일반기술

졸-겔 공정을 위한 용액 합성장치

본 발명은 종래의 졸-겔 용액의 제작에 있어 재현성의 문제를 해결하고 졸-겔 공정에 필요한 최적의 수분 및 습도를 유지시키고자 한다.본 발명은 졸-겔(sol-gel) 공정에 의한 강유전체 박막의 용액 합성장치에 관한 것이다.보다 상세하게는 본 발명의 용액 합성 장치를 이용하므로써 졸-겔 용액합성에 사용되는 출발물질인 금속 알콕사이드(metal-alkoxide)와 외부공기의 접촉을 최소화하여 공기중의 수분이나 불순물에 따른 오염등 원치 않는 공정인자들을 초기에 제거하므로써 최적의 졸-겔 용액을 얻을 수 있다.또한, 용액 합성시 가열에 의해 발생되는 기체 부산물을 액체 질소의 순환을 통해 냉각 증류함으로써 졸-겔 공정에 필요한 최적의 수분 및 습도를 유지시킬 수 있는 졸-겔 공정을 위한 용액 합성장치에 관한 것이다기존의 졸-겔 용액합성 방법과는 달리, 개폐수단을 구비한 실린더를 이용함으로써 출발물질인 금속 알콕사이드(metal-alkoxide)가 외부공기와 접촉을 최소화하여 공기중의 수분이나 불순물에 따른 오염등을 초기에 제거할 수 있고, 용액 합성시 가열에 의해 발생되는 기체 부산물을 액체 질소의 순환을 통해 냉각 증류함으로써 졸-겔 공정에 필요한 최적의 수분 및 습도를 유지시킬 수 있다.본 발명은 개폐수단을 구비한 실린더를 이용함으로써 농축 용액합성에 사용되는 출발물질인 금속 알콕사이드와 외부공기의 접촉을 최소화하여 공기중의 수분이나 불순물에 따른 오염등을 제거하므로써 재현성있는 최적의 졸-겔 용액을 제작할 수 있게 된다.또한, 본 발명은 용액 합성시 가열에 의해 발생되는 기체 부산물을 액체 질소의 순환을 통해 냉각 증류함으로써 졸-겔 공정에 필요한 최적의 수분 및 습도를 유지시킬 수 있게 된다.따라서, 본 발명은 강유전체 박막 제조시 박막의 질을 높일 수 있는 최적의 농축 용액을 얻을 수 있게 된다.강유전체 박막을 제조할 수 있는 방법으로는 전자 빔 증착(electron beam deposition), rf-마그네트론(rf-magnetron), 이온 빔 스퍼트링(ion beam sputtering), 레이저 애블레이션(laser ablation), 금속유기화합물 열 분해(metallorganic compound thermal decompositon, MOD), 졸-겔과 MOCVD 등이 있다.상기 방법에서, 졸-겔 방법이 조성비의 제어와 조성비의 변화에 따른 박막 특성의 연구에 적합하며, 고가의 진공 장비가 필요하지 않아 제작이 간편하고 넓은 면적의 박막을 균일하게 증착시킬 수 있는 것으로 각광받고 있다. 특히, 졸-겔 방법이 갖는 문제점인 대기중의 수분, 먼지나 불순물 등의 영향을 최소화하기 위한 조건을 만족시켜 강유전체 박막의 제조에 이용하는 것이 과제이다.최적의 수분 및 습도를 유지하여 제조된 본 발명의 졸-겔 합성방법을 통해 제작된 강유전체 박막은 메모리 소자, 적외선 검출소자, 전기 광학 소자 등의 다양한 분야에 응용될 수 있는 우수한 초전성, 압전성, 유전성 및 광학적 특성을 가지고 있어 그 활용범위가 점차 확대되고 있다.