KR20170126311A - Infrared absorber element including thin film infrared absorber material - Google Patents
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Abstract
Description
실시예들은 박막형 적외선 흡수체를 포함하는 적외선 흡수 부재에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 Ti 금속 층과 MgF2 유전체 층을 교대로 복수 회 증착하여 적외선 흡수율을 향상시킨 박막형 적외선 흡수체를 포함하는 적외선 흡수 부재에 관한 것이다.Embodiments relate to an infrared absorbing member including a thin film type infrared absorbing member, and more particularly, to an infrared absorbing member including a thin film type infrared absorbing member in which a Ti metal layer and a MgF 2 dielectric layer are alternately and repeatedly vapor- .
태양전지 분야에서 현재는 결정질 실리콘 기술이 주도적인 역할을 하고 있으나, 최근 유리 등 저가의 기판을 활용하고, 표면에 박막으로 실리콘 등 재료를 증착하는 형태의 박막형 태양전지 기술이 부상하고 있다.Crystalline silicon technology plays a leading role in the field of solar cell, but thin-film solar cell technology that uses low-cost substrates such as glass and deposits materials such as silicon as a thin film on the surface is emerging.
특히, 태양전지 기술에 있어서, 태양 에너지로부터 적외선을 검출하기 위한 적외선 검출기는, 열 흡수층으로 입사하는 적외선 에너지를 열로 변화시키는 적외선 흡수체 및 변환된 열을 감지하는 적외선 감지체로 구성되고, 또한 상기 적외선 흡수체는 열을 감지할 수 있는 열 감지체층과 귀금속을 포함하는 열 흡수층으로 구성되는데, 상술한 적외선 흡수체는 80% 이상 또는 90%이상의 적외선 흡수율을 가져야만 산업적으로 매우 유리하다.Particularly, in the solar cell technology, an infrared detector for detecting infrared rays from solar energy is composed of an infrared absorber for converting infrared energy incident on the heat absorbing layer into heat and an infrared sensor for sensing the converted heat, And a heat absorbing layer including a noble metal. The above-mentioned infrared absorbing material is industrially advantageous in that it has an infrared absorbing rate of 80% or more or 90% or more.
이러한 적외선 흡수체가 융합전지나 다양한 분야에 쉽게 쓰이기 위해서는 흡수도가 높아야 할 뿐만 아니라 박막형으로 간단하게 제조되어야 한다.In order for such an infrared absorber to be easily used in a fusion cell or various fields, it is required not only to have a high degree of absorption but also to be manufactured in a thin film form.
종래, 흡수체 내부에 연속적인 'ㄹ'자형으로 형성된 볼로메터가 상하로 웨이브 형태로 굴곡이 지도록 형성되는 방법이 제시되었지만 융합전지에 응용하기에는 어려움이 있다.Conventionally, a method has been proposed in which a bolometer formed in a continuous " d " shape inside the absorber is formed so as to bend in a wave shape in an up and down direction, but it is difficult to apply it to a fusion cell.
또한, 이를 해결하기 위해 제시된 박막형 적외선 흡수체는, 흡수체의 종류, 두께와 층의 개수에 따라 다양한 흡수도를 나타내기 때문에 적절한 조건을 잡는데 어려움이 있다.In order to solve this problem, the proposed thin film type infrared absorber exhibits various absorptions depending on the type, thickness, and number of layers of the absorber, which makes it difficult to obtain appropriate conditions.
