• 제목/요약/키워드: $SiO_2/Ag$ core-shell

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SiO2/Ag 코어-쉘 나노입자의 합성 및 전도성 페이스트 적용 (Synthesis of SiO2/Ag Core-shell Nanoparticles for Conductive Paste Application)

  • 심상보;한종대
    • 공업화학
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    • 제32권1호
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    • pp.28-34
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    • 2021
  • SiO2/Ag 코어-쉘 나노입자를 수정된 Stöber 공정법과 물/dodecylbenzenesulfonic acid (DDBA)/cyclohexane의 역 미셀에서 acetoxime을 환원제로 사용하는 역 미셀 방법을 상호 조합하여 합성하였다. SiO2/Ag 코어-쉘은 UV-visible spectroscopy, XRD, SEM 및 TEM을 사용하여 구조, 형태 및 크기를 조사하였다. SiO2/Ag 코어-쉘의 나노입자 크기는 [물]/[DDBA]의 몰비(WR)의 값을 조절하여 제어할 수 있었다. SiO2/Ag 코어-쉘의 크기와 다분산성은 WR 값이 증가함에 따라 증가하였다. 비정질 SiO2 나노입자 위에 생성된 Ag 나노입자는 430 nm에서 강한 표면 플라즈몬 공명 (SPR) 피크를 나타내었다. SPR 피크는 나노입자 크기의 증가에 따라 장파장으로의 적색 이동을 나타내었다. 합성된 SiO2/Ag 코어-쉘을 분산시켜 70 wt% 조성의 전도성 페이스트를 제조하고, 스크린 인쇄법으로 PET 필름에 코팅하여 전도성을 조사하였다. SiO2/Ag 코어-쉘 페이스트로 코팅된 필름은 상용 Ag 페이스트에 비하여 높은 460~750 µΩ/sq 영역의 표면저항을 나타내었다.

리튬 배터리 음극용 SiO2 코어 쉘을 갖춘 나노 다공성 실리콘 입자 제조 (Fabrication of Nano Porous Silicon Particle with SiO2 Core Shell for Lithium Battery Anode)

  • 심보림;김은하;임현민;김원진;김우병
    • 한국재료학회지
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    • 제34권7호
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    • pp.370-376
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    • 2024
  • In this study, we report significant improvements in lithium-ion battery anodes cost and performance, by fabricating nano porous silicon (Si) particles from Si wafer sludge using the metal-assisted chemical etching (MACE) process. To solve the problem of volume expansion of Si during alloying/de-alloying with lithium ions, a layer was formed through nitric acid treatment, and Ag particles were removed at the same time. This layer acts as a core-shell structure that suppresses Si volume expansion. Additionally, the specific surface area of Si increased by controlling the etching time, which corresponds to the volume expansion of Si, showing a synergistic effect with the core-shell. This development not only contributes to the development of high-capacity anode materials, but also highlights the possibility of reducing manufacturing costs by utilizing waste Si wafer sludge. In addition, this method enhances the capacity retention rate of lithium-ion batteries by up to 38 %, marking a significant step forward in performance improvements.

Numerical Study of Polarization-Dependent Emission Properties of Localized-Surface-Plasmon-Coupled Light Emitting Diodes with Ag/SiO2 Na

  • Moon, Seul-Ki;Yang, Jin-Kyu
    • Journal of the Optical Society of Korea
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    • 제18권5호
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    • pp.582-588
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    • 2014
  • We study polarization-dependent spontaneous emission (SE) rate and light extraction efficiency (LEE) in localized-surface-plasmon (LSP)-coupled light emitting diodes (LEDs). The closely packed seven $Ag/SiO_2$ core-shell (CS) nanoparticles (NPs) lie on top of the GaN surface for LSP coupling with a radiated dipole. According to the dipole direction, both the SE rate and the LEE are significantly modified by the LSP effect at the $Ag/SiO_2$ CS NPs when the size of Ag, the thickness of $SiO_2$, and the position of the dipole source are varied. The enhancement of the SE rate is related to an induced dipole effect at the Ag, and the high LEE is caused by light scattering with an LSP mode at $Ag/SiO_2$ CS NPs. We suggest the optimum position of the quantum well (QW) in blue InGaN/GaN LEDs with $Ag/SiO_2$ CS NPs for practical application.

