표제지
초록
목차
제1장 서론 9
제2장 이론적 배경 18
제1절 소수성 향상 방법 18
제2절 나방 눈 구조 (moth-eye structure) 20
제3절 AlxOy의 특성 23
제4절 CeO₂의 소수성 25
제5절 박막의 반사율 계산 28
5-1. Transfer matrix method (TMM) 28
5-2. Effective medium approximation (EMA) 32
제6절 시감 반사율 (luminous reflectance) 34
제7절 스퍼터링 (sputtering) 36
제3장 실험 방법 38
제4장 실험 결과 및 토의 42
제1절 박막 증착 속도 계산 42
제2절 광학상수 측정 44
제3절 다공성 Al(OH)₃ 46
제4절 시뮬레이션 51
4-1. 광학 모델(optical model) 및 결과 51
4-2. 시뮬레이션 결과와 측정 결과 비교 56
제5절 박막의 상 확인 60
제6절 물 접촉각 (water contact angle) 62
제7절 반사율 (Reflectance) 64
제8절 CeO₂ 두께 영향 68
제9절 다공성 Al(OH)₃ 두께 영향 71
제5장 결론 77
참고 문헌 79
Abstract 84
[표 1] 각 분야별 유리에서의 문제점 14
[표 2] 기존에 보고된 소수성을 띠는 무기 금속 산화물 박막 (CeO₂, TiO₂, Er₂O₃, Dy₂O₃, ZnO, HfO₂, ZrO₂) 17
[표 3] AlxOy 박막과 CeO₂ 박막의 증착조건[이미지참조] 41
[표 4] 초기 AlxOy 증착 두께별 다공성 Al(OH)₃의 두께[이미지참조] 49
[표 5] CeO₂와 다공성 Al(OH)₃의 두께별 Rlum 시뮬레이션 결과[이미지참조] 59
[표 6] CeO₂와 다공성 Al(OH)₃의 두께별 Rlum 측정 결과[이미지참조] 59
[표 7] bare glass, 다공성 Al(OH)₃(188nm)/SLG, CeO₂(8nm)/다공성 Al(OH)₃(188nm)/SLG의 Rlum과 Ravg (양면 코팅)[이미지참조] 66
[표 8] 188nm 두께의 다공성 Al(OH)₃ 위 CeO₂ 증착 두께별 WCA, Rlum, Ravg (양면 코팅)[이미지참조] 70
[표 9] CeO₂ 두께가 8nm일 때 다공성 Al(OH)₃ 두께별 WCA, Rlum, Ravg (양면 코팅)[이미지참조] 74
[표 10] 다공성 Al(OH)₃의 두께별 Rq와 CeO₂(8nm) 증착 후의 접촉각[이미지참조] 75
[그림 1] 각 분야별 유리의 시장 예측 그래프 14
[그림 2] 표면이 오염된 태양광 패널에서 먼지와 유리에 의한 투과율 감소 15
[그림 3] 태양광 패널의 커버 글라스 위에 쌓이는 먼지의 양에 따른 투과율 감소량 15
[그림 4] PFPE(perfluoropolyether)의 구조와 결합 방법 16
[그림 5] CeO₂의 결정 구조와 결합 방법 16
[그림 6] Young's model 19
[그림 7] 연잎의 표면 구조 및 소수성 원리 19
[그림 8] 나방 눈 구조 22
[그림 9] 굴절률이 다른 두 매질을 지날 때 빛의 투과와 반사 22
[그림 10] Ce의 독특한 전자구조 및 소수성 원리 27
[그림 11] CeO₂의 탄화 수소 흡착으로 인한 소수성 메커니즘 27
[그림 12] 서로 다른 굴절률과 두께를 갖는 다층박막의 전, 자기장 계산 31
[그림 13] Effective medium approximation의 도식적인 묘사 33
[그림 14] 인간의 눈이 빛의 각 파장별 밝기를 느끼는 감도를 나타낸 곡선 35
[그림 15] 마그네트론 스퍼터링의 원리 37
[그림 16] 실험에 사용한 마크네트론 스퍼터링 장비 37
