국립 선진 산업 과학 기술 연구소의 국가 연구 및 개발 기관 [이시무라 카즈히코 (Ishimura Kazuhiko) 회장 (이하 이시 무라 카즈 히코) (이하 "AIST"라고 함) 감지 시스템 연구 센터 [Kamata Toshihide 회장] 센서 인프라 기술 연구팀 Suemori Koji, 센서 인프라 기술 연구 팀Clear Oxide전극으로 온라인 바카라합니다 (이하 "온라인 바카라 전극"이라고 함)온라인 바카라농 장치에서, 온라인 바카라한 전극의 결정화는 그것이 성능을 향상시키는 데 유리하다는 기존의 예측을 뒤집고, 온라인 바카라 전극의 결정화를 억제하는 것이 성능을 크게 향상시키는 것으로 밝혀졌다
투명한 전극과 결합 된 가벼운 유연한 차세대 전자 장치는 전체 온라인 바카라 장치를 투명하게 만들 수 있으며 그 적용은 크게 확장됩니다 그러나, 투명한 전극을 통합 한 온라인 바카라농 장치에서 우수한 성능을 얻을 수 없다는 것은 실제적인 사용에 방해가되었습니다 지금까지, 장치 성능 향상의 관점에서 볼 때, 투명 전극의 결정도가 높을수록 전기 전도도가 향상 될 것으로 예상되므로 성능을 향상시키는 데 유리할 것으로 예상됩니다 여기서, 1) 투명 전극의 결정화에 의해 생성 된 응력은 장치 내의 층 계면 (구체적으로 투명 전극 아래)에 형성된다
전하 분사 계층사이의 인터페이스에서 나노 미터의 순서에 대한 작은 간격을 생성함으로써 장치 성능이 크게 향상되는 것으로 밝혀졌습니다 및 온라인 바카라 박막 및 2) 갭의 형성을 억제하기 위해 투명 전극의 결정화를 의도적으로 억제한다 이것은 투명 전극의 결정화가 성능을 향상시키는 데 유리하다는 기존의 예측을 뒤집습니다 이 결과를 통해 창문과 같은 투명성이 필요한 곳에 고성능 온라인 바카라농 장치를 장착 할 수 있으며 온라인 바카라농 장치의 사용은 극적으로 확장됩니다 자세한 내용은 저널을 참조하십시오
응용 물리학 편지에 게시되었습니다 2021 년 7 월 6 일
(왼쪽) 전하 주입 층/온라인 바카라 박막 인터페이스에서의 갭 (결정화 억제 없음) (중간) 투명한 산화물 전극의 결정화 억제로 인해 갭이 사라집니다 (오른쪽) 제어 된 결정화가있는 투명한 산화물 전극을 사용한 투명한 온라인 바카라 장치의 성능 개선
온라인 바카라농 장치는 모양이 유연하며 다양한 모양의 표면에 설치할 수 있습니다 따라서 피부와 같은 복잡한 모양의 표면에 설치할 수있는 전자 장치로 주목을 받았습니다 반면에, 기존의 비 투명 온라인 바카라농 장치는 투명성이 필요한 곳이나 창과 같은 설계가 필요한 곳에 설치하기가 어려웠습니다 온라인 바카라농 장치의 설치 위치의 자유를 더욱 증가시키기 위해 온라인 바카라농 장치의 투명성에 대한 수요가있었습니다
AIST는 고급 IoT의 확산에 기여하는 센서 관련 장치 및 주변 기술을 개발하고 있습니다 IoT 관련 장치 분야의 기본 기술로서, 우리는 고성능 투명한 온라인 바카라농 장치를 실현하는 기술 개발을 위해 노력하고 있습니다 최근 일본과 해외에서 적극적으로 발전하고있는 투명한 온라인 바카라농 장치는 투명 전극을 형성하는 과정에서 장치의 전기적 특성이 크게 감소된다는 문제가 있습니다 고성능 투명 온라인 바카라농 장치를 실현하기 위해이 문제를 해결하기위한 연구가 적극적으로 수행되었습니다 예를 들어, Kim et al 투명 전극이 형성 될 때 생성 된 플라즈마 및 고 에너지 입자가 장치에 손상 될 수 있다는 사실에 중점을 두어 스퍼터링 필름 형성 방법 (반대 대상 스퍼터링 방법)가 개발되었습니다 (H K Kim et al, Appl Phys Lett86, 183503 (2005)) 이로 인해 장치 성능이 어느 정도 개선되었지만 많은 경우 에이 필름 형성 방법을 사용하더라도 장치 성능은 달성 할 수있는 원래 성능보다 낮습니다 온라인 바카라 전극의 결정도에 초점을 맞추고, 결정화가 진행됨에 따라 온라인 바카라 전극의 결정도에 중점을 둔 장치 성능을 더욱 개선하는 관점에서, 높은 결정도를 갖는 온라인 바카라 전극은 성능을 향상시키는 데 더 유리하다고 생각된다
