• 전기화학회지
• /
• 제24권4호
• /
• pp.93-99
• /
• 2021

스트레처블 에너지 저장 장치 경량화를 위해 금속 집전체를 대체할 경량 물질 개발에 대한 관심이 높아지고 있다. 본 연구에서는 전도성 고분자인 PEDOT:PSS를 전기방사법으로 제조한 나노 섬유를 리튬이온전지용 집전체로 사용하였다. 나노 섬유는 도펀트인 DMSO를 사용해 향상된 전기 전도성을 나타냈으며, 신축성 평가결과로 부터 30% 이상의 신축률을 보여주었다. 또한, 나노 섬유 집전체를 사용함으로써 액체 전해질의 침투가 용이하며, 나노 섬유 네트워크를 통해 전자전도성을 높이는 효과를 나타났었다. DMSO 도핑 PEDOT:PSS@PAM 나노 섬유 필름 집전체를 사용한 리튬이온전지는 135mAh g^-1의 높은 방전용량을 보여주었으며, 1000 사이클 이후 73.5%의 높은 용량 유지율을 나타내었다. 따라서, 전도성 나노 섬유의 우수한 전기화학적 안정성과 기계적 특성은 신축성 에너지 저장 장치의 경량 집전체로서의 활용이 가능함을 보여주었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
• /
• pp.252-252
• /
• 2016

최근 학계나 산업계에서 indium tin oxide (ITO)의 높은 전기 전도도 및 광투과율을 이용하여 줄 발열을 기초로 하는 투명 면상 발열체에 대한 연구가 활발히 진행 되고 있다. 하지만 단일 ITO 박막으로 제작한 투명 면상 발열체는 온도가 상승함에 따라 균일하게 발열 되지 않으며, 글라스의 곡면 부분에서 유연성이 부족하여 크랙이 발생하는 다양한 문제점들을 가지고 있다. 이를 해결하기 위해 ITO의 결정화 온도 $160^{\circ}C$ 이상의 고온공정 또는 증착 후 열처리가 필요 하는 추가적인 공정이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 단일 ITO 박막의 단점을 개선하는 ITO/Ag/ITO 하이브리드 구조의 투명 면상 발열체를 제작하여 전기적, 광학적 특성을 비교하고 발열량, 온도 균일성, 발열 유지 안정도를 조사하였다. 본 연구에서는 $50{\times}50mm$ 크기의 non-alkali glass (Corning E-2000) 기판 상에 마그네트론 스퍼터링 공정으로 상온에서 ITO/Ag/ITO 박막을 연속적으로 증착 하여 다층구조의 하이브리드 형 투명 면상 발열체를 제조하였다. 박막 증착 파워는 DC (Ag) power 100 W, RF (ITO) power 200 W로 하였으며 ITO박막두께는 40 nm로 고정 시키고 Ag박막 두께는 10 ~ 20 nm로 변화를 주었다. 증착원은 3인치 ITO 단일 타깃(SnO2, 10 wt.%)과 Ag 금속 타깃 (순도 99.99%)을 사용하였으며, 고순도 Ar을 이용하여 방전하였으며 총 주입량은 20 sccm, working pressure는 1.0 Pa을 유지하였다. 증착전 타깃 표면의 불순물 제거와 방전의 안정성을 유지하기 위해 10분간 pre-sputtering을 진행하고 증착하였다. 증착한 박막의 전기적, 광학적 특성은 각각 Hall-effect measurements system (ECOPIA, HMS3000), UV-Vis spectrophotometer (UV-1800, SHIMADZU)으로 측정하였으며, 하이브리드 표면의 구조 및 형상은 field emission-scanning electron microscopy (FE-SEM, Hitachi S-4800)으로 관찰하였다. 또한 투명 면상 발열체의 성능은 0.5 ~ 3 V/cm의 다양한 전압을 power supply (Keithly 2400, USA)를 통해서 시편 양 끝단에 인가한 후 시간에 따른 투명면상 발열체의 표면 온도변화를 infrared thermal imager (IR camera, Nikon)를 이용하여 관찰하였다. 하이브리드 구조를 가진 ITO박막의 두께는 40 nm로 고정 시키고 Ag박막의 두께는 10, 15, 20 nm로 변화를 주었다. 이들 박막의 면저항 값은 각각 5.3, 3.2, $2.1{\Omega}/{\Box}$였으며, 투과도는 각각 86.9, 81.7, 66.5 %였다. 이에 비해 두께 95 nm의 단일 ITO박막의 면저항 값은 $59.5{\Omega}/{\Box}$였으며, 투과도는 89.1 %였다. 하이브리드 구조의 전기적특성은 금속층의 두께가 증가할수록 캐리어 농도 값이 증가함에 따라 비저항 값이 감소되어 면저항 값도 감소된 것이며, 금속 삽입층의 전도특성이 비저항에 큰 영향을 주고 있음을 보여준다. 하지만 금속 층의 두께가 증가할수록 Ag층이 연속적인 막을 형성하여 반사율이 증가함에 따라 투과도가 감소하였다. 따라서 하이브리드 구조를 가진 투명 면상 발열체에 금속 삽입층의 두께 조절은 매우 중요한 인자임을 확인 할 수 있었다. 또한 발열성능을 평가 하기 위해 시편 양 끝단에 3 V전압을 인가한 결과, 금속 삽입층의 두께가 10 nm에서 5 nm씩 증가한 하이브리드 구조를 가진 투명면상 발열체의 최고 온도는 각각 98, 150, $167^{\circ}C$ 였으며, 단일 ITO의 최고 온도는 $32^{\circ}C$였다. 이 것은 동일한 두께 (95 nm)의 단일 ITO 박막과 비교하여 면저항이 낮은 하이브리드 박막의 발열량은 약 $120^{\circ}C$로 발열효율이 매우 우수한 것을 확인 할 수 있었다.

