졸-겔 공정에 의한 TiO2 박막 제조시 유기첨가제의 영향

문정호; 설용건; 최승철

Journal of the Korean Industrial and Engineering Chemistry, Vol.6, No.2, 184-192, April, 1995

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졸-겔 공정에 의한 TiO2 박막 제조시 유기첨가제의 영향

Effect of Organic Additives in Forming the TiO₂ Thin Film by Sol-gel Process

문정호, 설용건, 최승철

초록

졸-겔 공정으로 TiO₂ 박막 제조시 유기 첨가제의 영향과 여러 기판 위에 형성된 박막의 결정성을 살펴 보았다. 대기중에서 헥실렌 글리콜(HG) 첨가는 에탄온 중에서 첨가제를 사용하지 않은 경우보다 더 안정한 TiO₂ 졸을 형성하였으며, hydroxypropy cellulose(HPC)는 에탄올 중의 TiO₂ 졸의 점도를 높여 코팅 가능한 점도 영역을 약 20cP까지 확장하였다. 또한 첨가제는 무정형상인 TiO₂겔의 결정화 온도를 높이는 역할을 하였다. 1회 diP 코팅으로 얻어진 막의 두께는 HG 첨가시에 약 200∼250Å, HPC 첨가시는 300Å 정도였고, 코팅 횟수를 반복하였을때 막의 두께는 선형적으로 증가 하였다. 제조한 박막은 대기중에서 500℃로 열처리한 경우 anatase(TiO₂)상을, 열처리 온도가 600℃일 때 rutile(TiO₂)결정이 서서히 나타나기 시작하였다. 또한 TiO₂ 박막 특성에 대한 기판의 영향에 대해서도 살펴 보았다.

In the preparation of TiO₂ thin film by sol-gel process, the effect of organic additives and the crystallinity of thin film formed on various substrates were investigated. Under the air atmosphere, the addition of hyxylene glycol(HG) forms more stable TiO₂ sol in ethanol than that made without HG. HPC(hydroxypropyl cellulose) increases the viscosity of TiO₂ sol in ethanol, which expands coatable viscosity range up to 20cP. In addition the additives increase the crystallization temperature of amorphous TiO₂ gel under the air atmosphere. The film thickness per one dipping in a TiO₂ sol was 200∼250Å with HG addition and 300Å with HPC addition respectively. The thickness of TiO₂ thin film increases linearly by increasing the number of dipping. The anatase phase of TiO₂ thin film was observed after 500℃ calcination in air atmosphere, and the rutile phase began to appear after 600℃ heat treatment. The effect of substrate materials on the characteristic of TiO₂ thin film was also discussed.

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