선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 근적외선 차단하기 위하여 광학 박막으로 저굴절률(L)의 SiO2 박막과 고굴절률(H)의 TiO2 박막으로 구성된 다층 박막구조의 반사를 위한 박막 특성 연구를 수행하였다. 다층박막의 구조는 적층되는 박막 수를 최소화한 고굴절률(H)/저굴절률(L)/고굴절률(H)의 삼층(triple layer) 구조로 설계하였다.
제안 방법
- 근적외선 차단을 위한 다층 광학 박막의 반사 설계는 550~2400nm 파장 대역에서 Macleod 프로그램을 사용 하여 설계 하였다[10,11]. 굴절률 n인 기판 위에 굴절률 n1, n2, n3의 광학 박막을 형성하고 각 박막에 특성행렬(characteristic matrix)을 적용하였으며 고굴절률(H)/저 굴절률(L)/고굴절률(H)의 최소의 삼층 구조의 배열로 설계하였다.
- 근적외선 차단을 위한 SiO2와 TiO2 박막으로 구성된 반사 다층 박막을 설계하고 스퍼터링 방법으로 제작하여 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. SiO2와 TiO2 박막의 스퍼터링 공정 조건을 파워에 따라 분석한 결과 파워 증가에 따라 증착 속도는 증가 하였다.
- 근적외선 차단을 위한 다층 광학 박막의 반사 설계는 550~2400nm 파장 대역에서 Macleod 프로그램을 사용 하여 설계 하였다[10,11]. 굴절률 n인 기판 위에 굴절률 n1, n2, n3의 광학 박막을 형성하고 각 박막에 특성행렬(characteristic matrix)을 적용하였으며 고굴절률(H)/저 굴절률(L)/고굴절률(H)의 최소의 삼층 구조의 배열로 설계하였다.
- 다층 박막 제작을 위하여 SiO2 와 TiO2 박막을 스퍼터링(sputtering) 공정을 이용하여 표면 세척된 유리기판 위에 아르곤가스 기반에 RF 스퍼터링 공정에 의한 박막 증착이 수행되었다. 스퍼터링 공정 조건에 따른 박막의 증착 특성은 Ellipso Technology 사의 분광 타원기(ellipsometer)를 이용하여 분석하였으며, AFM(atomic force microscope)으로 RMS(root mean square)를 관찰하였다.
- 박막으로 구성된 다층 박막구조의 반사를 위한 박막 특성 연구를 수행하였다. 다층박막의 구조는 적층되는 박막 수를 최소화한 고굴절률(H)/저굴절률(L)/고굴절률(H)의 삼층(triple layer) 구조로 설계하였다. 이를 위하여 스퍼터링 공정에서 SiO2 박막과 TiO2 박막 각각의 두께 및 굴절률 제어를 위한 스퍼터링 공정 조건, 다층 광학 박막 설계, 시뮬레이션, 그리고 시뮬레이션 결과를 토대로 다층 박막 제작 및 광 특성 평가를 수행하였다.
- 스퍼터링 공정 조건에 따른 박막의 증착 특성은 Ellipso Technology 사의 분광 타원기(ellipsometer)를 이용하여 분석하였으며, AFM(atomic force microscope)으로 RMS(root mean square)를 관찰하였다. 또한 증착된 박막의 광학적 특성은 Perkin Elmer사의 분광기(spectrophotometer)로 측정하였다.
- 박막의 두께(d)는 파장(λ)을 4(굴절률)로 나눈 값으로 Fig. 4에서 d1은 150, d2는 165, d3는 150nm로 각각 설정하여 Macleod 프로그램으로 시뮬레이션하였다.
- 다층박막의 구조는 적층되는 박막 수를 최소화한 고굴절률(H)/저굴절률(L)/고굴절률(H)의 삼층(triple layer) 구조로 설계하였다. 이를 위하여 스퍼터링 공정에서 SiO2 박막과 TiO2 박막 각각의 두께 및 굴절률 제어를 위한 스퍼터링 공정 조건, 다층 광학 박막 설계, 시뮬레이션, 그리고 시뮬레이션 결과를 토대로 다층 박막 제작 및 광 특성 평가를 수행하였다.
- 665nm로 크게 증가하여 거친 표면 상태로 파워가 높은 상태에서는 성장함을 확인할 수 있었다. 이에 본 연구에서는 스퍼터링 증착 조건을 400W 이하로 설정하고 Fig.1과 Fig.2의 성장 속도를 근거로 원하는 두께의 다층 박막을 제작하였다.