상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면 전자 빔 증발 탈수법을 이용하여 증착된 10 nm 두께의 Ti 금속 층, 전자 빔 증발 탈수법을 이용하여 증착된 320 nm 두께의 MgF2 유전체 층이 교대로 복수회 증착된 복층 구조를 가지며, 적외선 흡수율이 95% 이상인 박막형 적외선 흡수체 및 이를 포함하는 적외선 흡수 부재를 제공한다.In order to solve the above problems, according to one aspect of the present invention, a
일 실시예에 따른 박막형 적외선 흡수체를 포함하는 적외선 흡수 부재는, 상기 대상체의 표면에 부착되어 적외선을 흡수하고 발생한 열 에너지를 상기 대상체로 전달하는 박막형 적외선 흡수체를 포함하되, 상기 박막형 적외선 흡수체는, 기판, 상기 기판상에 증착되는 Ti 금속 층, 및 상기 Ti 금속 층상에 증착되는 MgF2 유전체 층을 포함하고, 상기 Ti 금속 층 및 상기 MgF2 유전체 층은 교대로 복수 회 반복하여 증착되어 복층 구조를 가진다.The infrared absorptive member including the thin film infrared absorber according to an embodiment includes a thin film infrared absorber attached to a surface of the object to absorb infrared rays and transmit the generated heat energy to the object, A Ti metal layer deposited on the substrate, and a MgF 2 dielectric layer deposited on the Ti metal layer, wherein the Ti metal layer and the MgF 2 dielectric layer are alternately repeatedly deposited a plurality of times to have a multi-layer structure .
일 실시예에서, 상기 Ti 금속 층은 전자선 증착(Electron Beam Evaporation) 공법으로 증착될 수 있다.In one embodiment, the Ti metal layer may be deposited by an Electron Beam Evaporation process.
일 실시예에서, 상기 MgF2 유전체 층은 전자선 증착(Electron Beam Evaporation) 공법으로 증착될 수 있다.In one embodiment, the MgF 2 dielectric layer may be deposited by electron beam evaporation.
일 실시예에서, 상기 Ti 금속 층 및 MgF2 유전체 층의 복층 구조는 10층일 수 있다.In one embodiment, the multi-layer structure of the Ti metal layer and the MgF 2 dielectric layer may be ten layers.
일 실시예에서, 상기 Ti 금속 층의 두께는 10 nm 일 수 있다.In one embodiment, the thickness of the Ti metal layer may be 10 nm.
일 실시예에서, 상기 MgF2 유전체 층의 두께는 320 nm 일 수 있다.In one embodiment, the thickness of the MgF2 dielectric layer may be 320 nm.
일 실시예에서, 상기 대상체는 섬유 또는 열전소자일 수 있다.In one embodiment, the subject may be a fiber or a thermoelectric element.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 박막형 적외선 흡수체를 포함하는 적외선 흡수 부재를 제조하는 방법은, 기판 표면에 Ti를 증착하여 금속 층을 형성하는 단계, 상기 금속 층 표면에 MgF2를 증착하여 유전체 층을 형성하는 단계, 상기 Ti와 상기 MgF2의 증착을 복수 회 반복 수행하여, 상기 금속 층과 상기 유전체 층을 복층으로 형성함으로써 복수의 상기 금속 층 및 복수의 상기 유전체 층을 포함하는 박막형 적외선 흡수체를 형성하는 단계 및 상기 박막형 적외선 흡수체를 대상체에 부착하는 단계를 포함한다.A method of fabricating an infrared absorbing member including a thin film infrared absorber according to an embodiment for realizing the object of the present invention includes the steps of forming a metal layer by depositing Ti on a surface of a substrate, depositing a second form a dielectric layer, the Ti and the by MgF performed a plurality of times repeating the deposition of 2, the metal layer and the dielectric layer to form a multi-layered plurality of the metal layers and a plurality of said dielectric layer And a step of attaching the thin film type infrared absorber to a target body.
일 실시예에 따른 박막형 적외선 흡수체를 포함하는 대상체를 제조하는 방법에서, 상기 Ti는 전자선 증착(Electron Beam Evaporation) 공법으로 증착될 수 있다.In a method of manufacturing a target including a thin film infrared absorber according to an embodiment, the Ti may be deposited by an electron beam evaporation method.
일 실시예에 따른 적외선 흡수 부재의 제조 방법에서, 상기 MgF2는 전자선 증착(Electron Beam Evaporation) 공법으로 증착될 수 있다.In the method of manufacturing an infrared absorbing member according to an embodiment, the MgF 2 may be deposited by an electron beam evaporation method.
