• 제목/요약/키워드: $Li_{4/3}Ti_{5/3}O_4$

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Dependence of the lithium ionic conductivity on the B-siteion substitution in $(Li_{0.5}La_{0.5})Ti_{1-x}M_xO_3$

  • Kim, Jin-Gyun;Kim, Ho-Gi
    • Electrical & Electronic Materials
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    • 제11권11호
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    • pp.9-17
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    • 1998
  • The dependence of the ionic conductivity on the B-site ion substitution in (Li0.5La0.5)Ti1-xMxO3 (M=Sn, Zr, Mn, Ge) system has been studied. Same valence state and various electronic configuration and ionic radius of Sn4+, Zr4+, Mn4+ and Ge4+(4d10(0.69$\AA$), 4p6(0.72$\AA$), 3d10(0.54$\AA$) and 3d3(0.54$\AA$), respectively) induced the various crystallographic variaton with substitutions. So it was possibleto investigate the crystallographic factor which influence the ionic conduction by observing the dependence of the conductivity on the crystallographic factor which influence the ionic conduction by observing the dependence of the conductivity on the crystallographic variations. We found that the conductivity increased with decreasing the radii of B-site ions or vice versa and octahedron distortion disturb the ion conduction. The reason for this reciprocal proportion of conductivity on the radius of B-site ions has been examined on the base of the interatomic bond strength change due to the cation substitutions. The results were good in agreement with the experimental results. Therefore it could be concluded that the interatomic bond strength change due to the cation substitutions may be the one of major factors influencing the lithium ion conductivity in perovskite(Li0.5La0.5) TiO3system.

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Low Temperature Sintering Properties of $(Ba_{1-X}Sr_x)TiO_3$ Ceramics Added $Li_2CO_3$ ($Li_2CO_3$가 첨가된 $(Ba_{1-X}Sr_x)TiO_3$의 저온소결 특성에 관한 연구)

  • Jeon, So-Hyun;Kim, In-Sung;Song, Jae-Sung;Min, Bok-Gi;Yoon, Jon-Do
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • 한국전기전자재료학회 2005년도 하계학술대회 논문집 Vol.6
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    • pp.303-304
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    • 2005
  • Add $Li_2CO_3$ to $(Ba_{0.6}Sr_{0.4})$ $TiO_3$ powder to lower sitering temperature in this research, made thick film by tape casting method. Investigated about sitering temperature and physical properties that added $Li_2CO_3$ Even if lower sitering temperature about $200^{\circ}C$ adding $Li_2CO_3$ 10wt.%, density was near to 5.7$g/cm^3$ that is theoretical values, and crystal structure examined as perobeuseukaiteu senior after sintering.

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A 1$\times$4 Integrated Optical Matrix Switch Using the Three Guided Couplers in a Ti:LiNbO$_3$ (Ti:LiNbO$_3$세 도파로 결합기를 이용하여 집적한 1$\times$4 광 매트릭스 스위치)

