• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제37권4호
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• pp.427-432
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• 2024

The polymer crystallization process, promoting the formation of ferroelectric β-phase, is essential for developing polyvinylidene fluoride (PVDF)-based high-performance piezoelectric energy harvesters. However, traditional high-temperature annealing is unsuitable for the manufacture of flexible piezoelectric devices due to the thermal damage to plastic components that occurs during the long processing times. In this study, we investigated the feasibility of introducing a flash lamp annealing that can rapidly induce the β-phase in the PVDF layer while avoiding device damage through selective heating. The flash light-irradiated PVDF films achieved a maximum β-phase content of 76.52% under an applied voltage of 300 V and an on-time of 1.5 ms, a higher fraction than that obtained through thermal annealing. The PVDF-based piezoelectric energy harvester with the optimized irradiation condition generates a stable output voltage of 0.23 V and a current of 102 nA under repeated bendings. These results demonstrate that flash lamp annealing can be an effective process for realizing the mass production of PVDF-based flexible electronics.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권10호
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• pp.1025-1032
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• 2012

플래시 램프 열처리(Flash lamp annealing, FLA) 공정은 저온폴리실리콘의 생산을 위한 기술로써 대면적 기판용 실리콘 결정화 기술로 기대 받고 있는 기술이다. 본 연구에서는 FLA 공정 중 기판에 발생하는 변형의 원인에 대하여 이론적인 해석과 이를 토대로 시뮬레이션을 수행하였다. 상용 FEM 해석프로그램에 고온에서의 유리의 점성에 대한 모델을 적용하여, 고온에서 유리의 구조적인 수축과 응력이완으로 인한 영구변형을 수치적으로 재현하였다. 0 세대 실험시편($2cm{\times}2cm$)의 경우 중력의 영향이 미미하여서, 실험 결과와 일치하는 'U'모양의 변형이 남는 것을 확인하였고, 4 세대 기판($74cm{\times}94cm$)의 경우 중력으로 인하여 'M'모양의 변형이 발생하는 것을 시뮬레이션하였다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제36권5호
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• pp.454-462
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• 2023

금속 나노 입자의 플래시 램프 어닐링 공정은 빠른 가공 속도(밀리초 단위), 저온 공정, 롤투롤 공정과의 호환성 등 이유로 유연한 기판 위에 고성능 전극을 제조하기 위한 강력한 솔루션으로 제공되어 왔다. 그러나 금속 나노 입자[예를 들면, 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu) 등]는 저온 공정을 위한 미세 금속 나노 입자(직경 10 nm 미만)의 제조가 어렵고, 고가이며, 잉크보관 및 플래시 램프 어닐링 과정에서 산화가 발생하는 등의 한계가 존재했다. 이러한 이유로 유기금속화합물 잉크는 금속 나노 입자를 대체할 수 있는 재료로서 저렴한 가격(기존 금속 나노 잉크 대비 1/100의 가격)과 저온 공정성, 높은 재료 안정성으로 인해 제안되었다. 하지만 이러한 장점에도 불구하고, 유기금속화합물의 플래시 램프 어닐링 처리를 통한 유연한 전극의 제조는 광범위하게 연구되지 않고 있다. 본 논문에서는 사전 경험 없이 은 유기금속화합물을 플래시 램프 어닐링하는 과정에서 발생할 수 있는 어려움을 최소화하기 위해 재료 매개변수와 플래시광 처리 매개변수(에너지 밀도, 펄스 지속시간 등)를 고려하여 유연 기판에 전극을 제조하기 위한 최적의 조건을 결정하는 방법을 실험적으로 가이드하고자 한다.