일 실시예에 따른 박막형 적외선 흡수 부재의 제조 방법에서, 상기 Ti와 상기 MgF2가 교대로 증착되어, 상기 금속 층과 상기 유전체 층이 10층으로 구성될 수 있다.In the method of manufacturing a thin film infrared absorbing member according to an embodiment, the Ti and MgF 2 are alternately deposited, and the metal layer and the dielectric layer may be composed of 10 layers.
일 실시예에 따른 적외선 흡수 부재의 제조 방법에서, 상기 Ti는 10 nm의 두께로 증착될 수 있다.In the method of manufacturing an infrared absorbing member according to an embodiment, the Ti may be deposited to a thickness of 10 nm.
일 실시예에 따른 적외선 흡수 부재의 제조 방법에서, 상기 MgF2는 320 nm의 두께로 증착될 수 있다.In the method of manufacturing an infrared absorbing member according to an embodiment, the MgF 2 may be deposited to a thickness of 320 nm.
일 실시예에 따른 적외선 흡수 부재의 제조 방법에서, 상기 대상체는 섬유 또는 열전소자일 수 있다.In the method of manufacturing an infrared absorbing member according to an embodiment, the object may be a fiber or a thermoelectric element.
본 발명의 일 측면에 따른 적외선 흡수 부재는, Ti 금속 층과 MgF2 유전체 층을 교대로 증착하는 간단한 제조방법에 의하여 제조되고, 95% 이상의 적외선 흡수율을 나타내는 박막형 적외선 흡수체를 포함한다.An infrared absorbing member according to an aspect of the present invention includes a thin film infrared absorber made by a simple manufacturing method of alternately depositing a Ti metal layer and a MgF 2 dielectric layer and exhibiting an infrared absorption rate of 95% or more.
본 발명의 일 측면에 따른 박막형 적외선 흡수체가 부착된 열전소자는 다른 흡수체가 부착된 열전소자에 비해 높은 효율을 나타내며, 상기 적외선 흡수체가 부착된 섬유는 온도 상승효과를 가지므로 방한 의류 등의 제조에 이용될 수 있다.The thermoelectric element with a thin film infrared absorber according to an aspect of the present invention exhibits a higher efficiency than a thermoelectric element with another absorber attached thereto and the fiber with the infrared absorber has a temperature rising effect, Can be used.
도 1a 및 1b은 일 실시예에 따른 박막형 적외선 흡수체의 단면도이다.
도 1c는 일 실시예에 따른 박막형 적외선 흡수체가 부착된 대상체를 도시한다.
도 2는 일 실시예에 따른 박막형 적외선 흡수체의 흡수율을 나타낸 그래프이다.
도 3은 일 실시예에 따른 박막형 적외선 흡수체가 부착된 열전소자의 종래 열전소자에 비하여 증가된 전력 효율을 나타낸 그래프이다.
도 4a는 일 실시예의 박막형 적외선 흡수체의 층 개수에 따른 파장 대비 흡수율의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 4b는 일 실시예의 박막형 적외선 흡수체의 층 개수에 따른 폴리우레탄의 시간 대비 온도 변화를 나타낸 그래프이다.
도 5는 일 실시예에 따른 박막형 적외선 흡수체가 부착된 네 가지 종류의 섬유에 대한 온도 증가를 나타낸 열화상 카메라 이미지이다.
도 6은 일 실시예에 따른 박막형 적외선 흡수체가 플렉서블(flexible)한 섬유에 부착된 경우를 나타낸 열화상 카메라 이미지이다.
도 7은 일 실시예에 따른 박막형 적외선 흡수체가 스트레처블(stretchable)한 PDMS(polydimethylsiloxane)에 부착된 경우를 나타낸 열화상 카메라 이미지이다.
도 8은 일 실시예에 따른 박막형 적외선 흡수체의 Ti 금속 층 및 MgF2 유전체 층의 두께에 따른 적외선 흡수율을 나타낸 그래프이다.