이 연구에서, 우리는 전극 재료의 결정도를 감소 시키면 투명한 온라인 바카라농 장치의 성능이 향상된다는 것을 발견했습니다 지금까지 AIST는 투명 전극, 전하 분사층, 온라인 바카라형 박막 및 개요 다이어그램 (오른쪽)의 삽입물에 표시된 하부 전극을 갖는 투명 온라인 바카라 장치에서 투명 전극을 결정화하여 장치 성능을 향상 시키려고 시도했습니다 그러나, 결정화 된 투명 전극을 사용하면 예상보다는 장치 성능이 악화 될 것으로 예상되는 결과가 얻어졌다 원인을 분석 한 결과, 결정화 된 투명 전극을 사용하는 장치에서는 투명 전극 하에서 전하 분사 층/온라인 바카라 박막의 인터페이스에서 갭이 형성되는 것으로 밝혀졌으며 (그림 (왼쪽)에 표시)
다음, 갭 형성을 방지하기 위해 갭 형성 메커니즘을 분석 하였다 도 1과 같이 약 몇 마이크로 미터의 직경을 갖는 입자가 밝혀졌다 1, 결정화 된 온라인 바카라 전극 상에 형성 이들 입자는 온라인 바카라 전극 내의 응력이 완화 될 때 형성된다 즉, 그림과 같이 도 2에서, 입자는 필름이 온라인 바카라 전극의 필름의 응력을 완화시키기 위해 변형 될 때 표면으로부터 부분적으로 압출함으로써 생성된다 이들 입자를 형성하는 과정에서, 온라인 바카라 전극은 필름 표면 방향에서 작은 변위 (즉, 위치의 편차)를 겪는다 온라인 바카라 박막의 표면은 나노 미터 수준의 불균일성을 가지며 변위 전 온라인 바카라 전극은 불균일에 맞는 방식으로 증착됩니다 (그림 2 상단) 온라인 바카라한 전극이 변위되면, 전하 주입 층의 하부 표면의 불균일성과 온라인 바카라 박막의 상부 표면의 불균일성은 형태가 일치하지 않으므로 전하 주입 층과 온라인 바카라 박막 사이의 계면에서 미세 간격이 형성됩니다 (그림 2)
그림 1 결정화 된 온라인 바카라 산화물 전극에 형성된 입자
그림 2 갭 형성 메커니즘
위에서 언급 한 GAP 형성 메커니즘에서, 온라인 바카라 전극의 필름 내 응력을 줄임으로써 갭 형성이 억제되고 장치 성능이 향상 될 것이라고 믿어진다 일반적으로, 산화물 박막의 필름 스트레스는 필름의 결정도를 감소시킴으로써 감소된다 이러한 이유로부터, 기존의 개념에서, 결정은 결정도를 높이고 전기 전도성을 증가시키려는 시도가 아니라 오히려 오히려, 반대로, 온라인 바카라한 전극의 결정화를 의도적으로 억제하면 장치 성능을 향상시킬 것이라고 생각된다 따라서, 우리는 온라인 바카라한 전극의 필름 형성 동안 결정화를 억제하는 소량의 가스를 도입하고 갭의 형성을 억제함으로써 스트레스를 줄이려고 시도했다 온라인 바카라한 전극으로서, 반대 표적 스퍼터링에 의해 제조 된 인듐-틴 산화물 (ITO)이 사용되었다 ITO 결정화를 억제하면 막 뇌내 스트레스를 약 1/4로 감소시켰다 (도 3A) 그런 다음 의도적으로 결정화를 억제하는 온라인 바카라 전극이 동반됩니다온라인 바카라 전자 발광 장치(그림 3B)를 준비하고 그 특성을 평가했습니다 제조 된 장치의 단면 구조는도 1에 도시되어있다 3c 온라인 바카라한 전극의 결정화를 억제하고 응력을 감소시키는 결과로, 간격이없는 장치의 제조가 성공적이었다 또한 갭 제거는 장치의 전류 전압 특성 (도 3D)과 광 방출 특성 (도 3E)을 상당히 향상시켰다 도 3D 및 E의 그래프는 원이 결정화를 억제하는 온라인 바카라 전극을 갖는 요소의 특성을 보여주고, 삼각형은 결정화를 억제하지 않는다 이러한 방식으로, 온라인 바카라 전극의 결정화를 억제하면 장치 성능이 향상된다는 것이 입증되었다
이번에 얻은 결과는 고성능 투명 온라인 바카라농 장치를 실현하는 데 중요합니다 고성능 투명한 온라인 바카라농 장치를 실현할 수 있다면, 온라인 바카라농 장치는 Windows와 같은 투명성이 필요한 지역에 설치 될 수 있고 그 용도는 극적으로 확장 될 것으로 예상됩니다
그림 3 (a) 필름 형성 동안 가스의 도입에 의해 결정화가 억제 될 때 ITO의 응력 변화 삽입은 ITO의 X- 선 회절 스펙트럼입니다 결정화를 억제 한 ITO에서, 약 2θ = 30 °의 피크가 사라져서 비정질임을 확인했습니다 (b) 이번에 생산 된 투명한 온라인 바카라 장치의 구조 온라인 바카라 박막으로서, 전기 발광 기능을 갖는 Tris- (8- 하이드 록시 퀴놀린) 알루미늄이 사용된다n, n '-Bis (1-Naphthyl)-n, n '-diphenyl-1,1'-biphenyl-4,4'-diamine의 적층 필름을 사용 하였다 (c) 제조 된 투명한 온라인 바카라 전기 발광 장치의 단면의 전자 현미경 사진 (D, E) 투명 온라인 바카라 장치의 현재 밀도-전압 특성 및 방출량 전압 특성
우리는 투명한 전극의 스트레스를 더욱 줄이고 투명한 온라인 바카라농 장치의 성능을 향상시키고 장기 사용 중 내구성과 같은 실제 응용에 대한 연구를 계속 수행 할 것입니다