• 한국재료학회지
• /
• 제8권5호
• /
• pp.444-449
• /
• 1998

EMI 차폐재를 이용하여 전자파 장해를 극복하는 방법에는 금속판을 이용하는 방법과 플라스틱 표면에 전도층을 형성하는 방법, 전도성 충진제를 플라스틱에 혼입하는 방법이 대표적으로 사용되고 있으나 각각의 방법마다 장단점이 존재하기 때문에 많은 연구들의 목적은 전자 기기 본체의 무게를 증가시키지 않고 최대한 전자파 차폐 효율을 높이는 물질 개발에 목적을 두고 있다. 이러한 목적을 위하여 본 연구에서는 비중이 낮고 판상형인 운모 분체 펴면 위에 무전해 니켈 도금을 시행하므로써 전도성을 지니는 금속화운모를 제조하여, 이를 EMI차폐용 분체로서 사용하였다. 또한 이 EMI 차폐용 분체의 특성을 고찰 하였다. 미분체 운모 표면에 무전해 니켈막 금속화운모 미분체를 도료화하여 전자파 차폐 효과를 측정한 결과 최고 63dB를 나타내었다. 이 값은 구리 금속판을 이용한 전자파 차폐의 90dB에는 못 미치지만, 도포 횟수를 6회 이상 시행했을 경우 전자파 차폐 효과가 약 10dB 정도가 증가함을 알 수 있었고, 넓은 범위의 전자파 차폐 효과를 거둘 수 있는 특징이 있다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
• /
• pp.60-60
• /
• 1999