도 9는 일 실시예에 따라 적외선 흡수 부재를 제조하는 방법을 도시한 플로우차트이다.1A and 1B are cross-sectional views of a thin film infrared absorber according to an embodiment.
1C shows a target object to which a thin film infrared absorber according to an embodiment is attached.
FIG. 2 is a graph showing the absorptivity of the thin film type infrared absorber according to one embodiment.
FIG. 3 is a graph illustrating an increase in power efficiency of a conventional thermoelectric element having a thin film infrared absorber according to an embodiment of the present invention.
4A is a graph showing a change in absorption rate versus wavelength according to the number of layers of the thin film infrared absorber of one embodiment.
FIG. 4B is a graph showing a change in temperature versus time of polyurethane according to the number of layers of the thin film infrared absorber of one embodiment.
5 is a thermal imaging camera image showing temperature increase for four kinds of fibers with a thin film infrared absorber according to one embodiment.
6 is a thermal imager camera image showing a case where the thin film infrared absorber according to one embodiment is attached to a flexible fiber.
7 is a thermal imaging camera image showing a case where the thin film infrared absorber according to one embodiment is attached to a stretchable polydimethylsiloxane (PDMS).
FIG. 8 is a graph showing the infrared absorptivity according to the thickness of the Ti metal layer and the MgF 2 dielectric layer of the thin film infrared absorber according to one embodiment.
9 is a flowchart showing a method of manufacturing an infrared absorbing member according to an embodiment.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. The following detailed description of the invention refers to the accompanying drawings, which illustrate, by way of illustration, specific embodiments in which the invention may be practiced. These embodiments are described in sufficient detail to enable those skilled in the art to practice the invention. It should be understood that the various embodiments of the present invention are different, but need not be mutually exclusive. For example, certain features, structures, and characteristics described herein may be implemented in other embodiments without departing from the spirit and scope of the invention in connection with an embodiment.
또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.It is also to be understood that the position or arrangement of the individual components within each disclosed embodiment may be varied without departing from the spirit and scope of the invention. The following detailed description is, therefore, not to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention is to be limited only by the appended claims, along with the full scope of equivalents to which such claims are entitled, if properly explained. In the drawings, like reference numerals refer to the same or similar functions throughout the several views.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 1a 및 1b는 일 실시예에 따른 박막형 적외선 흡수체(100)의 단면도이며,도 1c는 일 실시예에 따른 박막형 적외선 흡수체(100)가 부착된 대상체(200)를 도시한다.1A and 1B are sectional views of a thin film infrared absorber 100 according to one embodiment, and FIG. 1C shows a
일 실시예에서, 적외선 흡수 부재는 대상체(200) 및 상기 대상체(200)에 부착되어 적외선을 흡수하고 발생한 열 에너지를 상기 대상체로 전달하는 박막형 적외선 흡수체(100)를 포함한다. 대상체(200)는 섬유 또는 열전소자 일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In one embodiment, the infrared absorbing member includes a
박막형 적외선 흡수체(100)는, 기판(10), 상기 기판상에 증착되는 Ti 금속 층(20), 및 상기 Ti 금속 층상에 증착되는 MgF2 유전체 층(30)을 포함하되, 상기 Ti 금속 층(20) 및 상기 MgF2 유전체 층(30)은 교대로 복수 회 반복하여 증착되어 복층 구조를 가진다.The thin film infrared absorber 100 includes a
도 4a 내지 4b를 참조하여 후술하는 바와 같이, 상기 복층 구조는 바람직하게는 10층일 수 있다. 도 2는 Ge 기판상에 증착된 10층의 구조를 가진 박막형 적외선 흡수체(100)의 파장에 따른 흡수율을 나타낸 그래프이다. 도 2는, 1250 nm 내지 5000 nm에서의 흡수율을 나타내며, 도시된 바와 같이, 10층 구조의 경우에 1250 nm 이상의 파장에서 적외선 흡수율이 95% 이상임을 알 수 있다.As described below with reference to Figs. 4A to 4B, the multilayer structure may preferably be ten layers. FIG. 2 is a graph showing absorptivity according to wavelength of a thin film type infrared absorber 100 having a structure of 10 layers deposited on a Ge substrate. FIG. 2 shows the absorption rate at 1250 nm to 5000 nm. As shown in FIG. 2, in the case of the 10-layer structure, it can be seen that the infrared absorption rate is 95% or more at a wavelength of 1250 nm or more.
