| 초록 |
불소가 도핑 된 SnO2(Fluorine-dopedtinoxide,FTO)박막은 높은 전기전도도와 가시 스펙트럼 범위에서의 투명성 및 내열, 내화학성으로 인해 광전자 장치에 다양한 용도로 많은 관심을 끌어왔다. 또한, 두 물질 사이의 접촉 전위의 차이에 의해서 기계적 에너지를 전기적 에너지로 전환시키는 투명 나노 발전기 (Transparent nanogenerator)로 사용될 수 있다. 본 발표에서는 접촉 대전형 나노 발전기 (Contact electrification nanogenerators, CENGs)의 출력 성능을 FTO 박막의 불소 도핑 농도를 조절함으로써 제어하고자 하였다. FTO 박막은 430℃의 온도에서 Si (100) 및 유리 기판을 사용하여 분무열분해증착(Spray pyrolysis deposition)방법으로 증착하였다. 불소 소스의 도핑 농도가 0.8 mM 에서 1.2 mM으로 증가함에 따라 FTO 박막의 전자 농도는 1.84x1020cm-3에서 5.22x1020cm-3로 증가하였고, SnO2의 모트 임계 캐리어 농도 (Mott critical carrier concentration) 보다 훨씬 높았다. FTO 박막의 전자 농도가 5.22x1020cm-3에서 1.84x1020cm-3로 감소 될 때 알루미늄과 FTO 표면을 대전시킨 CENG의 전압은 2.76 V 에서 5.66 V 로 증가하였고, 전류는 0.075 uA 에서 0.127 uA 로 증가했다. CENGs의 출력 값은 Burstein-Moss shift에 의한 FTO 박막 층의 일 함수 변화에 따라 조절되었다. FTO 박막의 구조적 특성은 전계 방출 주사 전자 현미경 (SEM), Atomic force microscope 및 X – ray diffraction로 측정했고, 전기적 및 광학적 특성은 UV 가시 광선 흡수 분광기 및 Hall effect measurement로 측정하였다. |
