EQCM를 사용한 산화아연 박막의 전기화학적인 증착기구에 관한 연구

초록

산화아연 박막은 wurtzite hexagonal 구조와 3.3eV의 bandgap을 가진 n-형 반도 체로서[1] 높은 전기적 전도도, 적외선 반사능, 그리고 높은 투광도의 특성으로 최 근 많은 주목을 받고 있으며, 태양전지, 액정 디스플레이, 반도체 저항소자 등에 널리 응용되고 있다. 산화아연 박막의 전기화학적인 제조는 기존의 RF magnetron 스퍼터링법과 CVD법에 비해 많은 장점을 지니고 있다. 첫째, 증착두께를 전기화학적인 인자로 제어할 수 있으며, 둘째 전기화학적인 방법은 상대적으로 균일한 박막과 높은 증착속도를 가지고 있으며, 경제적이다[2, 3]. 본 연구에서는 Zn(NO3)2용액에 산소를 공급하면서 산화아연을 제조할 경우 용 해된 산소가 산화아연의 증착속도에 미치는 영향을 측정하였고, in situ EQCM를 이용하여 산화아연 박막의 전기화학적인 증착기구를 조사하였다[4] . EQCM은 수정 진동자 양면에 금속 전극을 만들고 양쪽 전극에 정압을 걸어주 면 일정한 고유진동수로 발진하는 물리적 현상 중 하나인 압전현상(Piezoelectric) 을 이용한 장치이다. 실험 결과에서 공진주파수의 변화는 다음의 사우워브레이 (Sauerbrey) 방정식에 의해 전극의 무게의 변화가 측정되는데, 산화아연의 전기화 학적 증착실험에서 반응중간단계물질과 생성물간의 흡·탈착에 따른 전극표면의 무게변화를 통하여 환원기구를 해석하는데 이용하였다.