  • 변영래
    • Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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    • 한국광학회 1991년도 제6회 파동 및 레이저 학술발표회 Prodeedings of 6th Conference on Waves and Lasers
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    • pp.22-22
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    • 1991
  • 광의 병렬처리 능력을 잘 활용한 1$\times$4 매트릭스 스위치의 구조와 전극구조를 설계하고 스위치 특성을 조사하기 위하여 beam propagation method(BPM)를 이용하여 수치계산을 하였다. 기존의 매트릭스 스위치는 대부분의 경우 방향성 결합기를 스위치 element로 이용하여 왔으나 이 결합기는 소자의 길이가 길기 때문에 단일 LinBO3 웨이퍼상에 집적할 수 있는 매트릭스 스위치의 크기가 제한되는 단점이 있다. 본 연구에서는 두 도파로 사이에 세 번째 도파로를 삽입하여 두 도파로를 결합시키는 세 도파로 결합기를 스위치 element로 사용하여 세 개의 스위치 element를 LiNbO3기판위에 직렬로 집적시킨 1$\times$4 매트릭스 스위치를 구성하였다. 스위치 element와 1$\times$4 매트릭스 스위치를 구성하였다. 스위치 element와 1$\times$4 매트릭스 스위치의 특성을 BPM을 사용하여 수치계산할 때 단일 모드 도파로의 유효 굴절을 분포는 n(X) = nm + $\Delta$ncosh-2(2x/w)의 형태로 가정했으며, 사용된 파라미터의 값은 각각 nm=2.1455, $\Delta$n=0.003, W=5$mu extrm{m}$, d=5$\mu\textrm{m}$, λ=1.3$\mu\textrm{m}$ 이고 S-파라메터의 값은 0.95927이므로 단일 모드 도파로가 된다. 계산결과 스위치 element의 결합길이는 3810$\mu\textrm{m}$이며 도파로의 길이가 결합길이와 같을 때 전극에 인가된 전압에 의한 도파로의 굴절을 섭등의 함수로 출력광의 세기를 계산한 결과 스위칭 전압은 14.85volt이고 crosstalk는 -18.9dB였다. 이 스위치 element로 구성된 1$\times$4 매트릭스 스위치는 스위칭 전압을 세 개의 전극에 적절한 조합으로 인가함으로써 한 입력 도파로에 결합된 광이 내개의 출력 도파로중 한 도파로에 스위칭 된다. 한편 수치계산의 결과를 실험적으로 확인하기 위해 스위치 element와 1$\times$4 매트릭스 스위치를 z-cut의 LinbO3 결정에 Ti을 열확산시켜 제작한 소자의 스위칭 특성을 발표할 예정이다.

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Electrochemical Performance of Li4Ti5O12 with Graphene/CNT Addition for Lithium Ion Battery (리튬이온전지 음극활물질 Li4Ti5O12의 그래핀/CNT 첨가에 따른 전기화학적 특성)

  • Kim, Sang Baek;Na, Byung-Ki
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제55권3호
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    • pp.430-435
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    • 2017
  • $Li_4Ti_5O_{12}$ (LTO) is an anode material for lithium ion battery, and the cycle performance is very good. The volume change of LTO during insertion and deinsertion of lithium ion is very small, so the cyclibility is very high. In this experiment graphene and CNT was added to increase the low conductivity of LTO which is the weak point of LTO. When graphene was located on the surface of LTO the conductivity did not increase so much because of the nano size LTO. Addition of CNT increased the conductivity because of the formation of the conducting network between LTO particle and the graphene. Carbon material addition was changed before and after the LTO manufacturing, and the capacity and the cyclibility was compared.

Structural and Electrochemical Properties of Spin Coated LiCoO2 Cathode Thin Film in Lithium Secondary Batteries (스핀코팅법에 의한 리튬 2차전지용 산화물 양전극 LiCoO2 박막의 구조 및 전기화학적 특성에 대한 연구)

  • Gang, Seong-Gu;Yu, Gi-Cheon
    • Journal of the Korean Chemical Society
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    • 제50권3호
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    • pp.243-246
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    • 2006
  • The LiCoO2 thin films were prepared on the Pt/Ti/SiO2/Si substrate by spin coating using citrate sol. The citrate sol was spin-coated on substrate and dried at 380oC for 15 min. to evaporate the solvents and remove the organic materials. The as-deposited films were annealed at 750oC for 10 min. in air for crystallization. The X-ray diffraction patterns for the film have been indexed hexagonal system with space group R3m. The active area of LiCoO2 films for electrochemical test was about 11cm2. A Li foil and 1M LiClO4 in propylene carbonate(PC) and ethylene carbonate(EC) (1:1)were used as an anode and an electrolyte, respectively. The galvanostatic charge-discharge test was carried out at constant current density ranging from 5 A/cm2 in the voltage window between 4.2 and 3.0 V. The first discharge capacity of the film is 0.35Ah/cm2-m. The cycling behavior of the LiCoO2 film is also reported.

