지식나눔

sol-gel 용액을 기판에 코팅할때 질문이요!!

ZnO 졸겔 용액을 유리기판에 스핀코팅을 이용해서 코팅을하는데요 용액이 코팅될때 기판에 투명하게 코팅되지않고 뿌옇게 되는데 이런 현상이 왜 일어나는건가요? 졸겔용액합성문제인건지 아님 용액 aging의 문제인건지 아니면 다른 문제가 있는건지 궁금합니다.
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    안길홍님의 답변

    합성용액(구성분은 모르겠으나)에 의한 경우도 있고,도막이 두꺼워서 그런 현상이 나올 경우도 있으나, Zn를 colloid 용액으로 coating하고 나면 Zn의 nano입자가 공기중의 산소와 반응성이 민감하기 때문에(대부분의 nano입자에서 공통사항) 뿌였게 나옵니다. 그리고 본질상 ZnO는 백색 불투명성을 가지고 있습니다. 아마 더이상 수정하기 어려울 것으로 판단됩니다.
    합성용액(구성분은 모르겠으나)에 의한 경우도 있고,도막이 두꺼워서 그런 현상이 나올 경우도 있으나, Zn를 colloid 용액으로 coating하고 나면 Zn의 nano입자가 공기중의 산소와 반응성이 민감하기 때문에(대부분의 nano입자에서 공통사항) 뿌였게 나옵니다. 그리고 본질상 ZnO는 백색 불투명성을 가지고 있습니다. 아마 더이상 수정하기 어려울 것으로 판단됩니다.
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    박정호님의 답변

    >ZnO 졸겔 용액을 유리기판에 스핀코팅을 이용해서 코팅을하는데요 용액이 코팅될때 기판에 투명하게 코팅되지않고 뿌옇게 되는데 이런 현상이 왜 일어나는건가요? >졸겔용액합성문제인건지 아님 용액 aging의 문제인건지 아니면 다른 문제가 있는건지 궁금합니다. ZnO의 sol gel에 대한 실험 경험은 전무합니다만.. 반응기작은 다소 다르겠지만 일반적인 졸겔 반응의 경우, 액상에서 고상으로 전환될때 상당한 부피 수축이 일어납니다. 졸겔 반응 속도나 baking 조건에 따라 필름에 형성되는 particle 또는 grain의 size나 surface covorage density는 다른걸로 알고 있습니다. 물론 surface covorage density는 precusor 농도에 보다 영향을 많이 받겠지만.. ZnO는 에너지 밴드갭(Eg=3.2 eV)이 큰 산화물로 가시광영역에서 흡수가 없어 나노 입자로 코팅을 하든 졸겔로 코팅을 하든 용액상에서 기판으로 도입되었을때 뿌옇게 보인다는 것은 가시광선 영역에 넓게 산란을 일으킨다고 이야기할 수 있겠지요. 졸겔 반응이 진행되면서 기판 표면에 smooth한 film이 아닌 산란을 심하게 일으킬 수 있는 grain들이 형성되었다는 걸 의미하겠죠. (또는 ZnO막내의 불균일한 밀도에 의해..) 따라서 다양한 열처리를 통해 투명한 산화막을 얻는 연구가 많이 진행되는 것으로 알고 있습니다. 급조로 관련된 논문 하나 올립니다.
    >ZnO 졸겔 용액을 유리기판에 스핀코팅을 이용해서 코팅을하는데요 용액이 코팅될때 기판에 투명하게 코팅되지않고 뿌옇게 되는데 이런 현상이 왜 일어나는건가요? >졸겔용액합성문제인건지 아님 용액 aging의 문제인건지 아니면 다른 문제가 있는건지 궁금합니다. ZnO의 sol gel에 대한 실험 경험은 전무합니다만.. 반응기작은 다소 다르겠지만 일반적인 졸겔 반응의 경우, 액상에서 고상으로 전환될때 상당한 부피 수축이 일어납니다. 졸겔 반응 속도나 baking 조건에 따라 필름에 형성되는 particle 또는 grain의 size나 surface covorage density는 다른걸로 알고 있습니다. 물론 surface covorage density는 precusor 농도에 보다 영향을 많이 받겠지만.. ZnO는 에너지 밴드갭(Eg=3.2 eV)이 큰 산화물로 가시광영역에서 흡수가 없어 나노 입자로 코팅을 하든 졸겔로 코팅을 하든 용액상에서 기판으로 도입되었을때 뿌옇게 보인다는 것은 가시광선 영역에 넓게 산란을 일으킨다고 이야기할 수 있겠지요. 졸겔 반응이 진행되면서 기판 표면에 smooth한 film이 아닌 산란을 심하게 일으킬 수 있는 grain들이 형성되었다는 걸 의미하겠죠. (또는 ZnO막내의 불균일한 밀도에 의해..) 따라서 다양한 열처리를 통해 투명한 산화막을 얻는 연구가 많이 진행되는 것으로 알고 있습니다. 급조로 관련된 논문 하나 올립니다.
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