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제안 방법
- DOD (drop-on-demand)잉크젯으로 인쇄된 은 나노입자 도선의 해상도를 향상시키기 위하여 단펄스 레이저를 국소적 으로 조사하여 나노입자 박막을 패터닝 하였다. Fig.
- 금 나노입자를 Toluene 또는 Terpineol 에 분산하여 제조한 나노 잉크를 자체 제작한 시스템 (Fig. 1)을 이용하였다. 압전 방식의 잉크젯 헤드를 구동하여 액적을 분사하였으며, 압전소자를 구동하는 신호와 동기화하여 CCD 를 동작시켜 액적의 크기, 속도를 측정하였고, 기판을 가열하기 위해 열 전대, 히터를 설치하였다.
- 용매 증발 후 나노입자 박막의 두께는 350-450nm 였다. 나노초 레이저 조사 후 어 블레이션 형상은 infinitive corrected 현미경으로 실시간으로 관찰하였으며, 정밀한 형상은 원자력현미경 (AFM, atomic force microscope)을 이용하여 측정하였다.
- 4µm 이다. 두 개의 planoconvex 렌즈를 사용하여 Infinitive corrected 대물렌즈 (20X) 입사 눈동자 (entrance pupil)의 1.2 배로 레이저 빔을 확대하였다. 또한 Infinitive corrected 대물렌즈, 이색성 거울 (dichroic mirror)과 경통 (7x), 망원렌즈 (2x) 그리고 CCD 를 이용하여 어블레이션 형상을 실시간으로 관찰하였다.
- 2 배로 레이저 빔을 확대하였다. 또한 Infinitive corrected 대물렌즈, 이색성 거울 (dichroic mirror)과 경통 (7x), 망원렌즈 (2x) 그리고 CCD 를 이용하여 어블레이션 형상을 실시간으로 관찰하였다. 여기에서 이색성 거울은 시편에서 반사된 레이저 빔에 의해 CCD 이미지가 포화 (saturation)되는 것을 방지하기 위해 사용하였다.
- 본 연구에서는 Hexanethiol 표면단분자막으로 코팅한 고체상태의 나노입자를 Toluene 또는 Terpineol 에 분산시킨 잉크젯 인쇄가 가능한 나노 잉크를 제조하여 폴리머 기판에 DOD 잉크젯 프린팅하여 기판온도에 따른 응착현상을 관찰 하였으며, Poyol 공법[4]으로 제조된 은 나노입자 분산 용액을 실리콘 기판에 잉크젯 인쇄하고, 단펄스 레이저를 조사하여 응착된 나노입자 박막을 국소적으로 제거 (ablation)함으로서 고해상도를 구현하였다.
- 여기에서 이색성 거울은 시편에서 반사된 레이저 빔에 의해 CCD 이미지가 포화 (saturation)되는 것을 방지하기 위해 사용하였다. 시편과 조사 레이저 직각정렬, 시편의 초점 거리 위치를 위해 6 축의 x-y-z 자동이송장치 및 tilting stage 를 사용하였다.
- 1)을 이용하였다. 압전 방식의 잉크젯 헤드를 구동하여 액적을 분사하였으며, 압전소자를 구동하는 신호와 동기화하여 CCD 를 동작시켜 액적의 크기, 속도를 측정하였고, 기판을 가열하기 위해 열 전대, 히터를 설치하였다. 기판의 온도가 증가할수록 충돌된 액적이 퍼지기 전에 용매가 증발하여 응착된 지름이 작아진다.
- 9%, Aldrich)용액에 용해시키고 polyvinylpyrrolidone (PVP) 을 첨가하여 합성된 은 나노입자가 서로 응집하지 않도록 하였다. 위 용액을 환류응축기가 장착된 반응기에서 120℃ 의 온도로 30 분 동안 교반하여 반응시킨 뒤, 원심분리기에서 은 나노입자를 분리하고, 분리된 은 나노입자를 에탄올로 세척/수집하는 과정을 반복하였다. 합성된 수십 nm 직경의 은 나노입자를 에틸렌 글리콜에 PVP 를 첨가하여 분산시켰으며, 이 용액을 DOD (drop-on-demand) 잉크젯 인쇄 장치(노즐직경: 30µm)를 이용하여 실리콘 기판 (silicon wafer)에 인쇄하였다.
- 본 연구에서 사용된 은 나노입자는 Polyol 화학공법에 의해 제조되었다. 은 나노입자의 전구체인 질산은 (Silver nitrate, 99.9%, Aldrich)을 에틸렌 글리콜 (ethylene glycol, 99.9%, Aldrich)용액에 용해시키고 polyvinylpyrrolidone (PVP) 을 첨가하여 합성된 은 나노입자가 서로 응집하지 않도록 하였다. 위 용액을 환류응축기가 장착된 반응기에서 120℃ 의 온도로 30 분 동안 교반하여 반응시킨 뒤, 원심분리기에서 은 나노입자를 분리하고, 분리된 은 나노입자를 에탄올로 세척/수집하는 과정을 반복하였다.
- 실험에서 사용된 레이저는 frequency doubled Nd:YAG (532nm, 6mm diameter, 10ns, 10Hz)이며, 레이저 기기 내부의 Q-스위치 지연과 ND (neutral density) 필터를 함께 사용하여 빔의 에너지를 조절하였으며, 수직방향으로 편광 된 레이저를 half waveplate 와 polarizing beam splitter 를 이용하여 미세하게 레이저의 에너지를 조절하였다. 펄스당 박막에 조사된 에너지는 Fixed ratio cube splitter (3:7) 이후의 에너지 미터에서 측정된 값과 Infinitive corrected 대물렌즈 이후의 비를 이용하여 계산하였다. 대물렌즈의 개구수 및 파장의 길이로부터 계산된 1/e2 빔 반지름은 약 2.
대상 데이터
- 본 연구에서 사용된 은 나노입자는 Polyol 화학공법에 의해 제조되었다. 은 나노입자의 전구체인 질산은 (Silver nitrate, 99.
- 3 은 DOD (drop-on-demand) 잉크젯 인쇄된 은 나노입자 박막의 나노초 레이저 어블레이션을 위한 실험장치 개략도이다. 실험에서 사용된 레이저는 frequency doubled Nd:YAG (532nm, 6mm diameter, 10ns, 10Hz)이며, 레이저 기기 내부의 Q-스위치 지연과 ND (neutral density) 필터를 함께 사용하여 빔의 에너지를 조절하였으며, 수직방향으로 편광 된 레이저를 half waveplate 와 polarizing beam splitter 를 이용하여 미세하게 레이저의 에너지를 조절하였다. 펄스당 박막에 조사된 에너지는 Fixed ratio cube splitter (3:7) 이후의 에너지 미터에서 측정된 값과 Infinitive corrected 대물렌즈 이후의 비를 이용하여 계산하였다.
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