Dielectric and Piezoelectric Properties of Li-Substituted $(K_{0.5}Na_{0.5})(Nb_{0.96}Sb_{0.04})O_3$ Ceramics (Li 치환에 따른 $(K_{0.5}Na_{0.5})(Nb_{0.96}Sb_{0.04})O_3$ 세라믹스의 유전 및 압전 특성)

  • Seo, Byeong-Ho;Oh, Young-Kwang;Yoo, Ju-Hyun;Yoon, Hyun-Sang;Hong, Jae-Il
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • 한국전기전자재료학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.307-307
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    • 2010
  • 최근 유한연료의 고갈로 인해 세계 유가가 불안정 됨으로서 대체 에너지에 대한 연구가 많이 진행 되고 있다. 특히 압전 소자를 이용한 에너지 하베스팅은 압전 역효과를 이용한 것으로서 주변에서 무의미하게 버려지는 진동이나 바람, 열 에너지를 실 생활에 사용할 수 있는 전기 에너지로 변환할 수 있는 유망한 기술 중 하나이다. 이러한 에너지 하베스팅 기술은 일본과 같은 선진국에서 이미 지하철 및 일반 다리와 같이 진동이 극히 많은 곳에서 응용되고 있다. 이러한 에너지 하베스팅 기술을 응용 하려면 전압출력 계수($g_{33}$)가 높아야 한다. 이것은 압전 d 상수와 유전상수에 영향을 많이 받는 것으로 알려져 있다. 현재가지 응용되는 압전 하베스팅 조성은 Pb(Zr,Ti)$O_3$ (PZT)를 기초로한 세라믹이 응용되고 있다. Pb(Zr,Ti)$O_3$ (PZT) 세라믹은 Morpohotropic phase boundary(MPB)에서 전기기계 결합계수 (kp) 와 기계적 품질계수 (Qm) 이 각각 0.5와 500으로 우수한 특성을 나타낸다. 또한 큐리온도 (Tc) 도 $400^{\circ}C$로 온도 안정성 또한 높다. 하지만 $1000^{\circ}C$ 이상에서 소결하는 PbO는 소결 중 급격한 휘발로 환경적 오염 뿐 아니라 특성의 저하를 야기시킨다. 그래서 몇몇 나라에서는 그 사용을 제한하고 점차적으로 사용을 줄여 나가고 있는 동시에 PbO가 첨가되어 있지 않은 Lead-Free 세라믹의 연구가 많이 진행되고 있다. Lead-Free 세라믹 중 alkaline niobate를 기초로 한 페로브스카이트 구조의 ($Na_{0.5}K_{0.5})NbO_3$ (NKN) 은 PbO를 기초로 한 세라믹을 대체할 유망한 후보자 중 하나이다. 하지만 NKN세라믹의 K 성분의 조해성 및 고온에서의 휘발로 인해 일반 적인 소결 방법으로는 고밀도의 세라믹을 얻기 매우 어렵다. 그래서 Hot pressing, Hot forging, RTGG(Reactive Template Grain Growth), SPS(Spark plasma Sintering)와 같은 특별한 소결 법을 이용하거나 $K_8CuNb_4O_{23}$(KCN) 이나 $K_{5.4}Cu_{1.3}Ta_{10}O_{29}$(KCT) 등을 첨가하여 그 소결성을 향상 시키는 방법도 있다. 또한 압전 d상수를 향상 시키기 위해 $Nb_2O_5$나, $La_2CO_3$, $CeO_2$, $Li_2CO_3$ 등을 치환함으로써 압전 d상수를 향상 시켜 전압출력 계수를 높이는 연구 또한 많은 보고가 되어 있다. 특히 $Li_2CO_3$의 첨가는 일반 적인 소결 방법으로도 밀도의 조밀함을 향상 시켜 그에 따른 높은 유전율과 전기기계 결합계수, 압전 d상수를 가져 많은 연구가 되어지고 있다. 그래서 본 연구에서는 일반적인 ($K_{0.5}N_{0.5})_{1-x}Li_x(Nb_{0.96}Sb_{0.04})O_3$ + 0.2mol%$La_2O_3$ + 1.2mol%$K_8CuNb_4O_{23}$ 세라믹에 x(=Li) 치환에 따른 유전 및 압전특성을 조사하였다.