- SiO2와 TiO2 박막의 스퍼터링 공정 조건을 파워에 따라 분석한 결과 파워 증가에 따라 증착 속도는 증가 하였다. 측정된 증착 속도로부터 원하는 두께 제어를 통하여 SiO2와 TiO2의 고굴절률(H)/저굴절률(L)/고굴절률(H)의 최소화된 적층구조인 삼층 구조로 설계하였다. 시뮬레이션 결과를 토대로 제작된 삼층 구조의 박막은 930nm에서 1525nm범위에서 반값 전폭(full width at half maximum) 반사율 33%이상을 구현할 수 있었다.
대상 데이터
- Fig. 4는 삼층 구조의 다층 박막 구조로서 유리기판위에 고굴절률 박막(n1)/저굴절률 박막(n2)/ 고굴절률(n3)의 구조로 설계하였고 고굴절률 박막은 TiO2, 저굴절률 박막은 SiO2를 이용하였다. 박막의 두께(d)는 파장(λ)을 4(굴절률)로 나눈 값으로 Fig.
이론/모형
- 박막을 스퍼터링(sputtering) 공정을 이용하여 표면 세척된 유리기판 위에 아르곤가스 기반에 RF 스퍼터링 공정에 의한 박막 증착이 수행되었다. 스퍼터링 공정 조건에 따른 박막의 증착 특성은 Ellipso Technology 사의 분광 타원기(ellipsometer)를 이용하여 분석하였으며, AFM(atomic force microscope)으로 RMS(root mean square)를 관찰하였다. 또한 증착된 박막의 광학적 특성은 Perkin Elmer사의 분광기(spectrophotometer)로 측정하였다.
성능/효과
- Fig. 3은 파워에 따른 증착 박막의 RMS를 측정한 결과로서 100에서 300W 범위에서는 0.335에서 0.337 nm 수준이었으나 400W 에서는 0.665nm로 크게 증가하여 거친 표면 상태로 파워가 높은 상태에서는 성장함을 확인할 수 있었다. 이에 본 연구에서는 스퍼터링 증착 조건을 400W 이하로 설정하고 Fig.
- 박막으로 구성된 반사 다층 박막을 설계하고 스퍼터링 방법으로 제작하여 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. SiO2와 TiO2 박막의 스퍼터링 공정 조건을 파워에 따라 분석한 결과 파워 증가에 따라 증착 속도는 증가 하였다. 측정된 증착 속도로부터 원하는 두께 제어를 통하여 SiO2와 TiO2의 고굴절률(H)/저굴절률(L)/고굴절률(H)의 최소화된 적층구조인 삼층 구조로 설계하였다.
- 반가 전폭에 해당되는 반사율 33%이상의 반사율을 나타내는 근적외선 파장 대역은 930~1525nm의 범위로 관찰되었다. 다층 박막 층의 적층된 수를 최소화한 삼층 구조로 적층된 고굴절률 TiO2막과 저굴절률 SiO2의 고굴절률(H)/저굴절률(L)/고굴절률(H)의 배열로 930~1525nm 대역에서 반값 전폭 반사율 33%이상을 구현할 수 있었다. 광학 박막 특성의 향상을 위해서는 삼층 이상으로 적층된 다층 박막 구조의 연구가 필요하다고 사료되었다.
- 측정된 증착 속도로부터 원하는 두께 제어를 통하여 SiO2와 TiO2의 고굴절률(H)/저굴절률(L)/고굴절률(H)의 최소화된 적층구조인 삼층 구조로 설계하였다. 시뮬레이션 결과를 토대로 제작된 삼층 구조의 박막은 930nm에서 1525nm범위에서 반값 전폭(full width at half maximum) 반사율 33%이상을 구현할 수 있었다.
- 6은 시뮬레이션 결과를 토대로 제작된 삼층 구조의 박막의 반사 특성 측정 결과이다. 시뮬레이션 결과에 비하여 최대 반사율이 적게 나타났으며 근적외선 파장대역 1157nm 부근에서 51.4%로 반사율은 최대로 나타났다. 반가 전폭에 해당되는 반사율 33%이상의 반사율을 나타내는 근적외선 파장 대역은 930~1525nm의 범위로 관찰되었다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.