비대칭 산화물 구조를 적용한 TiO2/Ag/SiO2 투명전극의 성능 최적화 연구

초록

본 연구에서는 굴절률 대비가 큰 TiO2-SiO2 비대칭 산화물 구조를 적용한 Ag 기반 Oxide/Metal/Oxide 투명전극에서 금속층과 상하부 산화물의 두께 변화가 전기적 및 광학적 특성에 미치는 영향을 체계적으로 분석하였다. 비대칭 산화물 구조는 광학적 간섭을 효과적으로 제어함과 동시에 금속층 성장 거동에 영향을 미치는 설계 전략으로, 상부 SiO2층은 광 반사 억제에 지배적인 영향을 하고 하부 TiO2 층은 후속으로증착되는 금속층의 젖음성 향상을 통해 연속막 형성을 촉진하는 것으로 확인되었다. TiO2, Ag, SiO2 층의 두께가 각각 25, 10, 60 nm일 때 평균 투과율 89.8%와 최대 투과율 93.9%를 나타냄과 동시에 9.5 Ω/sq.의 낮은 면저항을 확보하였다. 이에 따른 Haacke 성능지수값은 0.036 Ω-1 로 기존 투명전극 소재인 ITO와 비교했을 때 상회하는 수준의 성능을 보였다. 또한 줄(Joule) 발열 특성 평가 결과 우수한 열적 안정성을 보였으며, 균일한 온도 분포와 우수한 발열 재현성 또한 확인되었다. 이러한 결과는 제안된 TiO2/Ag/SiO2 구조가 높은 광 투과도와 전기전도성과더불어 우수한 열적 안정성을 가지며, 발열 소자를 포함한 다양한 차세대 광전자 소자에 적용 가능한 유망한 전극 구조임을 시사한다.

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