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RF Sputtered $SnO_2$, Sn-Doped $In_2O_3$ and Ce-Doped $TiO_2$ Films as Transparent Counter Electrodes for Electrochromic Window

  • 김영일;윤주병;최진호;Guy Campet;Didier Camino;Josik Portier;Jean Salardenne
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제19권1호
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    • pp.107-109
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    • 1998
  • The $SnO_2$, Sn-doped $In_2O+3\; and \;Ce-doped\; TiO_2$ films have been prepared by RF sputtering method, and their opto-electrochemical properties were investigated in view of the applicability as counter electrodes in the electrochromic window system. These oxide films could reversibly intercalate $Li^+$ ions owing to the nanocrystalline texture, but remained colorless and transparent. The high transmittance of the lithiated films could be attributed to the prevalence of the $Sn^{4+}/Sn^{2+}\; and\; Ce^{4+}/Ce^{3+}$ redox couples having 5s and 6s character conduction bands, respectively. For the Ce-doped $TiO_2$ film, $(TiO_2)_{1-x}(CeO_2)_x$, an optimized electrochemical reversibility was found in the film with the composition of x = 0.1.

Evaluation of Electrochemical Properties of Amorphous LLZO Solid Electrolyte Through Li2O Co-Sputtering (Li2O Co-Sputtering을 통한 비정질 LLZO 고체전해질의 전기화학 특성 평가)

  • Park, Jun-Seob;Kim, Jong-Heon;Kim, Hyun-Suk
    • Korean Journal of Materials Research
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    • 제31권11호
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    • pp.614-618
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    • 2021
  • As the size of market for electric vehicles and energy storage systems grows, the demand for lithium-ion batteries (LIBs) is increasing. Currently, commercial LIBs are fabricated with liquid electrolytes, which have some safety issues such as low chemical stability, which can cause ignition of fire. As a substitute for liquid electrolytes, solid electrolytes are now being extensively studied. However, solid electrolytes have disadvantages of low ionic conductivity and high resistance at interface between electrode and electrolyte. In this study, Li7La3Zr2O12 (LLZO), one of the best ion conducting materials among oxide based solid electrolytes, is fabricated through RF-sputtering and various electrochemical properties are analyzed. Moreover, the electrochemical properties of LLZO are found to significantly improve with co-sputtered Li2O. An all-solid thin film battery is fabricated by introducing a thin film solid electrolyte and an Li4Ti5O12 (LTO) cathode; resulting electrochemical properties are also analyzed. The LLZO/Li2O (60W) sample shows a very good performance in ionic conductivity of 7.3×10-8 S/cm, with improvement in c-rate and stable cycle performance.

Electrochemical Properties of LiNi1-yMyO2(M=Zn2+, Al3+, and Ti4+) Synthesized by Milling and Solid-State Reaction Method (기계적 혼합과 고상법에 의해 합성한 LiNi1-yMyO2(M=Zn2+, Al3+, and Ti4+)의 전기화학적 특성)

  • Kim, Hunuk;Youn, SunDo;Lee, Jaecheon;Park, HyeRyoung;Song, Myoungyoup
    • Journal of the Korean Ceramic Society
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    • 제42권5호
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    • pp.352-358
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    • 2005
  • By calcining at $750^{\circ}C$ for 30 h in $O_2$ stream after milling, $LiNi_{1-y}M_yO_2(M=Zn^{2+},\;Al^{3+}$, and $Ti^{4+}$, y = 0.005, 0.01, 0.025, 0.05, and 0.1) were synthesized and their electrochemical properties were investigated. All the samples had R3m structure. $LiNi_{1-y}Zn_yO_2$ (y = 0.025, 0.05, and 0.1) contained ZnO anuor $Li_2ZnO_2$ as impurities. Among the samples substituted with the same element, the samples with relatively large value of $I_{003}/I_{104}$ and the smallest R-factor had the largest first discharge capacity and good cycling performance. $LiNi_{0.975}A1_{0.025}O_2$ had the largest first discharge capacity (172.5 mAh/g) and good cycling performance (about $89.4\%$ of the first discharge capacity at the 20th cycle). This sample had the largest value of $I_{003}/I_{104}$ and the smallest R-factor among all the samples. In addition, the particles of this sample were finer and their size was more homogeneous than the other samples. $LiNi_{0.95}A1_{0.05}O_2$ had relatively large first discharge capacity 150.4 mAh/g and good cycling performance.