바람직하게는, 상기 Ti 금속 층(20)의 두께는 10 nm 이고, 상기 MgF2 유전체 층(30)의 두께는 320 nm 이며, 이 경우 도 8에 도시된 바와 같이 적외선 파장 구간(파장이 1250 nm 이상)에서 가장 흡수율이 높은 것을 알 수 있다.Preferably, the thickness of the
일 실시예에서, 상기 기판(10)은 유리 재질의 기판 또는 Ge 기판일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 후술하는 바와 같이, 박막형 적외선 흡수체(100)가 부착되는 대상체(200)가 섬유인 경우, 상기 기판(10)은 섬유에 부착될 수 있는 플렉서블(flexible)하고 스트레처블(stretchable)한 임의의 물질일 수 있다.In one embodiment, the
일 실시예에서, 상기 Ti 금속 층(20) 및/또는 MgF2 유전체 층(30)은 전자선 증착(Electron Beam Evaporation) 공법으로 증착될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In one embodiment, the
일 실시예에서, 상기 구조를 가진 박막형 적외선 흡수체(100)는 대상체(200)의 표면에 부착되어 적외선을 흡수하고 발생한 에너지를 상기 대상체(200)로 전달할 수 있다.In one embodiment, the thin film infrared absorber 100 having the above structure is attached to the surface of the
상기 대상체(200)는 일 실시예에 따르면 열전소자이다. 여기서 열전소자는 열 에너지를 전기 에너지로 변환하는 반도체 소자로서, 상기 부착된 박막형 적외선 흡수체(100)가 적외선을 흡수하여 열 에너지를 발생시키면 이를 이용하여 전위차를 만들어 낸다.The
도 3은 종래의 열전소자에 비하여 일 실시예에 따른 박막형 적외선 흡수체(100)가 부착된 열전소자의 증가된 효율을 나타낸 그래프이다. 도시된 바와 같이, 부하 저항이 3.58 옴(Ohm)인 경우 박막형 적외선 흡수체(100)를 부착하지 않은 열전소자는 0.02983 mV 의 효율을 나타내는데 비해, 일 실시예에 따른 박막형 적외선 흡수체(100)가 부착된 열전소자는 0.16089 mV 의 효율을 나타낸다. 따라서 열전소자의 효율이 약 5배 이상 증가했음을 알 수 있다.3 is a graph showing the increased efficiency of a thermoelectric element to which the thin film
도 4a는 일 실시예의 박막형 적외선 흡수체(100)의 층 개수에 따른 파장 대비 흡수율의 변화를 나타낸 그래프이다. 도시된 바와 같이, 복층 구조의 층 개수가 증가할 수록 적외선 흡수율이 높아지나, 흡수체(100)의 복층 구조가 10층 이상인 경우에는 10층일 경우에 비해 눈에 띄는 흡수율 증가를 나타내지 않는다.4A is a graph showing changes in absorption rate versus wavelength depending on the number of layers of the thin film
도 4b는 일 실시예의 박막형 적외선 흡수체(100)의 층 개수에 따른 폴리우레탄의 시간 대비 온도 변화를 나타낸 그래프이다. 도시된 바와 같이, 박막형 적외선 흡수체(100)를 부착하지 않은 폴리우레탄에 비하여 온도가 상승하였으며, Ti 층 및 MgF2 층이 다섯 쌍, 즉 적외선 흡수체가 10층의 복층 구조를 가질 때 가장 온도가 높은 것을 확인할 수 있다.FIG. 4B is a graph showing a change in temperature versus time of polyurethane according to the number of layers of the thin film
도 5는 일 실시예에 따른 박막형 적외선 흡수체(100)가 부착된 네 가지 종류의 섬유에 대한 온도 증가를 나타낸 열화상 카메라 이미지이다. 박막형 적외선 흡수체(100)를 각각 린넨, 스판, 면기모, 면에 부착하여 온도 증가를 측정한 결과, 섬유의 종류에 따라 다소 차이는 있으나 모든 섬유에서 온도가 증가했음을 알 수 있다.FIG. 5 is an infrared camera image showing a temperature increase for four kinds of fibers to which the thin film
