• 청정기술
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• 제24권1호
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• pp.77-84
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• 2018

리튬이온전지의 음극활물질로 사용되는 $Li_4Ti_5O_{12}$를 건식 볼밀법으로 합성하였고, $Li_4Ti_5O_{12}$의 전기화학적 특성을 향상시키기 위하여 탄소소재인 polyvinyl chloride (PVC)를 첨가하였다. PVC는 $Li_4Ti_5O_{12}$를 합성하고 난 후에 첨가하였을 때 스피넬 구조를 갖는 물질이 잘 합성되었음을 X-ray diffraction (XRD) 실험으로 확인하였다. 합성하기 전에 탄소재를 첨가하여 열처리를 한 경우에는 탄소재가 미량 첨가되더라도 다른 결정구조의 물질이 합성되는 것을 확인할 수 있었다. 탄소재를 첨가하지 않은 $Li_4Ti_5O_{12}$의 경우 전기전도도 값이 약 $10{\mu}S\;m^{-1}$으로 부도체에 가까운 매우 작은 값을 보였다. 탄소를 첨가함에 따라서 전기전도도가 크게 향상되었으며, 압력을 증가시킬 경우에 최대 10,000배 이상 증가되었다. Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) 분석결과 탄소를 첨가할 경우 저항에 해당하는 반원의 크기가 감소하였으며, 이는 전극내의 저항이 감소하였음을 보여준다. Cyclic voltammetry (CV) 분석에 의하면 탄소를 첨가할 경우에 산화피크와 환원피크의 전위차가 줄어 들었으며, 이는 리튬이온의 삽입과 탈리의 속도가 증가하였음을 의미한다. PVC를 9.5 wt% 첨가한 물질의 경우, 0.2 C-rate에서 $180mA\;h\;g^{-1}$, 0.5 C-rate에서 $165mA\;h\;g^{-1}$, 5C-rate에서 $95.8mA\;h\;g^{-1}$의 용량을 나타냄으로써 우수한 출력 특성을 보여주었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.399-399
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• 2013

Metal silicides는 Si 기반의microelectronic devices의 interconnect와 contact 물질 등에 사용하기 위하여 그 형성 mechanism과 전기적 특성에 대한 연구가 많이 이루어지고 있다. 이 중 Rare-earth(RE) silicides는 저온에서 silicides를 형성하고, n-type Si과 낮은 Schottky Barrier contact (~0.3 eV)을 이룬다. 또한 낮은 resistivity와 Si과의 작은 lattice mismatch, 그리고 epitaxial growth의 가능성, 높은 thermal stability 등의 장점을 갖고 있다. RE silicides 중 ytterbium silicide는 가장 낮은 electric work function을 갖고 있어 n-channel schottky barrier MOSFETs의 source/drain으로 주목받고 있다. 또한 Silicon 기반의 CMOSFETs의 성능 향상 한계로 인하여 germanium 기반의 소자에 대한 연구가 이루어져 왔다. Ge 기반 FETs 제작을 위해서는 낮은 source/drain series/contact resistances의 contact을 형성해야 한다. 본 연구에서는 저접촉 저항 contact material로서 ytterbium germanide의 가능성에 대해 고찰하고자 하였다. HRTEM과 EDS를 이용하여 ytterbium germanide의 미세구조 분석과 면저항 및 Schottky Barrier Heights 등의 전기적 특성 분석을 진행하였다. Low doped n-type Ge (100) wafer를 1%의 hydrofluoric (HF) acid solution에 세정하여 native oxide layer를 제거하고, 고진공에서 RF sputtering 법을 이용하여 ytterbium 30 nm를 먼저 증착하고, 그 위에 ytterbium의 oxidation을 방지하기 위한 capping layer로 100 nm 두께의 TiN을 증착하였다. 증착 후, rapid thermal anneal (RTA)을 이용하여 N2 분위기에서 $300{\sim}700^{\circ}C$에서 각각 1분간 열처리하여 ytterbium germanides를 형성하였다. Ytterbium germanide의 미세구조 분석은 transmission electron microscopy (JEM-2100F)을 이용하였다. 면 저항 측정을 위해 sulfuric acid와 hydrogen peroxide solution (H2SO4:H2O2=6:1)에서 strip을 진행하여 TiN과 unreacted Yb을 제거하였고, 4-point probe를 통하여 측정하였다. Yb germanides의 면저항은 열처리 온도 증가에 따라 감소하다 증가하는 경향을 보이고, $400{\sim}500^{\circ}C$에서 가장 작은 면저항을 나타내었다. HRTEM 분석 결과, deposition 과정에서 Yb과 Si의 intermixing이 일어나 amorphous layer가 존재하였고, 열처리 온도가 증가하면서 diffusion이 더 활발히 일어나 amorphous layer의 두께가 증가하였다. $350^{\circ}C$ 열처리 샘플에서 germanide/Ge interface에서 epitaxial 구조의 crystalline Yb germanide가 형성되었고, EDS 측정 및 diffraction pattern을 통하여 안정상인 YbGe2-X phase임을 확인하였다. 이러한 epitaxial growth는 면저항의 감소를 가져왔으며, 열처리 온도가 증가하면서 epitaxial layer가 증가하다가 고온에서 polycrystalline 구조의 Yb germanide가 형성되어 면저항의 증가를 가져왔다. Schottky Barrier Heights 측정 결과 또한 면저항 경향과 동일하게 열처리 증가에 따라 감소하다가 고온에서 다시 증가하였다.

