전기화학적 방법으로 형성된 ZnO 박막에 미치는 어닐링의 효과에 대한 연구 = (A) study on the effect of annealing on ZnO film formed by electrochemical method

국문 초록 (Abstract)

투명전극은 현재 태양전지, 디스플레이, 터치 패널 등에 널리 사용되고 있다. 대표적인 투명전극으로는 ITO가 있으나, In의 공급 문제에 따라, 다른 다양한 물질이 연구되고 있다.
ZnO는 무독성의 Ⅱ-Ⅵ족 화합물로서, 3.2 내지 3.4 eV의 넓은 밴드갭 에너지를 가지며 엑시톤 결합 에너지가 60meV로서 큰 반도체이다. ZnO는 일반적으로 n-type 반도체인데, 이는 oxygen vacancy 및 zinc interstitials 때문이다.
ZnO 박막은 다양한 박막 형성 방법에 의해 제조될 수 있다. 예를 들어 화학기상증착법(CVD), 물리기상증착법(PVD), 펄스레이저증착법(PLD), RF 마그네트론 스퍼터링, 분자선 에피탁시 및 전기화학적 도금 방법 등이 사용되고 있다.
이 가운데에서, 반응물의 농도, 온도, 인가 전압 또는 전류 밀도 등과 같이 재료의 화학양론비, 표면 형상 및 결정구조에 큰 영향을 미치는 다양한 증착 변수를 조절할 수 있는 장점이 있다.
본 연구에서는 In2O3:Sn(ITO)가 코팅된 유리기판 위에 전기화학적 방법에 의해 ZnO 박막을 제조하였다. 이렇게 얻어진 샘플에 대해 200~500℃의 온도에서 Ar 및 H2 분위기에서 어닐링을 하였다.

목차 (Table of Contents)

• 목 차
• 국문요지 ⅰ
• 목 차 ⅲ
• List of Figures ⅴ
• List of Tables ⅴ
• 제 1 장. 서 론 1
• 1.1 연구의 배경 및 목적 1
• 1.2 이 론 2
• 1.2.1. 투명전극 2
• 1.2.2. 투명전극의 조건 2
• 1.2.3. 투명전극의 종류 5
• 1.2.4. ZnO 투명전극 9
• 1.2.5. ZnO 투명전극 제조 방법 12
• 1.2.6. ZnO 투명전극의 전도성 확보 방법 13
• 제 2 장. 실 험 14
• 2.1. 전기화학적 방법에 의한 ZnO 제조 14
• 2.1.1. 원리 14
• 2.1.2. 장치 15
• 2.2. 실험 방법 16
• 2.1.1. 박막 제조 16
• 2.1.2. 어닐링 16
• 2.3 분석 방법 18
• 2.3.1. X선 회절 분석 18
• 2.3.2. SEM 분석 18
• 2.3.3. 전기적 특성 분석 18
• 2.3.4. 광학적 특성 분석 18
• 제 3 장. 결과 및 고찰 19
• 3.1. ZnO 박막의 미세 구조 19
• 3.2. X선회절 결과 22
• 3.3. 불활성 분위기에서 어닐링한 경우의 관찰 23
• 3.3.1. X선회절 결과 23
• 3.3.2. 투과율 측정 결과 25
• 3.3.3. 밴드갭 측정 결과 26
• 3.3.4. 면저항 측정 결과 27
• 3.4. 환원성 분위기에서 어닐링한 경우의 관찰 29
• 3.4.1. X선회절 결과 29
• 3.4.2. 투과율 측정 결과 31
• 3.4.3. 밴드갭 측정 결과 32
• 3.4.4. 면저항 측정 결과 34
• 제 4 장. 결 론 36
• 참고문헌 37
• Abstract 39
• 감사의 글 41