[고분자공학실험및설계] 전체 실험 레포트 - 4가지

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[고분자공학실험및설계] 전체 실험 레포트 - 4가지에 대한 보고서 자료입니다.

목차

- CONTENTS -
① Purpose ② Experiment ③ Result & Discussion

Ⅰ. UV-vis & CV
Ⅱ. UV-O3 처리 & Contact angle
Ⅲ. 원자간력현미경 (AFM)
Ⅵ. PL & PLQY

본문내용

액을 이용한 Surface energy 계산
액체-고체 계면에서의 상호작용을 분산(van der waals)과 극성도 관점에서 제시
(1)
(2)
(3)
Probed liquid
(Tension)
(Dispersive)
(Polar)
Deionized water
72.1
19.9
52.2
Diiodomethane
50.8
50.8
0
① 오존 처리를 한 것에 대한 표면에너지
(, )
(4)
(5)
(5)를 (4)에 대입하여 보면,
② 오존 처리를 하지 않은 것에 대한 표면에너지
(, )
(6)
(7)
(7)를 (6)에 대입하여 보면,
Ⅲ. 원자간력현미경 (AFM)
Purpose
형성된 박막(, , )에 대하여 AFM 비접촉모드을 통하여
roughness 확인 및 비교
Experiment
- 원자간력현미경 (AFM, Atomic Force Microscope) ; 표면 거칠기(RMS, Rq) 측정
- , : 증착 / : 오존처리 후 스핀코팅으로 진행
Result
&
Discussion
- AFM (Atomic Force Microscope, 원자간력현미경) :
탐침과 샘플 사이의 원자힘을 사용하여 샘플 표면 측정
AFM의 Mode로는 접촉모드(contact mode), 비접촉모드(non-contact mode), 두드림모드(tapping mode)가 있다. 이 중에서 탐침을 샘플 표면 바로 윗부분에서 고유진동수 부근에서 진동하여 발생하는 진폭과 위상의 변화를 측정하는 비접촉모드를 통하여 본 실험을 진행하였다. 비접촉모드는 인력을 이용하며, 주로 부드러운 경우(샘플 또는 박막)일 때 사용된다. 탐침과 샘플의 손상이 덜하고 스캔속도가 빠르다는 장점이 있다.
- Sample : , ,
[1] 형성된 박막의 roughness 확인
① 알루미늄 ()
- 의 roughness = 7.171nm
② 삼산화몰리브덴 ()
- 의 roughness = 3.955nm
③ (투명전극)
- 의 roughness = 2.491nm
[2] 형성된 박막의 roughness 비교
실험을 통하여 나온 각 박막에 대한 Statistics의 roughness 값은 Table 4와 같다. 이를 비교하여 보면 의 roughness가 가장 크고, 의 roughness가 제일 작은 것을 볼 수 있다. 표면 거칠기가 작을수록 정밀도가 좋다고 볼 수 있으므로 의 정밀도가 제일 좋다고 할 수 있다.
Roughness : > >
정밀도 : < <
미세도 : > >
(+) 미세 : 분간하기 어려울 정도로 아주 작다.
정밀 : 아주 정교하고 치밀하여 빈틈이 없고 자세함.
Fig 2와 Fig 3을 통하여 흠(Flaw)과 결(Lay)을 직접 육안으로 비교하여 보아 표면 거칠기를 확인할 수 있다. Fig 2의 흠을 보면 는 와 에 비하여 표면의 미세도가 높은 것을 볼 수 있는 반면 와 는 미세도가 낮아 표면에 흠이 많음을 볼 수 있다.
Fig 3에서는 3D 표면을 통하여 튀어나온 요소의 정도와 정밀도를 볼 수 있다. 은 와 와는 달리 뾰족하게 튀어나온 것이 없고 매끈한, 평탄한 모습을 볼 수 있다. 이는 이 투명전극이기 때문에 표면이 규칙적으로 분포되어졌기 때문에 정밀도가 높아서이다. 반면 와 는 높이 차이가 불규칙하게 분포되어 있으며 이는 슬라이딩 마모로 인하여 높은 형상이 줄어든 샘플에서 볼 수 있다. 즉, roughness와 정밀도는 반비례함을 알 수 있다.
Ⅵ. PL & PLQY
Purpose
TCTA(Host)와 Ir(mppy)3(Dopant)의 PL(Photoluminescence) 실험에 대하여
박막과 용액 비교. 반치폭 계산, Energy transfer 확인(Dopping 전/후 비교).
Experiment
[1] Host : TCTA , Dopant : Ir(mppy)3
[2] PL(Photoluminescence) : Solid/Solution 비교, FWHM 계산, Energy transfer 확인
[2] PLQY(Photoluminescence quantum yield) : 확인
Result
&
Discussion
[1] Solid(박막) PL 그래프, Solution(용액) PL 그래프 비교
- Solid PL : OLED 소자 내에서 물질의 발광 특성을 반영
Solution PL : 물질의 고유 발광 특성 평가
- Solid와 Solution의 오차 이유 :
용액 상태보다 박막 상태가 noise가 더 많기 때문이다.
박막 상태 경우에는 끼워 넣는 각도, 박막의 균일성에 따라 noise가 생길 수 있다.
또한, 결과값에 오차가 발생할 수 있다.
[2] 반치폭 (FWHM, Full Width at Half Maximum) 계산
- TCTA_Ir(mppy)3의 Solid PL과 Solution PL의 spectrum을 살펴보면,
Solid PL spectrum : 520.59846 nm
Solution PL spectrum : 514~515.8 nm
의 범위에서 높은 Normalized PL intensity (=1) 가 나타남.
- Fig 3, Fig 4의 값을 참고하며 보면,
즉, 색의 순도 : 녹색
[3] Energy transfer가 잘 이루어졌는지 spectrum 비교
- Energy transfer가 잘 이루어짐 = Doping이 잘 이루어짐
- Doping의 효과 1) 형광과 인광 효율 향상
2) 발광효율 증가와 색상을 조절
- 각 그래프의 spectrum에 대한 최고점
Solid PL :
Solution PL :
=> 에너지 전이(Energy transfer)가 된 모습을 볼 수 있음.
- Host의 에너지를 Dopant로 전달해 주는 과정을 통하여 유기층에서 Dopant가 발광하는데, Fig 5, Fig 6의 spectrum을 참고하면 Solid와 Solution 모두 다 그래프
가 이동하는 모습을 보이며 에너지 전이(Energy transfer)가 된 모습을 볼 수 있다.
즉, Host가 Dopant의 발광을 충분히 잘 도와주었다고 볼 수 있다. 또한, 두 그래프
다 Doping이 되면서 반치폭을 보았을 때 녹색으로 색의 순도가 변한 것을 볼 수
있다.

키워드

UV-Vis,   cv,   UV-O3 처리,   contact angle,   원자간력현미경,   AFM,   PL