SYNTHESIS OF SILICA-COATED Au WITH Ag, Co, Cu, AND Ir BIMETALLIC RADIOISOTOPE NANOPARTICLE RADIOTRACERS

  • Jung, Jin-Hyuck;Jung, Sung-Hee;Kim, Sang-Ho;Choi, Seong-Ho
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제44권8호
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    • pp.971-976
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    • 2012
  • Silica-coated Au with Ag, Co, Cu, and Ir bimetallic radioisotope nanoparticles were synthesized by neutron irradiation, after coating $SiO_2$ onto the bimetallic particles by the sol-gel St$\ddot{o}$ber process. Bimetallic nanoparticles were synthesized by irradiating aqueous bimetallic ions at room temperature. Their shell and core diameters were recorded by TEM to be 100 - 112 nm and 20 - 50 nm, respectively. The bimetallic radioisotope nanoparticles' gamma spectra showed that they each contained two gamma-emitting nuclides. The nanoparticles could be used as radiotracers in petrochemical and refinery processes that involve temperatures that would decompose conventional organic radioactive labels.

광전자 소자 응용을 위한 수직 정렬된 ZnO Nanorod Array를 이용한 계층 나노구조

  • 고영환;유재수
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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    • pp.126-126
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    • 2011
  • 수직으로 정렬된 1차원 ZnO nanorod arrays (NRAs)는 효율적인 반사방지 특성의 기하학적 구조를 갖고 있어, 크기와 모양 그리고 정렬형태의 다양한 설계를 통해 빛의 흡수율과 광 추출효율을 증가시켜 광전소자 및 태양광 소자의 성능을 향상시킬 수 있으며, 최근 이러한 연구에 대한 관심이 집중되고 있다. 본 연구에서는 ZnO NRAs의 넓은 표면적과 불연속적인 독특한 표면을 활용하여 광학적 특성을 효과적으로 개선하였다. 실험을 위해, thermal evaporator를 사용하여 Au와 Ag 그리고 e-beam evaporator를 사용하여 $SiO_2$를 ZnO NRAs 표면에 여러 가지 조건으로 증착하여, 독특한 계층 나노구조의 형성과 광학적 특성을 관찰하였다. 표면 roughness가 큰 FTO/glass 위에 수열합성법을 통해 끝이 뾰족하고, 비스듬히 정렬된 ZnO nano-tip array에 Au를 증착할 경우 ZnO/Au core/shell 구조가 형성되며, Au의 광 흡수율이 매우 크게 증가함을 관찰할 수 있었다. 반면 flat한 표면위에 빽빽하게 수직으로 정렬된 ZnO NRAs를 성장시켜 그 위에 Ag를 증착할 경우, evaporated Ag flux가 ZnO nanorod의 사이에 scattered 되어 ZnO nanorod 기둥의 측면에 직경이 50 nm 이하인 nanoparticles이 decorated 되어 국소표면플라즈몬 현상이 관찰되었으며, 이러한 효과를 통해 입사되는 빛의 흡수율을 효과적으로 증가시킬 수 있었다. 또한, ZnO NRAs의 표면에 $SiO_2$를 e-beam evaporator를 이용하여 증착할 경우, 자연적으로 vapor flux와 ZnO nanorod 사이에 oblique angle이 $80^{\circ}$ 이상으로 증가하여 $SiO_2$ nanorods가 자발적으로 형성되어 ZnO/$SiO_2$ branch 계층형태의 나노구조를 제작할 수 있었다. 이러한 구조는 유효 graded refractive index profile로 인해 기존의 ZnO NRAs보다 개선된 반사방지 특성을 나타냈다. 이러한 계층 나노구조의 광학적 특성을 시뮬레이션을 통해 이론적으로 분석을 통해 광전자 소자의 성능의 개선에 대한 적용 가능성을 조사하였다.

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Preparation and Characterization of Silver Nanoparticles Embedded in Silica Sol Particles

  • Kang, Byung-Kyu;Son, Dong-Min;Kim, You-Hyuk
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제32권10호
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    • pp.3707-3711
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    • 2011
  • Silver nanoparticles coated with silica can be obtained by the reduction of $AgNO_3$ with hydrazine in the presence of NaOH-stabilized, active silicic acid (polysilicic acid). The size of the silver nanoparticles and the silica shell thicknesses were affected by varying the hydrazine content, the active silicic acid content and the experimental method (e.g. hydrothermal method). Typically, silver nanoparticles sized around 40 nm were aggregated, connected by silica. The presence of peaks centered around 400 nm in UV-vis spectra corresponds to the surface plasmon resonance of silver nanoparticles. The size of the aggregated silver nanoparticles increased with increasing hydrazine concentration. Under hydrothermal conditions at $150^{\circ}C$ the formation of individual silica particles was observed and the sizes of the silver nanoparticles were reduced. The hydrothermal treatment of silver nanoparticles at $180^{\circ}C$ gives a well-defined Ag@$SiO_2$ core-shell in aggregated silica sol particles. The absorption band observed at around 412 nm were red-shifted with respect to the uncoated silver nanoparticles (${\lambda}_{max}$ = 399 nm) due to the larger refractive index of silica compared to that of water. The formation of silver nanoparticles coated with silica is confirmed by UV-visible absorption spectra, transmission electron microscopy (TEM) and energy-dispersive spectroscopy (EDS) data.