• 한국재료학회지
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• 제10권4호
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• pp.295-300
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• 2000

반응성 이온 식각과 산화막을 이용한 첨예화 공정을 통하여 균일한 실리콘 팁 어레이를 제작한 후, 그 위에 Pd을 증착하여, Pd 코팅이 전계 방출특성에 미치는 영향에 대해 조사하였다. 어레이에 존재하는 표면 산화막을 제거한 후의 전계 방출 특성의 향상은 매우 작았으나, $100{\AA}$의 Pd을 코팅한 후에는 30V의 구동전압이 감소하는 등 전계 방출특성이 크게 향상되었다. 이는 Pd 코팅에 의해 팁의 표면 거칠기가 증가하고, 전자가 방출되는 팁 끝부분의 반경이 감소하였기 때문이다. 한편 Pd을 코팅한 에미터는 높은 방출 전류 영역에서 우수한 동작 안전성을 보였다. 이를 통하여 Pd이 코팅된 실리콘 에미터가 고온에서의 동작과 표면안정성에서 우수한 특성을 보임을 알 수 있었다.

• 한국진공학회지
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• 제20권3호
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• pp.211-216
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• 2011

본 연구에서는 수열합성법으로 성장시킨 정렬된 산화아연 나노로드의 성장온도에 따른 구조적, 광학적 특성이 조사되었다. Zinc nitrate ($Zn(NO_3)_2$)와 hexamethylenetetramine가 전구체로 사용되었으며 40 nm 두께의 산화아연 버퍼막이 증착된 실리콘 (100) 기판이 사용되었다. 산화아연 나노로드는 $55^{\circ}C$에서 $115^{\circ}C$까지의 성장 온도에서 40 nm 산화아연 버퍼레이어 위에 성장되었다. 결과 분석을 위하여 FE-SEM, XRD, PL 방법 등이 사용되었다. 분석 결과, 잘 정렬된 산화아연 나노로드가 모든 샘플에서 관찰되었다. $95^{\circ}C$ 이하의 증착 온도에서 성장된 산화아연 나노로드의 끝부분은 평평하였으며, $115^{\circ}C$의 증착 온도에서 성장된 산화아연 나노로드의 끝부분은 날카로운 바늘모양의 형태를 나타내었다. 또한 $115^{\circ}C$의 증착 온도에서 비평형 성장때문에 엉킨 나노 구조물이 부분적으로 생성되었다. 성장 온도는 산화아연의 구조적, 광학적 특성에 영향을 미칠 수 있다. 구조적 특성의 경우 성장 온도가 $75^{\circ}C$까지 증가함에 따라 XRD (002) 피크 세기가 증가했고, 성장온도가 $115^{\circ}C$까지 계속적으로 증가함에 따라 피크의 크기는 다시 감소하였다. 광학적 특성에서는, 성장 온도가 증가함에 따라 가시광선 영역 피크 세기에 대한 UV 피크 세기 비율이 증가하였고, $95^{\circ}C$의 성장온도에서는 가장 큰 UV 피크의 세기를 얻을 수 있었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제19권2호
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• pp.89-97
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• 1986