단결정 다이아몬드의 열전도도는 약 22W/cm.K로 열전도도가 가장 큰 물질로 알려져 있으며, 비저항은 10$\Omega$.cm 이상의 높은 값을 갖는다. 대부분 열전도도가 큰 것으로 알려진 물질들은 Cu, Ag 등과 같이 전자의 흐름에 의하여 열이 전도되기 때문에 큰 전기전도도를 함께 갖는 것일 일반적이다, 그러나, 다이아몬드는 빠른 phonon의 이동에 의하여 열전도가 이루어지므로 전기적으로 절연 특성을 갖으면서도 큰 열전도가 가능하다. 단결정 다이아몬드는 고방열 절연체로서 이상적인 물질 특성을 보여준다. 전기절연성을 갖는 열전도층으로 다이아몬드를 이용하기 위해서는 저가로 제조가 용이한 화학기상증착법을 이용하여야 한다. 화학기상증착법으로 제조된 다결정 다이아몬드 박막의 열전도도는 약 21W/cm.K로 여전히 매우 높은 값을 갖는 것으로 알려져 있지만, 비저항 값은 인위적으로 도핑을 전혀 하지 않은 상태에서도 106$\Omega$.cm 정도의 낮은 값을 갖는다. 전혀 도핑을 하지 않았음에도 전도성을 갖는 특이한 특성을 다결정 다이아몬드가 보여 주고 있으므로 이에 대한 연구는 주로 전기 전도성을 갖는 특이한 특성을 다결정 다이아몬드가 보여주고 있으므로 이에 대한 연구는 주로 전기전도성의 원인을 규명하는데 집중되고 있다. 아직 명확한 전도 기구는 제안되고 있지 못하지만 전도성의 원인은 수소와 관련이 있고 전도는 표면을 통하여 이루어진다는 것이다. 산(acid)을 이용하여 다결정 다이아몬드 박막을 세척하면 전기 전도성이 사라지고 높은 저항값을 갖는 박막을 얻게 되는데 박막을 세척하는 공정은 박막의 표면만을 변호시키므로 표면에 있던 전기전도층이 용액 처리를 통하여 제거되므로 전도성이 사라진다고 생각하는 것이다. 그러나, 본 연구에서는 두께가 두꺼울수록 저항값이 증가하는 것이 관찰되었고 기존의 측정방식인 수평적인 저항 측정법에 대하여 수직적 방향으로 저항을 측정하면 저항값이 1/2 정도 작게 측정되었다. 다결정 다이아몬드에서 표면을 통하여 전류가 흐른다면 박막의 두께에 따른 변화가 나타나지 않아야 하고 수직적인 전류 측정법이 오히려 더 큰 저항을 보여주어야 한다. 기존의 표면 전도 모델로는 설명되지 못하는 현상들이 관찰되었고 정확한 전기 전도 경로를 확인하기 위하여 전해 도금법으로 금속들이 석출되는 모습을 관찰하였다. 이 방법을 통하여 다결정 다이아몬드에서 전류는 결정입계를 통하여 전도됨을 알 수 있었다. 온도에 따른 다결정 다이아몬드의 전기전도도 변화를 관찰하였고 이로부터 활성화 에너지 값을 구할 수 있었다. 다결정 다이아몬드의 전도도는 온도에 따라서 0.049eV와 0.979eV의 두 개의 활성화 에너지를 갖는 구간으로 나뉘어졌다. 이로부터 다결정 다이아몬드에는 활성화 에너지 값이 다른 두 종류의 defect level이 형성되는 것으로 추정할 수 있고 이 낮은 defect level에 의하여 전도성을 갖는 것으로 생각된다.

• Composites Research
• /
• 제29권4호
• /
• pp.138-144
• /
• 2016

최근 유해한 전자파 문제에 대응하여 사용되는 전자파 차폐 물질에 대한 관심이 대두되고 있다. 우선, 전통적으로 사용되는 전도성이 높은 금속 기반 물질들이 있지만, 무겁고 부식성에 대한 한계가 있기에 이를 극복할 수 있는, 가볍고 기계적 강도가 우수하고, 부식에 대한 내구성이 있으며 전기 전도성이 높은 탄소계 물질들이 대두되었다. 탄소계 물질을 phase별로 나누어, 그래핀, CNT와 같은 1-phase 단일계 탄소계 물질부터 단일계 탄소물질에 금속이 추가되거나, 서로 다른 탄소계 물질이 혼합된 2-phase 탄소계 물질, 서로 다른 탄소계 물질에 기능성 금속이 추가된 3-phase 탄소계 물질순으로 각각의 특징을 소개하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
• /
• 제18권3호
• /
• pp.39-43
• /
• 2011

