• 한국결정성장학회지
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• 제28권2호
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• pp.69-73
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• 2018

$100^{\circ}C$에서 0.03 M $FeCl_3$ 용액을 이용하여 수열법으로 제조한 80~90 nm의 ${\alpha}-Fe_2O_3$ 나노크기 입자의 결정 성장이 유연 frit 및 무연 frit에서 조사되었다. 두 종류의 frit 내에 있는 나노사이즈 ${\alpha}-Fe_2O_3$ 입자를 $800^{\circ}C$로 가열하였고 frit 내의 ${\alpha}-Fe_2O_3$ 입자의 평균 입경이 각각 200~210 nm과 150~160로 증가했다. 또한 ${\alpha}-Fe_2O_3$의 응집과 소결로 인해 결정 성장이 촉진된다는 사실도 확인되었다. 직경이 100 nm를 초과하는 큰 입자의 형성 비는 무연 frit에서 54 %, Pb가 함유된 유연 frit에서는 85 %였다. $800^{\circ}C$에서 frits 내에 있는 ${\alpha}-Fe_2O_3$ 입자를 가열함으로써, 평균 직경 7~9 nm의 기공이 ${\alpha}-Fe_2O_3$ 입자 내에 형성되었다. 이들 기공은 원래의 ${\alpha}-Fe_2O_3$ 입자 내의 한층 더 미세한 기공들로 구성된 다공성 구조에서 유래되었고, 소결 중 이들 미세 기공들은 입자에 갇혀있는 상태에서 서로 결합하여 7~9 nm의 기공 크기로 성장하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제56권6호
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• pp.819-825
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• 2018

본 연구는 ${\alpha}-Fe_2O_3$ 중공입자로 구성된 다공성 1차원 나노구조체를 전기방사 공정 및 두단계의 후 열처리 과정을 통해 주형법과 커켄달 효과를 동시 적용하여 합성했다. 열처리 과정 중, 수 nm의 치밀한 Fe 금속입자는 커켄달 효과에 의해 중공구조를 갖는 ${\alpha}-Fe_2O_3$ 입자로 최종 변환되었다. 또한, 전기방사 용액에 첨가한 PS 나노비드는 첫 열처리 과정 중 분해되어 구조체 내 수많은 기공을 형성, 환원 및 산화를 위한 가스들이 구조체 내부로 원활히 침투될 수 있는 역할을 했다. 최종 생성물인 ${\alpha}-Fe_2O_3$ 중공입자로 구성된 다공성 1차원 구조체를 리튬 이차전지의 음극활물질로 적용한 결과, $1.0A\;g^{-1}$의 높은 전류밀도에도 불구하고 30 사이클 후 $776mA\;h\;g^{-1}$의 높은 방전 용량을 나타냈다. 이와 같은 우수한 리튬 저장특성은 본 구조체를 구성하는 중공형 ${\alpha}-Fe_2O_3$ 입자와 입자들 사이의 나노기공으로부터 기인한 결과이다. 본 연구에서 제안한 중공 입자로 구성된 다공성 1차원 나노구조체 합성 방법은 다양한 전이금속 화합물 조성에 적용 가능하므로 에너지 저장 분야를 포함한 여러 분야에 응용 가능하다.

• 한국표면공학회지
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• 제49권1호
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• pp.69-74
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• 2016

In order to investigate the effect of NiO on the ethanol gas sensing performance of ${\alpha}-Fe_2O_3$ nanoparticles, NiO and ${\alpha}-Fe_2O_3$ nanoparticles are synthesized by hydrothermal method. The sensor with ${\alpha}-Fe_2O_3$ and NiO nanoparticles mixed at an optimum ratio of 7:3 showed 3.8 times improved sensing performance for 200ppm ethanol gas at $200^{\circ}C$. The enhanced gas sensing performance can be considered to be caused by pn heterojunction at the grain boundaries of ${\alpha}-Fe_2O_3$ and NiO nanopartcles.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2004년도 추계학술대회
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• pp.1162-1165
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• 2004

