[논문]산소분위기의 상압플라즈마를 이용한 페로브스카이트 표면 처리 효과

김경보; 이종필; 김무진

doi:10.22156/cs4smb.2021.11.06.146

초록
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최근 페로브스카이트 반도체 물질에 대한 연구가 이루어지고 있고, 이 물질에 대한 표면 처리를 이용한 특성 평가는 후속 연구들의 기반이 된다. 따라서, 본 논문에서는 상압분위기에서 플라즈마가 형성되는 상압플라즈마 장비로 산소 플라즈마를 생성하여 공기중에 약 6개월정도 노출시킨 페로브스카이트 박막을 표면 처리한 결과에 대해 연구하였다. 6개월간 노출시킨 이유는 페로브스카이트 박막은 유기물과 무기물로 이루어져 있기 때문에 공기 중에 노출되면, 산소나 수증기와의 반응을 통해 표면이 변화된다. 따라서, 이러한 변화를 원래 막으로의 복원이 가능한지 알아보기 위함이다. 산소플라즈마 분위기에서 1초부터 1200초까지 공정 시간을 변화시켜 가면서 표면 형상과 원소들 비율을 분석하였다. 이러한 결과는 페로브스카이트 막이 시간에 따라 변화가 일어나더라도 플라즈마 처리를 통해 이를 해결하는 방안을 제공한다.

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Recently, research on perovskite semiconductor materials has been performed, and the evaluation of properties using surface treatment for this material is the basis for subsequent studies. We studied the results of surface treatment of perovskite thin films exposed to air for about 6 months by gener...

Recently, research on perovskite semiconductor materials has been performed, and the evaluation of properties using surface treatment for this material is the basis for subsequent studies. We studied the results of surface treatment of perovskite thin films exposed to air for about 6 months by generating oxygen plasma with an atmospheric pressure plasma equipment. The reason for exposure for 6 months is that the perovskite thin film is made of organic and inorganic substances, so when exposed to air, the surface changes through reaction with oxygen or water vapor. Therefore, this change is to investigate whether it is possible to restore the original film. The surface shape and the ratio of elements were analyzed by varying the process time from 1 s to 1200 s in an oxygen plasma atmosphere. It was found that the crystal grains change over a process time of 5 s or more. In order to maintain the properties of the deposited film, it is the optimal process condition between 2 s and 5 s.

주제어

표/그림 (10)

표 Table 1. Electron and hole mobility at room temperature (T = 300 K)
그림 Fig. 1. (a) Structure of oxide semiconductor GIZO, (b) Thin film transistor manufactured by GIZO and semiconductor processes, (c) and (d) AMOLED display products using GIZO-based Thin Film Transistor. Also, the (d) picture is a transparent display.
그림 Fig. 2. (a) Image of amorphous silicon film deposited on steel substrate using PECVD equipment and (b) Flexible solar cell based on amorphous silicon film.
그림 Fig. 3. Structure of perovskite semiconductor material
그림 Fig. 4. SEM images of (a) low and (b) high magnification observed immediately after perovskite thin film formation.
그림 Fig. 5. (a) Low and (b) high magnification SEM images of the surface of the perovskite thin film after exposing the sample in Fig. 4 to air for about 6 months
그림 Fig. 6. Surface SEM images when the sample in Fig. 5 was carried out in the atmosphere of oxygen pressure plasma for (a) 1 s, (b) 2 s, (c) 5 s, (d) 10 s, (e) 30 s, and (f) 60 s.
그림 Fig. 7. EDS component analysis data when the sample in Figure 5 was processed for (b) 2 s, (c) 10 s, and (d) 60 s in an oxygen atmospheric plasma atmosphere. (a) is the EDS result for the sample in Fig. 5.
표 Table 2. Composition ratio of elements obtained from EDS data in Fig. 7.
그림 Fig. 7. Surface SEM images when the sample in Fig. 5 was carried out in the atmosphere of oxygen pressure plasma for (a) 180 s, (b) 300 s, (c) 600 s, and (d) 1200 s.

참고문헌 (15)

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