[그림 17] 샘플 제작 과정 41
[그림 18] AlxOy와 CeO₂ 박막의 증착 시간별 두께[이미지참조] 43
[그림 19] AlxOy와 CeO₂ 박막의 증착 속도[이미지참조] 43
[그림 20] (a)기판(SLG), (b)AlxOy 박막, (c)CeO₂ 박막의 광학상수[이미지참조] 45
[그림 21] AlxOy 박막의 XRD 분석 결과[이미지참조] 48
[그림 22] 뜨거운 물에 반응 (a)전, (b)후의 AlxOy 박막 SEM 사진[이미지참조] 48
[그림 23] 초기 AlxOy 증착 두께 (a)10nm, (b)14nm, (c)18nm, (d)22nm의 hot water immersion 후 Al(OH)₃의 두께[이미지참조] 49
[그림 24] 52° 기울인 다공성 Al(OH)₃(188nm)의 FIB-SEM 사진(삽입 : cross-section 사진) 50
[그림 25] 초기 (a)예측 구조와 (b)근사 모델 ① (빨간색 : CeO₂, 파란색 : Al(OH)₃) 53
[그림 26] (a)실제 구조와 (b)근사 모델 ② (빨간색 : CeO₂, 파란색 : Al(OH)₃) 53
[그림 27] 다공성 Al(OH)₃(188nm)의 AFM 측정 결과 54
[그림 28] CeO₂(8nm)/다공성 Al(OH)₃(188nm)/SLG 구조의 시뮬레이션 결과와 측정 결과 비교 54
[그림 29] 근사 모델 ②를 통해 CeO₂와 다공성 Al(OH)₃의 두께별 Rlum을 계산한 시뮬레이션 결과[이미지참조] 55
[그림 30] 188nm 두께의 다공성 Al(OH)₃ 위 CeO₂ 증착 두께별 반사율 시뮬레이션 결과 57
[그림 31] 188nm 두께의 다공성 Al(OH)₃ 위 CeO₂ 증착 두께별 반사율 측정 결과 57
[그림 32] CeO₂ 두께가 8nm일 때 다공성 Al(OH)₃ 두께별 반사율 시뮬레이션 결과 58
[그림 33] CeO₂ 두께가 8nm일 때 다공성 Al(OH)₃ 두께별 반사율 측정 결과 58
[그림 34] 188nm 두께의 다공성 Al(OH)₃ 위 CeO₂ 증착 두께별 XRD 분석 결과 61
[그림 35] CeO₂ 두께가 8nm일 때 다공성 Al(OH)₃ 두께별 XRD 분석 결과 61
[그림 36] (a) bare glass, (b)CeO₂(8nm)/SLG, (c)CeO₂(8nm)/다공성 Al(OH)₃(188nm)/SLG의 접촉각 측정 결과 63
[그림 37] CeO₂(8nm)/SLG와 CeO₂(8nm)/다공성 Al(OH)₃(188nm)/SLG의 시간에 따른 접촉각 변화 63
[그림 38] bare glass, 다공성 Al(OH)₃(188nm)/SLG, CeO₂(8nm)/다공성 Al(OH)₃(188nm)/SLG의 파장별 반사율 (양면 코팅) 66
[그림 39] (a)bare glass, (b)다공성 Al(OH)₃(188nm)/SLG, (c)CeO₂(8nm)/다공성 Al(OH)₃(188nm)/SLG의 반사 테스트 (양면 코팅) 67
[그림 40] 188nm 두께의 다공성 Al(OH)₃ 위 CeO₂ 증착 두께별 접촉각 69
[그림 41] 188nm 두께의 다공성 Al(OH)₃ 위 CeO₂ 증착 두께별 반사율 (양면 코팅) 69
[그림 42] CeO₂ 두께가 8nm일 때 다공성 Al(OH)₃ 두께별 접촉각 73
[그림 43] CeO₂ 두께가 8nm일 때 다공성 Al(OH)₃ 두께별 반사율 (양면 코팅) 73
[그림 44] 다공성 Al(OH)₃의 두께별 AFM 분석 결과 75
[그림 45] bare glass와 CeO₂(8nm)/다공성 Al(OH)₃(188nm)/SLG의 반사 및 접촉각 테스트 (양면 코팅) 76