Size and crystalline phase changes of $Fe_{2}O_{3}$ nanoparticles formed in a $H_{2}/O_{2}$ flame have been investigated. At flame temperatures below $1350^{\circ}C$, the mean particle size increased monotonously with the distance from the burner edge; but in high-temperature flames above $1650^{\circ}C$, it suddenly decreased from 20 nm to ${\sim}3$ nm with the distance from the burner edge. The results of X-ray diffraction and HRTEM showed that this sudden reduction of the size of nanoparticles was accompanied by a partial phase transformation from ${\gamma}$-$Fe_{2}O_{3}$ into ${\alpha}$-$Fe_{2}O_{3}$. We suggest the structural instability due to ${\gamma}-$ to ${\alpha}-phase$ transformation as a mechanism for a rapid fragmentation of 20 nm particles into 3 nm ones.

• 한국자기학회지
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• 제14권5호
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• pp.169-173
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• 2004

$\alpha$-F $e_2$ $O_3$, 나노 입자를 균일한 크기로 제조하여 Morin 전이 온도( $T_{M}$)를 전 후로 스핀의 변화에 관하여 연구하였다. X-선 회절 분석과 입도분포 측정을 통하여 입자는 80nm정도의 매우 군일한 크기 분포를 하고 있음을 확인하였다. Mossbauer 분광기를 통하여 4.2K에서부터 실내온도까지 여러 온도 범위에 걸쳐 측정한 결과 입자의 크기에 따라 $T_{M}$온도가 변화되었고 스핀의 상태 역시 달라졌다. $T_{M}$은 $b_{ulk}$상태에서 265 K의 값을 가지고 있으나 입자의 크기가 작아질수록 낮아지고, 임계 크기 이하에서는 전이가 전혀 일어나지 않는다. 80nm크기의 입자에서, 스핀의 방향은 $T_{M}$ 이상의 온도에서는 정상적으로 hexagonal구조의 c축에 90$^{\circ}$ 이루고 있으나 $T_{M}$ 이하의 온도에서는 c 축에 나란하지 않고 일정한 각(28$^{\circ}$～29$^{\circ}$)을 유지하는데, 이 방향은 rhombohedral구조의 [110]에 해당하는 것으로 지금까지 알려진 0$^{\circ}$와 90$^{\circ}$사이의 스핀 전이와는 다른 모습을 보여주고 있다.

• 한국자기학회지
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• 제16권1호
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• pp.28-33
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• 2006

[ $Bi_{2/3}La_{1/3}FeO_3$ ]분말을 졸-겔법을 이용하여 제조하였다. 결정학적 및 자기적 성질을 열분석장치(TG-DTA), x-선 회절분석기(XRD), 주사전자현미경(SEM) 및 Mossbauer분광기를 이용하여 연구하였다. $Bi_{2/3}La_{1/3}FeO_3$ 단일상은 $600^{\circ}C$에서 3시간 동안 공기 중에서 열처리하여 얻을 수 있었으며, x-선 회절분석 결과 $Bi_{2/3}La_{1/3}FeO_3$ 분말은 rhombohedral 형태로 변형된 단순 perovskite 구조를 가졌으며 이때 격자상수 $=3.985\pm0.0005{\AA},\;\alpha=89.5^{circ}$이었다. Mossbauer스펙트럼 분석결과 $Bi_{2/3}La_{1/3}FeO_3$의 Neel온도는 $680\pm3K$임을 알 수 있었다. $Bi_{2/3}La_{1/3}FeO_3$의 이성질체이동 값은 0.27mm/s 값을 가졌으며, 이는 $Bi_{2/3}La_{1/3}FeO_3$.의 Fe 이온이 가지는 이온가는 $Fe^{3+}$의 high spin상태임을 보여주었다. $Bi_{2/3}La_{1/3}FeO_3$의 결정내의 Debye 온도는 $305\pm5K$ 평균 초미세 자기장 $H_{hf}(T)$는 $T/T_N<0.7$영역에서 $[H_{hf}(T)-H_{hf}(0)]/H_{hf}(0)=-0.42(T/T_N)^{3/2}-0.13(T/T_N)^{5/2}$로 spin wave가 결정 내에서 잘 여기 됨을 알 수 있었다.