SnO2 (Tin oxide) 박막은 염료형태양전지의 전극, OLED의 전극, 발열유리의 저항체, Low-E 유리의 적외선 차단코팅으로 널리 활용되고 있다. SnO2 박막은 CVD, PLD, ...
SnO2 (Tin oxide) 박막은 염료형태양전지의 전극, OLED의 전극, 발열유리의 저항체, Low-E 유리의 적외선 차단코팅으로 널리 활용되고 있다. SnO2 박막은 CVD, PLD, SPD 등으로 제조 하고 있으며, 그 중 SPD는 손쉽게 제조 가능하다는 장점있어 SPD로 SnO2 박막을 제조하였다. FTO (Fluorined doped tin oxide) 박막은 면상발열체로서 히터의 특성을 보이고 있고, SnO2 박막에 비해 전기전도성이 우수하고, 불소의 도핑으로 인해 박막의 생성에 용이하다는 장점이 있다. FTO박막은 700nm의 두께에서 10Ω/의 면 저항을 가지며 700nm이상일 때 두께 및 열적 안정성을 가진다. 그러나 히터로서 응용하기 위해 다양한 형태의 히터 제작이 필요하고, 그에 따라 같은 두께에 다양한 저항을 갖는 박막 제작이 필요하다. 본 실험은 Sn보다 작은 원자크기를 가지는 Al3+을 Sn4+자리에 치환하여, hole을 생성시켜 F 도핑으로 형성된 전자를 compensation, Al과 F를 동시에 도핑하여 Al 도핑으로 형성된 hole으로 인해 Al-FTO의 면 저항 및 비저항을 높이고, Al 도핑으로 발열체로서 열적 안정성을 도모하고자 하였다. 0.25M의 Al-doped SnO2 박막의 경우 1.84E-02의 비저항, 동일한 두께의 SnO2 박막의 경우 1.10E-02의 비저항을 가져 Al 도핑으로 인하여 1.5배 정도의 비저항 증가를 보였다. 그러나 1M의 불소를 도핑한 F, Al co-doped SnO2 박막의 경우 1M의 FTO 박막과 유사한 전기적 특성을 보였고, 1M의 FTO의 경우 순수한 SnO2 박막에 비하여 20배 상의 캐리어농도 증가를 보인 것에 비하여, Al-doped SnO2의 경우 70~80% 캐리어농도 감소를 보였다. 따라서 1M의 불소를 첨가함으로 생기는 전자가 Al을 첨가함으로써 형성된 hole에 비하여 압도적으로 많아 서로 compensation 하기에는 F의 첨가한 양이 너무 많다는 판단을 하여 0.1M, 0.2M의 F를 도핑하여 실험을 진행하였다. 0.2M의 F 도핑한 FTO보다 F, Al co-doped SnO2 박막이 2배 이상 높은 비저항을 가진 것을 확인하였다. 또한, Al-doped SnO2 박막이 FTO나 F, Al co-doped SnO2 박막보다 캐리어농도 감소로 인해 고온에서의 단자저항의 변화율이 낮았고, 따라서 같은 면 저항의 박막 제조 시 단자 변화율이 적고, 열적 안정성이 높을 것으로 사료된다.
SnO2 (Tin oxide) 박막은 염료형태양전지의 전극, OLED의 전극, 발열유리의 저항체, Low-E 유리의 적외선 차단코팅으로 널리 활용되고 있다. SnO2 박막은 CVD, PLD, SPD 등으로 제조 하고 있으며, 그 중 SPD는 손쉽게 제조 가능하다는 장점있어 SPD로 SnO2 박막을 제조하였다. FTO (Fluorined doped tin oxide) 박막은 면상발열체로서 히터의 특성을 보이고 있고, SnO2 박막에 비해 전기전도성이 우수하고, 불소의 도핑으로 인해 박막의 생성에 용이하다는 장점이 있다. FTO박막은 700nm의 두께에서 10Ω/의 면 저항을 가지며 700nm이상일 때 두께 및 열적 안정성을 가진다. 그러나 히터로서 응용하기 위해 다양한 형태의 히터 제작이 필요하고, 그에 따라 같은 두께에 다양한 저항을 갖는 박막 제작이 필요하다. 본 실험은 Sn보다 작은 원자크기를 가지는 Al3+을 Sn4+자리에 치환하여, hole을 생성시켜 F 도핑으로 형성된 전자를 compensation, Al과 F를 동시에 도핑하여 Al 도핑으로 형성된 hole으로 인해 Al-FTO의 면 저항 및 비저항을 높이고, Al 도핑으로 발열체로서 열적 안정성을 도모하고자 하였다. 0.25M의 Al-doped SnO2 박막의 경우 1.84E-02의 비저항, 동일한 두께의 SnO2 박막의 경우 1.10E-02의 비저항을 가져 Al 도핑으로 인하여 1.5배 정도의 비저항 증가를 보였다. 그러나 1M의 불소를 도핑한 F, Al co-doped SnO2 박막의 경우 1M의 FTO 박막과 유사한 전기적 특성을 보였고, 1M의 FTO의 경우 순수한 SnO2 박막에 비하여 20배 상의 캐리어농도 증가를 보인 것에 비하여, Al-doped SnO2의 경우 70~80% 캐리어농도 감소를 보였다. 따라서 1M의 불소를 첨가함으로 생기는 전자가 Al을 첨가함으로써 형성된 hole에 비하여 압도적으로 많아 서로 compensation 하기에는 F의 첨가한 양이 너무 많다는 판단을 하여 0.1M, 0.2M의 F를 도핑하여 실험을 진행하였다. 0.2M의 F 도핑한 FTO보다 F, Al co-doped SnO2 박막이 2배 이상 높은 비저항을 가진 것을 확인하였다. 또한, Al-doped SnO2 박막이 FTO나 F, Al co-doped SnO2 박막보다 캐리어농도 감소로 인해 고온에서의 단자저항의 변화율이 낮았고, 따라서 같은 면 저항의 박막 제조 시 단자 변화율이 적고, 열적 안정성이 높을 것으로 사료된다.
