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진공증착법을 이용한 최적의 압전성 유기 박막의 제조와 스위치 특성에 관한 연구
박수홍(Su-Hong Park),이선우(Sun-Woo Lee),김형권(Hyung-Gweon Kim),정무영(Mu-Young Jung),임응춘(Eung-Choon Lim),김수정(Su-Jung Kim),이희규(Hee-Kyu Lee),이덕출(Duck-Chool Lee) 한국진공학회(ASCT) 1999 Applied Science and Convergence Technology Vol.8 No.3(1)
본 논문에서는 진공증착법으로 β형 PVDF 유기 박막의 자세한 제조 방법과 압전 특성을 연구하였다. 증착 공정중에 인가 전계와 기판 온도의 적용에 의해서 결정의 분자 배향을 통한 증착 유기 박막을 제조하였다. 진공증착법에 의하여 β-PVDF 유기 박막을 제조 할 때 기판 온도를 80℃로 유지시키고, 인가 전계를 142.8㎸/㎝로 유지시킬 때 최적의 제조 조건임을 제시하였다. 스위치 특성의 경우, 전압 출력 계수는 힘 모우멘트의 증가에 따라 1.39에서 7.04 V로 증가하였다. In this paper studied was the piezoelectric properties of the β-PVDF organic thin films prepared by physical vapour deposition method. The molecular orientation of organic thin films was controlled by the application of an electric field and variation of substrate temperature during the evaporation process. Optimum conditions of manufacturing β-PVDF organic thin film by physical vapor deposition method is to keep at the substrate temperature of 80℃, at the applied electric field of 142.8㎸/㎝. The voltage output coefficient increased from 1.39 to 7.04V increasing the force moment.
진공증착법을 이용하여 제조한 PVDF 유기 박막의 열적ㆍ전기적 안정 특성에 관한 연구
박수홍(Su-Hong Park),이덕출(Duck-Chool Lee) 한국진공학회(ASCT) 1999 Applied Science and Convergence Technology Vol.8 No.2
본 논문의 목적은 진공증착법으로 제조된 PVDF 유기 박막의 전기적 열적 안정 특성을 검토하는 것이다. 기판 온도의 증가에 따라서 제조한 PVDF 유기 박막의 DSC 곡선에서 녹는점이 128℃에서 142℃로 증가하였다. 이와 같은 결과는 기판 온도의 증가에 따라서 제조한 PVDF 유기 박막은 결정 영역안의 분자간력이 증가함을 나타낸다. 저주파와 고온 영역에서 비유전율과 유전 손실의 비정상적인 증가는 PVDF 유기 박막이 불순물 캐리어를 포함하고 있기 때문에 나타나는 것이다. 이를 규명하기 위한 전기 전도 특성 평가에서 저전계 영역에서는 오옴의 법칙이 성립하고 고전계 영역에서는 이온정 전도의 일반적인 특성인 In J와 In E가 비례하는 것을 확인하였다. 이와 같은 결과는 전도외 주 캐리어가 이온임을 나타내어 주는 것이다. 전기적 안정 특성은 기판 온도의 증가에 따라 향상되었다. 이와 같은 실험적 결과를 바탕으로 전기적, 열적 안정 특성을 위한 최적의 기판 온도는 105℃임을 알 수 있었다. The purpose of this paper is to investigate the electrical and thermal stability of Polyvinylidene fluoride(PVDF) organic thin films prepared by the vapor deposition method. The differential scanning calorimetry curve of the PVDF organic thin films prepared by increasing substrate temperature showed that the melting curve increased from 128℃ to 142℃. This result implied that the PVDF organic thin film prepared by increasing substrate temperature increased intermolecular force in the crystalline region. The anomalous properties in dielectric constant and dielectric loss at low frequency and high temperature were described for PVDF organic thin film containing impurity carriers. It was confirmed that in view of electric conductive characteristics the ohm's law is satisfied in the range of lower electric field and In J was proportional to the electric field In E as like the conventional property of ionic conduction in the range of higher electric field. It was confirmed that major carrier of conductivity was ions. The electrical stability was improved according to an increase of the substrate temperature. On the basis of this experimental result, it could be observed that the optimum temperature of substrate for the electrical and thermal stability was at 105℃.