마이크로파 유전체의 Q 값 측정에 널리 사용되고 있는 유전체 공진기 방법에서 캐비티의 재질변화가 유전체의 Q 값 측정에 미치는 오차요인에 대해 HFSS 시뮬레이션과 실측평가를 병행하여 조사하였다. HFSS의 전자계 벡터 형상으로부터 $TE_{01\delta}$ 모드의 공진주파수를 결정하고 $S_{21}$ 파라메터의 3dB 대역폭으로부터 Q 값을 계산하였다. 캐비티 금속이 Cu, SUS, Au 등으로 변화할 경우 유전체 공진기의 Q 값 측정에 큰 오차는 발생하지 않았으나, 금속이 산화하여 전도도가 수 천 정도로 떨어질 경우 Q 값이 매우 낮게 측정되는 오차가 발생함을 확인하였다. 이러한 시뮬레이션 결과는 실제로 다양한 재질의 금속 캐비티를 가지고 유전체 공진기의 Q 값을 측정해 본 결과 서로 일치되는 관련성을 나타내었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
• /
• pp.210-210
• /
• 2010

ABO2 형태를 가진 delafossite 구조 산화물은 p-type 투명전도체 소재로 유명하다. Delafossite 구조가 p-type 투명전도체에 적합한 결정적인 이유는 밴드갭이 넓고 공유결합에 유리하기 때문이다. 투명전도체는 가시광선의 흡수가 없도록 band gap을 넓히는 것이 우선인데 이러한 band gap이 넓은 구조가 delafossite이다. 또한 delafossite 구조는 구조적으로 각각의 산화물 이온들이 유사 사면체 배위(pseudo-tetrahedral coordination)을 갖는다. 이러한 사면체 배위결합구조에서 산소이온은 비결합면이 없기 때문에 더욱더 공유결합성을 향상시킬 것으로 생각된다. 여기서 A는 +1가 cation, B은 +3가 cation으로 구성되어 있다. A자리에는 1가 원소인 팔라듐, 플래티늄, 은, 구리 등을 가질 수 있고. B자리에 3가 원소이면서도 크기가 알루미늄보다는 크고 란타늄보다는 작은 금속이 들어갈 수 있다. Delafossite 구조는 상온에서 2종류의 polytype (상온에서 Rhombohedaral 구조와 hexagonal 구조)이 존재하며 이들은 각각 3R(Rm) 및2H (P63/mmc)의 결정 구조를 가지고 있다. CuCrO2는 일반적으로 3R결정구조를 가지는 것으로 알려져 있다. delafossite 구조는 전기적 이방성을 띄고 있는데 c-축 방향으로의 전기적 특성이 a-축 방향으로의 전기적 특성보다 약 1000배 높은 물성을 띈다고 한다. 이는 c-축 방향의 원자 위치 때문인데 CuCrO2의 경우 Cu-O-Cr-O-Cu로서 3d-2p-3d-2p-3d 궤도를 가지기 때문인 것으로 알려져 있다.[ref] 반면 c-축으로 에피성장된 박막의 경우 +3가 이온이 위치한 layer에서 hole hopping에 의해 캐리어가 전도된다고 알려져 있기도 하다. 본 연구에서는 PLD를 이용하여 c-plane 사파이어 기판위에 성장된 delafossite구조인 CuCrO2박막의 특성을 알아보았다. p-type 특성을 위하여 CuCrO2에 Ni를 첨가하였으며 그에 따른 구조적 전기적 특성을 조사하였다. 성장온도와 도핑농도를 변화시켜 특성을 연구하였다. 결정구조적 특성과 전기적 특성을 분석하려 한다.