일 실시예에서, 상기 박막형 적외선 흡수체(100)를 부착한 섬유를 이용하여 제작된 방한 의류(도시되지 않음)가 제공될 수 있다. 후술하는 바와 같이, 실시예에 따른 박막형 적외선 흡수체(100)는 플렉서블(flexible)한 섬유 또는 스트레처블(stretchable)한 PDMS(polydimethylsiloxane)에 부착된 경우에도 발열 효율이 감소하지 않으므로 일상 생활에서 착용하는 의류에 적용이 용이하다.In one embodiment, a winter garment (not shown) fabricated using the fiber to which the thin film
도 6은 일 실시예에 따른 박막형 적외선 흡수체(100)가 플렉서블(flexible)한 섬유에 부착된 경우를 나타낸 열화상 카메라 이미지이고, 도 7은 일 실시예에 따른 박막형 적외선 흡수체(100)가 스트레처블(stretchable)한 PDMS(polydimethylsiloxane)에 부착된 경우를 나타낸 열화상 카메라 이미지이다. 도시된 바와 같이, 실시예에 따른 박막형 적외선 흡수체(100)가 부착된 섬유 또는 PDMS를 굽히거나 늘려도 발열 작용이 지속됨을 확인할 수 있다. 따라서 전술한 바와 같이, 일상 생활에서 착용하는 의류에 적용이 용이하며 방한 의류 등에 이용될 수 있다.FIG. 6 is a thermal imager camera image showing a case where the thin film
도 8은 일 실시예에 따른 박막형 적외선 흡수체(100)의 Ti 금속 층(20) 및 MgF2 유전체 층(30)의 두께에 따른 적외선 흡수율을 나타낸 그래프이다. 이는 전술한 바와 같이, Ti 금속 층(20)의 두께가 10 nm, MgF2 유전체 층(30)의 두께가 320 nm인 경우에 적외선 흡수율이 가장 높다는 것을 실험적으로 나타낸다.8 is a graph showing the infrared absorptivity according to the thickness of the
이하에서는, 도 1a 내지 1c를 참조하여 일 실시예에 따른 적외선 흡수 부재의 제조 방법에 대하여 설명한다. 본 실시예에 따른 적외선 흡수 부재의 제조 방법으로서, 먼저 대상체에 부착될 박막형 적외선 흡수체를 제조하는 단계가 수행된다.Hereinafter, a method of manufacturing an infrared absorbing member according to an embodiment will be described with reference to FIGS. 1A to 1C. In the method of manufacturing the infrared absorbing member according to the present embodiment, first, a step of manufacturing a thin film infrared absorber to be attached to the object is performed.
박막형 적외선 흡수체를 제조하기 위하여, 기판 표면에 Ti를 증착하여 금속 층을 형성하는 단계가 수행된다(S10). 전술한 바와 같이, 상기 기판은 유리 재질의 기판 또는 Ge 기판일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 박막형 적외선 흡수체가 부착되는 대상체가 섬유인 경우, 상기 기판은 섬유에 부착될 수 있는 플렉서블(flexible)하고 스트레처블(stretchable)한 임의의 물질일 수 있다.In order to manufacture a thin film infrared absorber, Ti is deposited on the substrate surface to form a metal layer (S10). As described above, the substrate may be a glass substrate or a Ge substrate, but is not limited thereto. When the object to which the thin film infrared absorber is attached is a fiber, the substrate can be any flexible and stretchable material that can be attached to the fiber.
