어들게 되고, 그와 반대로 가시광선을 잘 반사하는 금속막(예를들어 Ag)을 유리 표면에 코팅하면 그로 읺해 거울이만들어 진다.가정에서 사용하는 창 유리는 비록 무색 투명하게 보이지만, 이들 유리를 여러 장 겹쳐서 보거나 단면방향으로 보면 유리 자체에 엷은 녹색 빛을 띠는 것을 알 수 있다. 이것은 유리성분에 포함된 철분(Fe)때문으로, 유리 내에 철분이 0.1%만 들어가도 유리는 그에 따른 색을 띄게 된다 .금속 이온이 유리내에 포함되면 가시광선의 대부분의 파장은 투과시키지만 금속 이온이 가지는 특정한 파장영역을 흡수하는 성질을 나타내었기 때문이다. 그러므로, 만일 청색 색유리를 만들고자 하면 청색계열의 가시광선만을 투과시키고, 나머지 가시광선을 모두 흡수하는 금속이온인

공학/기술| 2012.12.09| 5페이지| 1,000원| 조회(957)

ITO 투과율 측정보고서, 투과율 실험보고서, ITO 투과율

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ITO(면저항) 평가D별로예요

제목 ITO(Indium Tin Oxide)박막의 면저항 측정1.초록대게 전도성이 좋은 재료 즉 금속은 광학적으로 불투명하여 display 재료로 사용하기 적합하지 않다. ITO(Indium Tin Oxdide)는 금속과 같이 전기전도성을 가지면서 투명하기 때문에 display 등 광학적인 용도가 많다. 본실험에서는 ITO 코팅된 유리의 특성에 대하여 전기전도 특성을 파악하는 것을 목적으로 한다. 이 실험에서 ITO 코팅된 유리의 특성에 대하여 전기전도도를 측정하고 투과도를 측정해보기로 한다. ITO 박막의 면저항을 4 point probe를 이용하여 10회 측정하여 보았는데 평균을 계산해본 결과 7.05101Ω/□이 나왔으며 그 결과 높은 전도성을 가지면서 불투명한 금속에 반해서 높은 ITO는 투명성을 가지는 동시에 전기가 통할수 있는 이중성을 가진 것을 확인할수 있었다.2.서론보통 전기 전도성이 좋은 금속의 경우는 불투명하기 때문에 Display의 재료로 사용할 수 없다. 그렇다고 투과율이 높은 유리의 경우는 전기 전도성이 좋지 않기 때문에 회로를 생성하기 용이하지가 않다. 하지만 이 두가지 특성을 동시에 가지고 있는 ITO(Indium Tin Oxide)는 전기전도성도 좋고 유리에 비해서는 낮지만 높은 투과율도 가지고 있다. 이번 실험에서는 ITO의 면저항을 알아보기 위해 박막 저항 측정기(4 Point probe)를 이용하여 측정하고 전기적인 특성을 알아보도록 한다.3.이론적배경3-1 면저항두 접촉 사이에 놓인 금속만의 저항은 아래 식으로 표현되어 진다.여기서, S는 기하학적 인자로 막의 단면적, L 은 길이, ρ은 저항률이다.만약 아래 그림과 같은 구조에서 막의 저항을 구하게 되면로 되고, 만약 l=b 라면ㅋ로 표현될 수 있다. 여기서 Rs를 면저항이라 부르고, 단 위는 Ω/sq 로 나타낸다. 이 면저항은 유사한 조건에서 증착된 같은 물질의 막을 비교하는데 매우 유용하게 사용된다. 또한, 막의 두께와 면저항을 알면, 저항율은 다음 식으로 구해진다.3-2 면저항의 측정법막의 저항률을 측정하는데는 4point probe 법이 많이 이용되고 있다. 4point probe 법에서 저항률은 아래식으로 주어진다.만약, S=S2=S3=S 라면, 위 식은 다음과 같이 된다.박막저항측정기로 박막의 저항을 측정하게 되면, 박막의 두께에 따른 표면 저항 외에 투명전극 재료에 대한 성질과 재료의 비저항을 알고 있을 경우에는 박막의 두께도 측정이 가능하다.