| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2021년 가을 (11/24 ~ 11/26, 경주 라한호텔) |
| 권호 | 27권 2호 |
| 발표분야 | A. 전자/반도체 재료 분과 |
| 제목 | 마그네트론 스퍼터링으로 증착된 WO3/ Ta2O5/WO3 구조의 전고체 전기변색소자 |
| 초록 | 전기변색 스마트 글라스는 전압 인가에 따른 투과도 제어가 가능하며 작동 전압이 낮다. 또한 에너지 손실을 줄이는 데 기여하며 내구성이 좋아 차세대 기술로 각광받고 있다. 전기변색 스마트 글라스의 구조는 기판 위에 투명전극(TCO), 이온 저장 층, 전해질 층, 전기변색(EC) 층, 투명전극(TCO)로 구성되어 있다. 투명전극은 광 투과율이 우수하며 저온 공정에서도 저항이 낮은 Indium Tin Oxide(ITO), 이온 저장 층으로는 이리듐산화물과 같은 산화변색재료를 채택한다. 전해질 층으로는 넓은 파장 영역에서 투명하고 높은 굴절률을 가지는 탄탈륨산화물을 사용한다. 반면, 전기변색 층은 환원변색을 일으키는 텅스텐 산화물을 선택하는데 텅스텐산화물은 환원반응에서 푸른색을 띄며, 산화반응에서 투명하다. 또한, 다른 환원변색물질인 티타늄산화물, 몰리브덴산화물에 비해 저렴하며 변색 효율이 높다. 추가적으로 은이나 알루미늄과 같이 반사율이 좋은 금속 박막을 포함하여 거울 효과를 유도하기도 한다. 이를 통해 전기변색소자가 투명해지는 산화반응에서 거울처럼 작용할 수 있다. 본 연구에서는 이온 저장 층과 전해질 층 사이의 금속 박막으로 알루미늄을 채택하였다. 알루미늄은 은에 비해 산화되는 정도가 크나 표면에 매우 얇은 산화막이 형성된 후 산화막이 더 이상의 산화를 방지하므로 금속 박막 층으로 적합하다. 금속 박막은 조밀하지 않게 증착하여 전압을 인가하였을 때, 이온 저장 층의 수소 이온이 금속 박막의 미세 핀홀을 통해 전기 변색 층으로 이동이 가능하게 한다. 전기변색소자의 박막은 박막의 성장 속도가 안정되어 균일하게 성장하는 스퍼터링 공정으로 증착한다. 투명전극과 금속 층은 각각 RF와 DC 파워에서 아르곤 가스만 주입하여 스퍼터링을 진행한다. 이온 저장 층과 전해질 층 사이에 금속 박막이 위치하여 산화변색재료를 이온 저장 층으로 사용하지 않아도 된다. 따라서 상대적으로 비싼 이리듐산화물을 텅스텐산화물로 대체하였다. 탄탈륨산화물과 텅스텐산화물은 탄탈륨, 텅스텐 금속 타겟을 사용하여 RF 파워에서 산소 가스를 통한 반응성 스퍼터링으로 박막을 증착한다. |
| 저자 | 김아현, 이경아, 전찬욱 |
| 소속 | 영남대 |
| 키워드 | <P>전기변색; 금속산화물</P> |