플라즈마 중합막의 기판재질 의존성과 전자선 조사 특성에 대한 연구
김종택(Jong-Taek Kim),박수홍(Su-Hong Park),김형권(Hyeong-Gweon Kim),김병수(Byung-Su Kim),이덕출(Duck-Chool Lee) 한국진공학회(ASCT) 1998 Applied Science and Convergence Technology Vol.7 No.4
본 연구에서는 플라즈마 중합 반응의 기판 재질과 전극 위치에 대한 의존성을 규명하기 위해서 Ar방전의 발광 분석을 행하였으며 제작된 박막의 가교성을 확인하기 위해서 전자빔 노광을 시켜보았다. 기판의 재질이 도체 및 절연체인 양자의 경우를 비교해 보면 전자는 후자에 비해서 전체적으로 발광 스펙트럼의 피이크 강도가 크게 나타났으며, 준안정상태에 대한 피이크와 이온에 대한 피이크를 검토한 결과, 기판이 절연물일 때는 전극의 위치를 멀게 할수록 이온의 피이크 강도가 극단까지 떨어짐을 알 수 있었다. 제작된 중합 스티렌 박막을 통하여 발광 스펙트럼의 변화에 따라서 막의 가교성 변화가 생기는 것을 알 수 있었으며 이 막을 전자빔에 노광하였을 때, 기판이 절연물인 경우에는 패턴을 제작하는 것이 가능하였다. The dependance of substrate material and electrode position were studied by radiation analysis of Ar discharge, and electron beam radiation was applied to confirm the crosslinked structure of the film. Comparing the conductor substrate with the insulator substrate, the former had lager peak density of radiation spectrum than latter. From the result of peak density of metastable state and ion, it was confirmed that the peak density of ion was falling to the down limit with increasing the distance of electrode position in the insulator substrate. The extent of crosslinking reactions of the films was investigated by analyzing the radiation spectrum of polymerized films. When the polymerized styrene films was exposed to electron beam, it was possible to form a pattern with the insulator substrate.
진공증착법에 의해 제조된 PVDF 박막의 전기전도현상과 열자격전류에 관한 연구
이선우(Sun-Woo Lee),박수홍(Su-Hong Park),이덕출(Duck-Chool Lee) 한국진공학회(ASCT) 1999 Applied Science and Convergence Technology Vol.8 No.3(1)
본 논문에서는 진공증착법을 이용하여 압전ㆍ초전특성이 우수한 PVDF 박막을 제조하고, 박막의 전기전도기구와 하전입자의 거동을 규명하기 위해서 전기전도현상과 열자격전류를 각각 측정하였다. 적외선 투과 스펙트라의 결과로부터 전계의 강도가 증가할수록 결정상은 α형에서 β형으로 전이함을 확인할 수 있었으며, X선 회절분석을 통해 결정화도는 기판온도가 30℃에서 80℃까지 증가함에 따라 49.8%에서 67%까지 증가하는 것을 알았다. 전기전도현상의 결과로부터 PVDF 박막의 전기전도기구는 이온성 전도에 따른다는 결론을 얻었다. 열자격전류의 분석결과로부터, 승온에 따라 P1, P2, P3의 3개의 피크가 관찰되었으며, 기판온도의 증가에 따라 열자격전류의 피크온도는 증가하였으며, 피크의 크기는 감소하였다. In this study, PVDF thin films, which show the excellent piezoelectricity and pyroelectricity, are prepared by PVD (physical vapor deposition) method, and their electrical conduction phenomena for analyses of the electrical conduction mechanism and TSC (Thermally Stimulated Current) for identification of the behavior of conductive carriers are investigated. As a result of FT-IR(Fourier Transform Infrared Spectroscopy) spectra, the crystalline phase transforms α type into β type with increasing electric field. From XRD (X-Ray Diffraction) analyses patterns, the degree of crystallinity increased from 49.8% to 67%, as the substrate temperature increases from 30℃ to 80℃. As a result of electrical conduction phenomena, the electrical conduction mechanism of PVDF thin films is identified as ionic conduction mechanism. From TSC analyses, there are three peaks as P1, P2, P3 with increasing temperature, and with increasing substrate temperature, the peak temperature of TSC increases and the peak intensity of TSC decreases.