Geochemical Characteristics of Stream Sediments Based on Bed Rocks in the Naju Area, Korea (기반암에 따른 나주지역 하상퇴적물의 지구화학적 특성)

  • Park, Young-Seog;Kim, Jong-Kyun;Jung, Young-Hwa
    • Journal of the Korean earth science society
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    • 제27권1호
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    • pp.49-60
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    • 2006
  • The purpose of this study is to investigate geochemical characteristics for stream sediments in the Naju area. We collected 139 stream sediments samples from primary channels. Samples were dried slowly in the laboratory and chemical analysis was carried out using XRF. ICP-AES and NAA. In order to investigate geochemical characteristics, the geological groups categorized into granitic gneiss area, schist area, granite area, arenaceous rock area, tuff area, andesite area, and rhyolite area. Average contents of major elements for geological groups are $SiO_2\;58.37{\sim}66.06wt.%,\;Al_2O_3\;13.98{\sim}18.41wt.%,\;Fe_2O_3\;4.09{\sim}6.10wt.%,\;CaO\;0.54{\sim}1.33wt.%,\;MgO\;0.86{\sim}1.34wt.%,\;K_2O\;2.38{\sim}4.01wt.%,\;Na_2O\;0.90{\sim}1.32wt.%,\;TiO_2\;0.82{\sim}1.03wt.%,\;MnO\;0.09{\sim}0.15wt.%,\;P_2O_5\;0.11{\sim}0.18wt.%$. According to the comparison of average contents of major elements, $Al_2O_3\;and\;K_2O$ are higher in granitic gneiss area, $Fe_2O_3,\;CaO,\;P_2O_5$ are higher in tuff area, MgO and $TiO_2$ are higher in andesite area, $Na_2O_$ is higher in rhyolite area, $SiO_2$, and MnO are higher in arenaceous rock area. Average contents of minor and rare earth elements for geological groups are $Ba\;1278{\sim}1469ppm,\;Be\;1.1{\sim}1.5ppm,\;Cu\;18{\sim}25ppm,\;Nb\;25{\sim}37ppm,\;Ni\;16{\sim}25ppm,\;Pb\;21{\sim}28ppm,\;Sr\;83{\sim}155ppm,\;V\;64{\sim}98ppm,\;Zr\;83{\sim}146ppm,\;Li\;32{\sim}45ppm,\;Co\;7.2{\sim}12.7ppm,\;Cr\;37{\sim}76ppm,\;Cs\;4.8{\sim}9.1ppm,\;Hf\;7.5{\sim}25ppm,\;Rb\;88{\sim}178ppm,\;Sc\;7.7{\sim}12.6ppm,\;Zn\;83{\sim}143ppm,\;Pa\;11.3{\sim}37ppm,\;Ce\;69{\sim}206ppm,\;Eu\;1.1{\sim}1.5ppm,\;Yb\;1.8{\sim}4.4ppm$. According to the comparison of average contents of minor and rare earth elements for geological groups, Pb, Li, Cs, Hf, Rb, Sb, Pa, Ce, Eu, and Yb are higher in granitic gneiss area; Ba, Co, and Cr in schist area; Nb, Ni, and Zr in arenaceous rock area; Sr in tuff area: and Be, Cu, V, Sc, and Zn are such in andesite area.