• 한국반도체및디스플레이장비학회:학술대회논문집
• /
• 한국반도체및디스플레이장비학회 2003년도 춘계학술대회 발표 논문집
• /
• pp.98-105
• /
• 2003

반도체 집적회로 제조 장치의 부품으로 사용되는 전도성 발열체를 박막형태로 제조하는 기술을 얻기 위하여 반도체와 금속을 혼합한 물질을 스퍼터 증착 기술 및 전자빔 증착기술을 이용하여 제작하고, 전기적, 재료적 특성을 분석하였다. 발열재료로는 몰리부덴과 실리콘 및 크롬 및 실리콘의 합금을 이용하였으며, 기판 물질은 알루미나와 실리콘질화막. 시리콘 산화막을 사용하였다. 발열물질은 온도의 상승파 하강에도 안정된 재료적 성질을 가져야 제품으로써 신뢰도를 유지할 수 있으므로 금속 (몰리부텐 또는 크롬) 실리사이드 (silicide)의 최종 phase 를 갖도록 하였는데, 실리사이드는 실리콘과 금속의 합금물질로 안정된 재료로 알려져 있다. 또한 발열재료의 온도저항계수를 최소화하도록 하였으며 온도저한계수 값의 범위가 20% 이내인 발열재료의 제조기술을 얻었다. 이러한 온도저항계수 최소화는 열교환 부품의 온도 정밀제어를 가능하게 한다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제29권2호
• /
• pp.169-177
• /
• 2017

북한은 최근 핵무기의 일반적인 열, 폭풍, 방사능 피해가 아닌 전자 장비를 무력화시키기 위한 고고도 전자기파 탄을 개발 중인 것으로 예측되고 있다. 현재 군용 목적으로 사용되고 있는 HEMP 차폐 시설 중 차폐 판의 경우 전자파 차폐 효과가 뛰어난 금속 판이 사용되고 있으나 이러한 금속판들은 차폐 시설 제작 시 용접 부위에서의 전자파 유입 가능성 등 시공상의 어려움과 높은 비용이 문제시 되고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서 차폐 시설을 따로 구축하지 않고 콘크리트 구조물 자체로써 전자파 차폐 효과를 확보하기 위하여 콘크리트 실험체에 전기전도성이 높은 재료를 혼입하였다. 또한, 실험체 중 가장 높은 차폐효과를 보인 2가지 수준과, 가장 낮은 차폐 효과를 보인 2가지 수준에 $100{\mu}m$ 아연-알루미늄 합금 금속용사 피막을 적용하였다. 실험 결과 전기전도성이 높은 재료를 혼입한 실험체는 MIL-STD-118-125-1 규격 최소 차폐 기준을 만족하지 못하였으나, 금속용사 피막을 적용한 실험체에서는 모두 최소 차폐 기준을 만족하였다. 결론적으로, $100{\mu}m$ 아연-알루미늄 합금 금속용사 피막이 HEMP 차폐에 높은 효율성을 가지고 있다고 판단된다.

• Journal of Welding and Joining
• /
• 제15권5호
• /
• pp.21-24
• /
• 1997

화학증착법은 고융점의 경질재료, 고온재료, 고순도와 완벽한 결정성을 필요로 하는 반도체, 초전도체 및 투명전도체 등의 전자재료의 제조와 신소재 개발 등에 이용되고 있다. 그러나 1000.deg.C 부근의 고온에서 증착반응이 이루어짐으로 그 응용범위가 제한되어 있다. 이러한 제한점을 해결하기 위하여 증착온도를 낮추기 위한 방법으로 비교적 저온에서 분해가 가능한 금속유기 화합물을 반응물로 사용하여 증착반응 온도를 낮출 수가 있으며, 실제로 III-V 또는 II-VI 반도체 제조에는 금속유기 화합물에 의한 화학증착법을 이용하고 있으나, 고가의 금속유기 화합물을 사용하여야 하며 금속유기 화합물의 불안정성, 유독성 때문에 사용에 제한을 받고 있다. 최근에는 플라즈마를 부수에너지원으로 공급하여 줌으로써 증착반응의 온도를 더욱 낮추는 연구가 진행되고 있다.