다층 구조 투명 전도막의 열화 현상 개선을 위한 합금 연구

Abstract

투명전도막은 건물의 단열유리, 태양전지 또는 전자파 차폐 재료 등에 다양하게 사용되는 박막이다. 투면 전도막 재료로 요구되는 주요 물성은 높은 가시 광선 투과율과 낮은 면저항이며 다양한 재요 중 Indium Tin Oxide (ITO)는 물성이 우수하여 가장 많이 사용되는 투명전도막이다. 그러나 낮은 면저항을 얻기 위하여 200도 이상의 열처리를 요구하며 이로 인해 유연한 플라스틱 등을 기판으로 사용할 수 없는 단점을 가진다. 이러한 한계를 극복하기 위하여 연구자들은 산화막 사이에 광 침투 깊이 이하의 매우 얇은 금속층을 삽입하는 다층 구조 투명 전도막을 연구하였다. 금속층으로는 Ag가 사용되었으며 Ag가 첨가된 다층 구조 투명 전도막은 만족할 만한 성능을 가지는 것으로 발표되었다. Ag가 첨가된 다층막은 대기 중에 노출 시간이 지남에 따라 반점이 형성되는 열화 문제를 보인다, 연구자들은 다층막의 열화 원인이 Ag의 열적 그리고 화학적 불안정에 기인한 것으로 보고하였으며 수분에 의하여 가속됨을 밝혔다. 또한 Ag 대신에 AgPd 합금을 사용하면 수분에 의한 다층막의 반점 형성이 감소한다는 연구 결과를 발표하였다. 그러나 아직까지 첨가 금속이 다층막의 물성 변화나 내구성에 미치는 효과에 대해서는 연구가 없다. 본 연구에서는 Ag에 첨가되는 이종 금속이 다층막의 물성 및 내구성에 미치는 효과를 논의하였다. 물성 예측을 통해 다층 구조 투명 전도막 용도에 적합한 첨가 금속의 종류와 함량을 선택하고 증착막이 결과와 비교하여 물성에 미치는 첨가 금속의 효과를 논의하였으며, 열처리 실험과 수분 가속 실험에 의한 내구성 개선에 미치는 Ag 합금 효과에 대해 연구하였다.