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간섭다층 반사 방지코팅과 경사각 증착에 의한 나노다공성 MgF2의 상부층

전문가 제언: ○ 반사 방지(AR)코팅은 광소자의 단면에서 급격한 굴절률 변화로 생기는 빛의 반사를 없애고 투과하는 빛의 양을 증가시키기 위한 것이다. 최근에는 나노미터크기의 미세물질의 성질을 이용한 새로운 디바이스의 개발로 빛의 파장보다 작은 물질을 디바이스의 표면에 배치하여 빛의 반사를 줄이는 AR나노구조, 나노구조 패턴을 이용하여 빛의 진행방향을 제어하는 포토닉 결정, 광학 부품의 표면에 만든 1/4파장 판 등 여러 방법이 제안되고 있다. 광 반사 방지구조는 태양전지의 고효율화나 디스플레이의 고휘도화, 광학 렌즈의 고성능화 등에 많이 응용되고 있다.

○ 본고에서는 BK7유리(굴절률 1.5164)상에 마그네트론 스퍼터링으로 Nb2

O3와 SiO2박막 층이 교대로 적층된 다층 계를 증착시킨 후 다공질로 된 주상 모양의 굴절률이 매우 낮은 MgF2(1.3836-1.3957)를 경사 증착법을 사용하여 증착시켜 300-1700㎚에서 반사율이 1%미만인 AR코팅 재료를 제조할 수 있었다. 또 브루거만 EMA법을 사용하여 모델링한 결과 실험 데이터와 잘 일치하였다. 특히 코팅 막의 최외각 층이 광대역 AR코팅의 잔여 반사에 강하게 영향을 주기 때문에 굴절률이 가장 낮은 MgF2를 다층 계위에 코팅하였다. 그러나 코팅 막과 기판과의 접착력에 관한 실험결과가 없는 것이 아쉽다.

○ 국내대학의 전기, 전자공학과 아템시스템 부설연구소, 삼성전자 등에서 AR코팅에 대한 연구가 진행되어 왔다. 한 예로 반응성 스퍼터링으로 1.50 굴절률을 갖는 SixOy와 1.94를 보이는 SixYy박막으로 된 4층의 막 구조를 제조한 결과 550㎚대역에서 1.7%의 반사와 400 및 650㎚영역에서 1%의 반사율의 특성을 보였다. 국방기술품질원에서는 함정용 전자광학추적 장비의 센서부에서 해수면 반사파로 발생되는 영상추적간섭 현상을 최소화하기 위해 증착법으로 ZnO에 MgF2를 코팅한 AR막을 제조하여 기존의 ZnO막과 비교하여 점진적인 굴절률 변화에 따라 표면 프레넬 반사를 최소화하고 영상추적 간섭효과를 제거할 수 있었다.

○ 독일의 Sunarc사, Centrosolar Glass사와 일본의 AGC Solar사 등은 태양전지의 AR코팅 막 제조에 열중하고 있으나 관련 국제규격이 없는 상태이므로 국내에서 이들에 대한 규격제정이 시급하다

저자: S. Bruynooghe, et al.
자료유형: 니즈학술정보