SnO2 (Tin oxide) thin films are widely used as dye-sensitized solar cell(DSSC) electrodes, OLED electrodes, heat-resistant glass resistors, and infrared shielding coatings of low-E glass. The SnO2 thin film is manufactured by CVD, PLD, SPD, etc. In this experiment, SnO2 thin film is manufactured by ...
SnO2 (Tin oxide) thin films are widely used as dye-sensitized solar cell(DSSC) electrodes, OLED electrodes, heat-resistant glass resistors, and infrared shielding coatings of low-E glass. The SnO2 thin film is manufactured by CVD, PLD, SPD, etc. In this experiment, SnO2 thin film is manufactured by SPD, because SPD can be easily manufactured. The FTO (fluorined doped tin oxide) thin film shows a heater characteristic as a surface heating element, has excellent electric conductivity as compared with SnO2 thin film, and is easy to form a thin film due to fluorine doping. The FTO thin film has a resistance of 10Ω/□ at a thickness of 700nm thickness and thermal stability at a thickness of 700 nm or more. However, in order to be applied as a heater, various types of films must be fabricated, and thus a thin film having various resistances is required at the same thickness. In this experiment, Al3+ which has a smaller atomic size than Sn, must be substituted for Sn4+ to compensate from electrons to holes by co-doping Al and F, so that Al-FTO improve resistances and thermal stability as a heating element. The resistivity(1.84E-02) of 0.25M Al-doped SnO2 thin films show 1.5 times increase in resistivity by doping Al than the resistivity(1.10E-02) of SnO2 thin films at the same thickness. However, the 1M fluorine-doped, Al, F co-doped SnO2 thin films show similar resistivity to the 1M FTO thin films, In the case of 1M FTO, the carrier concentration was 20 times higher than un-doped SnO2 thin film and Al-doped SnO2 decreased by 70 ~ 80% than un-doped SnO2 thin film. Therefore, the electrons generated by dopping 1M fluorine were overwhelmingly larger than the holes formed by doping Al, and it was determined that the doped amount of F was too much to compensate each other. So, the experiment was conducted by doping 0.1M and 0.2M of F. Accordingly, results showed that Al, F co-doped SnO2 thin films increases more than 2 times higher resistivity than FTO at a doping of 0.2M F. In addition, the Al-doped SnO2 thin film was found to have higher thermal stability than the FTO and Al, F co-doped SnO2 thin films due to the lowered carrier concentration at room temperature.
SnO2 (Tin oxide) thin films are widely used as dye-sensitized solar cell(DSSC) electrodes, OLED electrodes, heat-resistant glass resistors, and infrared shielding coatings of low-E glass. The SnO2 thin film is manufactured by CVD, PLD, SPD, etc. In this experiment, SnO2 thin film is manufactured by SPD, because SPD can be easily manufactured. The FTO (fluorined doped tin oxide) thin film shows a heater characteristic as a surface heating element, has excellent electric conductivity as compared with SnO2 thin film, and is easy to form a thin film due to fluorine doping. The FTO thin film has a resistance of 10Ω/□ at a thickness of 700nm thickness and thermal stability at a thickness of 700 nm or more. However, in order to be applied as a heater, various types of films must be fabricated, and thus a thin film having various resistances is required at the same thickness. In this experiment, Al3+ which has a smaller atomic size than Sn, must be substituted for Sn4+ to compensate from electrons to holes by co-doping Al and F, so that Al-FTO improve resistances and thermal stability as a heating element. The resistivity(1.84E-02) of 0.25M Al-doped SnO2 thin films show 1.5 times increase in resistivity by doping Al than the resistivity(1.10E-02) of SnO2 thin films at the same thickness. However, the 1M fluorine-doped, Al, F co-doped SnO2 thin films show similar resistivity to the 1M FTO thin films, In the case of 1M FTO, the carrier concentration was 20 times higher than un-doped SnO2 thin film and Al-doped SnO2 decreased by 70 ~ 80% than un-doped SnO2 thin film. Therefore, the electrons generated by dopping 1M fluorine were overwhelmingly larger than the holes formed by doping Al, and it was determined that the doped amount of F was too much to compensate each other. So, the experiment was conducted by doping 0.1M and 0.2M of F. Accordingly, results showed that Al, F co-doped SnO2 thin films increases more than 2 times higher resistivity than FTO at a doping of 0.2M F. In addition, the Al-doped SnO2 thin film was found to have higher thermal stability than the FTO and Al, F co-doped SnO2 thin films due to the lowered carrier concentration at room temperature.
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