이어, 상기 금속 층 표면에 MgF2를 증착하여 유전체 층을 형성하는 단계가 수행된다(S20).Next, a step of depositing MgF 2 on the surface of the metal layer to form a dielectric layer is performed (S 20).
이어, 상기 Ti와 상기 MgF2의 증착을 복수 회 반복 수행하여, 상기 금속 층과 상기 유전체 층을 복층으로 형성함으로써 복수의 상기 금속 층 및 복수의 상기 유전체 층을 포함하는 박막형 적외선 흡수체를 형성하는 단계가 수행된다(S30)Forming a thin film infrared absorber including a plurality of the metal layers and the plurality of dielectric layers by repeating the deposition of the Ti and the MgF 2 a plurality of times to form the metal layer and the dielectric layer in a multi- Is performed (S30)
바람직하게는, 전술한 바와 같이 상기 Ti 및 MgF2는 각각 10 nm 및 320 nm의 두께를 가지며, 복층 구조는 10층으로 구성되고, 이 경우 가장 높은 적외선 흡수율을 가진다.Preferably, as described above, the Ti and MgF 2 have a thickness of 10 nm and 320 nm, respectively, and the multilayer structure has 10 layers, and in this case, has the highest infrared absorption rate.
이어, 상기 박막형 적외선 흡수체를 대상체에 부착하는 단계가 수행된다(S40).Next, a step of attaching the thin film type infrared absorber to a target object is performed (S40).
일 실시예에서, 상기 Ti 금속 층(20) 및/또는 MgF2 유전체 층(30)은 전자선 증착(Electron Beam Evaporation) 공법으로 증착될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In one embodiment, the
이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the present invention as defined by the following claims. You will understand.
본 발명의 실시예에 따른 박막형 적외선 흡수체는 비교적 간단한 공정으로 제조될 수 있지만, 종래의 적외선 흡수체에 비해 높은 효율을 가진다. 따라서 상기 설명한 바와 같이, 섬유에 적용하여 방한 의류를 제작하는 등 의류 산업 전반에 걸쳐 이용될 수 있으며, 열전소자에 적용하여 해당 분야에서 이용될 수 있다.The thin film infrared absorber according to the embodiment of the present invention can be manufactured by a relatively simple process, but has a higher efficiency than the conventional infrared absorber. Therefore, as described above, the present invention can be applied to the textile industry to manufacture cold clothes, and can be used throughout the clothing industry, and can be applied to thermoelectric devices and used in the field.
10: 기판
20: Ti 금속 층
30: MgF2 유전체 층
100: 박막형 적외선 흡수체
200: 대상체10: substrate
20: Ti metal layer
30: MgF 2 dielectric layer
100: Thin-film infrared absorber
200: object
Claims (14)
상기 대상체의 표면에 부착되어 적외선을 흡수하고 발생한 열 에너지를 상기 대상체로 전달하는 박막형 적외선 흡수체를 포함하되,
상기 박막형 적외선 흡수체는,
기판;
상기 기판상에 증착되는 Ti 금속 층; 및
상기 Ti 금속 층상에 증착되는 MgF2 유전체 층을 포함하고,
상기 Ti 금속 층 및 상기 MgF2 유전체 층은 교대로 복수 회 반복하여 증착되어 복층 구조를 가지는 것을 특징으로 하는, 적외선 흡수 부재.
Object; And
And a thin film type infrared absorber attached to a surface of the object to absorb infrared rays and transmit generated heat energy to the object,
The thin-film type infrared absorber may comprise,
Board;
A Ti metal layer deposited on the substrate; And
And a MgF 2 dielectric layer deposited on the Ti metal layer,
Wherein the Ti metal layer and the MgF 2 dielectric layer are alternately repeatedly deposited a plurality of times to have a multilayer structure.