●용어 설명(1)보정계수(Correction Factor)면저항값을 계산하기 위해서는 저항값(ohm)에 보정계수를 곱해줘야 한다. 보정계수는 Sample size와 박막의 두께 그리고 측정 시 온도까지 3가지 계수를 곱해주어 산출된다. Sample size 계수는 4-point probe의 탐침 간 거리(1mm라 하자)의 40배인 40mm이상의 직경의 Sample일 경우 4.532이고, 박막두께계수는 400um이하일 때 1이며, 온도는 Sample의 온도계수에 따라 약간의 변화가 있지만 23°C일 때 1에 가깝다. 이 조건으로 보정계수를 계산하여 보면 다음과 같다.C.F =4.532 = 4.532 × 1 × 1만약, 위 조건에 적합하지 않을 경우에는 그에 따른 적절한 보정계수를 산출해 준다.(2)절연체 고저항 측정보통 절연체라 함은 대전방지소재 및 플라스틱 가공물 등으로, 저항값이ohm/sq 이상의 큰 저항을 가지는 sample을 말한다.ohm/sq 이상의 고저항은 측정 시 매우 높은 전압을 이용하기 때문에 4-point probe 방식으로는 측정이 힘들며, 보통은 rail type 이나 2 probe방식 또는 circle type의 probe를 이용하여 측정한다. 이들 장비는 4 point probe system과 같이 표면저항측정기라 불리기도 하지만 고저항측정기라고 말하고 있다.(3)4point probe system의 교정최근에는 정밀하고 정확한 측정 data를 유지하기 위하여 계측기에 대한 검교정이 매우 중요시 되고 있다. 4point probe system은 일반적이고 보편화된 계측기가 아니기 때문에 검교정 할 수 있는 국내기관은 극히 드물어 대부분의 교정은 각 제조사에서 자체적으로 시행되어지고 있으며, 검정은 KRISS(한국표준과학연구원)에서 시행되어지고 있다.(4)ITO 박막산화 인듐 (In2O3)과 산화 주석 (SnO2)이 섞여져 있으며, 일반적으로 90% In2O3, 10% SnO2 비중을 갖는다. 흔히 투명전극이나 ITO라고 한다.(5)박막기계가공으로는 실현 불가능한 두께 μm 이하의 엷은 막.(6)진공증착(vacuum plating)금속이나 비금속의 작은 조각을 진공 속에서 가열하여 그 증기를 물체면에 부착시키는 일이다. 모든 물품에 적용할 수 있다는 특징이 있다.(7)표면박막저항측정기(4 Point Probe)4 Point Probe 는 안쪽 두 점 사이의 전압과 바깥쪽 두 점 사이의 전류를 측정하여 박막 및 시트의 저항 값을 측정하는 계측기로서, 4 Point Probe, FPP, 4PP 등으로 불리고 있다. 모두 탐침이 4개 달린 표면저항 측정용으로 사용하는 probe를 지칭하는 용어이다. 현재 신소재공학과 실험실에 보요하고 있는 박막 저항측정기는 모델명 CMT-SR1000N 로서, 중앙 1점 자동 접촉 시스템으로 8인치 이내 크기의 시료를 4 Probe를 이용하여 저항을 간편히 측정하고 LCD창을 이용하여 측정결과를 Ohm/sq 단위로 바로 전환하여 확인 할 수 있다. 또한, 컴퓨터와 연결하면 전용 S/W를 이용하여 정확한 보정계수를 적용한 측정결과를 그래프와 함께 순차적으로 받을 수 있다.↑ 4 point probe(ITO 코팅 유리 면저항측정사진)4.실험 방법필요한 도구 및 장비- ITO 박막이 입혀진 Glass시편- 표면박막저항 측정기( 4 point probe)(1) ITO 박막이 증착된 시편을 박막저항 측정기를 이용하여 10회의 면저항을 측정한다.

