에어로졸 데포지션 법을 이용하여 제조한 SiO2 후막의 구조 및 광학 특성

Abstract

에어로졸 데포지션 (aerosol deposition, AD) 법은 출발 원료 분말을 고속분사 시킴으로써 상온 저 진공 분위기에서 치밀한 세라믹 후막을 고속으로 성막 할 수 있기 때문에 디스플레이 및 전자 세라믹의 응용에 많은 잠재력을 가지고 있다. 이러한 세라믹 후막을 다양한 산업들에 적용하기 위해서는 상온에서 균일하고 치밀한 세라믹 후막 성장이 요구된다. 본 연구에서는 치밀한 세라믹 후막을 제조하기 위해 출발 원료 분말의 크기 및 결정상에 따른 성막 특성에 대한 연구를 수행하였다. 출발 원료의 결정상의 영향을 파악하기 위하여 결정상이 다른 비정질과 결정질 SiO2 파우더를 사용하였다. 두 종류의 파우더는 밀링 공정을 거쳐 다양한 종류의 입도를 가지는 파우더가 제조되었으며, 에어로졸 데포지션 법을 이용하여 유리기판과 구리기판위에 성막 되었다. 비정질 SiO2 파우더를 통하여 성막 된 코팅층은 입자의 크기에 관계없이 다공성 구조의 불투명한 막이 형성되었다. 이와 달리 결정질 파우더를 사용한 코팅층은 출발 원료 입자 크기에 따라 다공성 구조의 막과 균열이 없는 고밀도의 투명한 막이 형성 되었다. 결정질 파우더를 사용한 경우 가장 치밀하게 성막되는 출발원료의 입자크기는 1~2 μm 이며, 스크래치 테스트 결과 마찰계수는 70 mN에서 변화되었으며, 투과도는 800 nm 파장에서 76 % 값을 나타내었다.