상기 Ti 금속 층은 전자선 증착(Electron Beam Evaporation) 공법으로 증착되는 것을 특징으로 하는, 적외선 흡수 부재.
The method according to claim 1,
Wherein the Ti metal layer is deposited by an electron beam evaporation method.
상기 MgF2 유전체 층은 전자선 증착(Electron Beam Evaporation) 공법으로 증착되는 것을 특징으로 하는, 적외선 흡수 부재.
The method according to claim 1,
Wherein the MgF 2 dielectric layer is deposited by an electron beam evaporation method.
상기 Ti 금속 층 및 MgF2 유전체 층의 복층 구조는 10층인 것을 특징으로 하는, 적외선 흡수 부재.
The method according to claim 1,
Wherein the Ti metal layer and the MgF 2 dielectric layer have a multilayered structure of 10 layers.
상기 Ti 금속 층의 두께는 10 nm인 것을 특징으로 하는, 적외선 흡수 부재.
The method according to claim 1,
Wherein the thickness of the Ti metal layer is 10 nm.
상기 MgF2 유전체 층의 두께는 320 nm인 것을 특징으로 하는, 적외선 흡수 부재.
The method according to claim 1,
Infrared-absorbing member, characterized in that the thickness of the MgF 2 dielectric layer is of 320 nm.
상기 대상체는 섬유 또는 열전소자인 것을 특징으로 하는, 적외선 흡수 부재.
The method according to claim 1,
Wherein the object is a fiber or a thermoelectric element.
상기 금속 층 표면에 MgF2를 증착하여 유전체 층을 형성하는 단계;
상기 Ti와 상기 MgF2의 증착을 복수 회 반복 수행하여, 상기 금속 층과 상기 유전체 층을 복층으로 형성함으로써 복수의 상기 금속 층 및 복수의 상기 유전체 층을 포함하는 박막형 적외선 흡수체를 형성하는 단계; 및
상기 박막형 적외선 흡수체를 대상체에 부착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 적외선 흡수 부재의 제조 방법.
Depositing Ti on the substrate surface to form a metal layer;
Depositing MgF 2 on the surface of the metal layer to form a dielectric layer;
Forming the thin film infrared absorber including a plurality of the metal layers and the plurality of dielectric layers by repeating deposition of the Ti and MgF 2 a plurality of times to form the metal layer and the dielectric layer in a multilayer structure; And
And attaching the thin film infrared absorber to a target body.
상기 Ti는 전자선 증착(Electron Beam Evaporation) 공법으로 증착되는 것을 특징으로 하는, 적외선 흡수 부재의 제조 방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the Ti is deposited by an electron beam evaporation method.
상기 MgF2는 전자선 증착(Electron Beam Evaporation) 공법으로 증착되는 것을 특징으로 하는, 적외선 흡수 부재의 제조 방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the MgF 2 is deposited by an electron beam evaporation method.
상기 Ti와 상기 MgF2가 교대로 증착되어, 상기 금속 층과 상기 유전체 층이 10층을 이루는 것을 특징으로 하는, 적외선 흡수 부재의 제조 방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the Ti and MgF 2 are alternately deposited so that the metal layer and the dielectric layer form 10 layers.
상기 Ti는 10 nm의 두께로 증착되는 것을 특징으로 하는, 적외선 흡수 부재의 제조 방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the Ti is deposited to a thickness of 10 nm. ≪ RTI ID = 0.0 > 11. < / RTI >
상기 MgF2는 320 nm의 두께로 증착되는 것을 특징으로 하는, 적외선 흡수 부재의 제조 방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the MgF 2 is deposited to a thickness of 320 nm.
상기 대상체는 섬유 또는 열전소자인 것을 특징으로 하는, 적외선 흡수 부재의 제조 방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the object is a fiber or a thermoelectric element.
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| KR20200057607A (en) * | 2018-11-16 | 2020-05-26 | 한국과학기술연구원 | Micro-bolometer and method for manufacturing the same |
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