공학/기술| 2012.12.09| 5페이지| 1,000원| 조회(1,520)

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알루미늄 양극산화 실험 보고서

알루미늄 양극산화알루미늄을 양극산화 처리하여 내식성, 내마멸성, 염색성, 밀착성 등의 성질을 개선할 수 있는지 알아본다.50mm×63mm 크기의 알루미늄 판을 세 개 준비 한 뒤 emery paper #1000까지 연마해서 산화물 및 불순물을 제거한 뒤 20g/ℓ NaOH 용액을 20℃로 유지하여 9분 정도 담가 탈지처리를 한 뒤 수세하고 35% HNO3 용액에서 desmut 처리를 해준다.그리고 이 시편을 10% H2SO4 용액에서 20분 40분 60분 동안 양극산화 처리를 해 준 뒤 전해처리를 하고 다시 수세하고 건조 한 뒤 두께와 무게를 측정하고 CrO3 8g, H3PO4 4g 넣어 혼합용액을 만들어 그 용액에 다시 10분간 침지시켜 양극산화막을 제거한 뒤 또 두께와 무게를 측정하여 기록한다.시편의 두께는 20분,40분,60분각각 400,2100,2700나노미터로 결과 값이 나왔다.1.서론알루미늄을 양극산화 처리하면 내식성,내마멸성,염색성,밀착성 등의 성질을 개선할 수 있다. 알루미늄을 양극산화 처리하여 혀엉되는 산화 피막의 두께와 무게 등을 측정하고 그 특성에 관해 알아보고자 한다.2.이론적 배경①생성양극산화피막의단위면적당무게(mg/)=②양극산화피막에 소모된 Al의 단위 면적당 무게(mg/)=③피복비=※Faraday's lawwhere,w = 전극상에 석출 또는 용해하는 물체의 질량M=석출 또는 용해한 물질의 당량I=전류(A)t=시간(sec)n=원자당 교환된 전자의 수F=Faraday 상수 (96500Coul/mol)3.실험방법(1) 4개의 Al 판을 50mmX50mm 크기로 자르고 윗 부분에 2mm 직경의 구멍을 뚫은 뒤 emery paper#1000으로 시편의 표면을 연마하여 산화물 및 불순물을 제거한다.(2) 연마된 Al시편을 다음과 같은 과정으로 탈지처리 한다.①탈지처리 : 20g/L NaOH용액을 20도로 유지하여 9분 정도 담근다.②수세③desmu 처리 :35%HNO용액에서 처리(2~3)분④건조(3) 전선을 연결할 구멍과 산화 처리할 부분의 넓이, 50mmX50mm을 남기고 나머지 부분을 masking테이프로 절연하여 일정한 면적만이 양극 ㅤㅏㄴ화처리 되도록 한 후 각 시편의 두께와 무게를 측정(W1)(4)이 같이 처리된 시편을 10%용액에서 각각 20,30,40,60분 양극 산화 처리 한다. 양극산화 처리 전 액의 온도를 측정한다. Al 판을 양극,납판을 음극으로 연결하고, 전압을 10~20V(전압은 액의 전도도에 따라 달라질 수 있음),전류를 1 혹은 2 A/의 정전류 mode로 하여 처리한다. 이때의 용액의 온도는 20도로 유지시킨다.(얼음중탕을 이용하면 편리하다.)*반드시 후드 안에서 시행할 것.(5) 4개 중 1개의 시편에 대해서는 양극산화 처리시 전해시간에 따른 전해전압의 변화를 기록한다. 양극산화 처리가 완료된 시편을 수세 후 건조 시킨 후 무게()와 액의 온도를 측정하고 Mini-ester 600을 이용하여 두께를 측정한다.(6)증류수에 Cr8g4g을 넣어 혼합용액 500ml를 만든 후, 그혼합용액을 90~95도로 가열 유지하여 10분간 침지시켜 양극산화막을 제거한다. 이 용액은 산화피막만을 용해시키고 소지 Al판은 용해시키지 않는다.(사용액은 하수도로 버릴 경우 심각한 공해를 유발하므로 버리지 말고 다음 조에 넘겨 3회 이상 사용한다. 그 후 폐기할 때는 반드시 준비된 폐액통에 버린다)(7)}건조 후 무게측정()하여 피복비를 구하고 Faraday 식을 이용하여 전류 효율을 구하여라.4. 결과 및 고찰1)시편의 무게시편1(20분)2(40분)3(60분)W14633.4mg4650.7mg4672.3mgW24671.3mg4695.6mg4711.7mgW34470mg4466.1mg4577.7mg2)용액의 온도 및 피막 두께전해시간/sec실험전 온도/C실험 후 온도/C피막두께 측정/1200sec57C20C4002400sec56.7C20C21003600sec57.9C20C2700전해시간/secmg/mg/양극전류효율(%)피복비1200sec1.516mg/6.536mg/44%0.2319462400sec1.796mg/7.384mg/63%0.2432293600sec1.576mg/3.784mg/60%0.41649Ⅴ. 결론이 실험을 통해 알수 있었다. 알루미늄을 양극산화 처리한 것은 내식성이 좋아져 부식과 침식에 잘견딜 수 있게 되고 내마멸성 또한 좋아져 내부의 균열에 대비할수 있따. 또한 실험결과 후 알루미늄의 색도 달라지는 것을 관측할수 있었으며 산화막이 색깔을 가지고 있는 것도 알수 있었다. 산화피막이 형성되고 각 시간의 따라 산화피막의 두께도 측정할수 있었는데 그 두께가 이론적인 두께와 차이나는 이유는 실험도중 20도씨의 꾸준한 온도유지가 안된점과 내부의 용액의 농도가 정해진 이론농도와 미세한 차이를 보일수 있고 마지막으로 내부에 용액에 외부의 먼지나 다른 물질이 들어가 이러한 차이를 보인 것으로 보인다. 또한 양극 전류 효율은 시간이 길수록 높아지긴 하지만 양극 전류효율의 증가하는 양은점점 줄어듬을 알수있었다. 그 이유는 생성되는양이많아짐에 따라 점점 반응하는 물질이 줄어들어 고갈됨에 있있고 만약 80분 120분 이상 실험을 하더라도 그 효율은 점점 한 지점에서 멈춰짐을 관측할수 있을 것이다. 이번 실험을 통해 산업에서 많이 쓰이는 양극산화처리에 대해 배울수 있어 좋았고 다음번 실험에서는 더욱 더 오차를 줄여 완벽한 실험이 될수 있도록 하겠다.

공학/기술| 2012.12.09| 4페이지| 1,000원| 조회(579)

알루미늄, 양극산화, 알루미늄 양극산화

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