영남지역(嶺南地域)에 분포(分布)된 단구지토양(段丘地土壤)의 특성(特性)과 생성(生成)을 구명(究明)하기 위하여 영천(永川)(내륙(內陸)) 및 영일(迎日) (해안(海岸))지역(地域)에서 대표적(代表的)인 단구군(段丘群)을 선정(選定)하여 1, 2차광물(次鑛物)의 조성(助成)과 특성(特性)을 토양생성(土壤生成)과 연관시켜 분석(分析)하여 본 결과(結果)는 다음과 같다. 1. 단구퇴적물(段丘堆積物)의 중세사(中細砂)에 함유(含有)된 중광물(重鑛物)은 5% 이하(以下)이었으나 모재(母材)의 불연속성(不連續性)이 예상되는 토층(土層)에서는 9.8~16.2%로 높았고 경험물(輕驗物) 중(中) 장석류(長石類)의 함량(含量)은 영천지역(永川地域)에서 높은 반면(反面)에 석영(石英)은 영일지역(迎日地域)에서 높았으며 석영(石英)/장석비(長石比)도 모재(母材)의 불연속예상토층(不連續豫想土層)은 단구퇴적물(段丘堆積物)과 구분(區分)되었다. 2. 풍화잔사물(風化殘渣物)의 성숙도지수는 영천지역(永川地域)이 76.7~29.9이었으며 영일지역(迎日地域)은 85.6~67.2로서 고위단구(高位段丘) 일수록 높은 경향이었다. 3. 점토(粘土)의 규반비(珪礬比)는 1.93~2.65로서 낮았고, $Al_2O_2/TiO_2$비(比)와 $Fe_2O_3/Al_2O_3$비(比)를 기준(基準)한 모재(母材)는 산성암류(酸性岩類)에 속하였고 모재(母材)의 불연속성(不連續性)도 구별(區別)되었다. 4. X-선회절분석(線回折分析) 및 시차열분석(示差熱分析)에 의한 점토광물(粘土鑛物)은 Kaolin 및 Illite가 주광물(主鑛物)이었고 일부(一部)는 Vermiculite 및 Vermiculite-Illite중간형광물(中間型鑛物) 등(等)이었으며 모재(母材)의 불연속성(不連續性)이 예상(豫想)되는 영천(永川)의 반천통기층(盤泉統基層)에서는 Kaolin함량(含量)이 증가(增加)되었고 영일(迎日)의 우평통기층(牛坪統基層)에서는 Montmorin계광물(系鑛物)이 다량(多量) 검출(檢出)되는 등(等)으로 단구퇴적물(段丘堆績物)과 구별(區別)되었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제16권3호
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• pp.210-222
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• 1983

다요인조절개염하(多要因調節槪念下)에서 수도작(水稻作)에 대(對)한 요소시비시(尿素施肥時) N성분적량(成分適量)을 여측(予測)하는 모형식(模型式)에 관여(關與)하는 이앙재배전(移秧栽培前) 경토화학성분요인(耕土化學成分要因)은 유효규산함량(有效珪酸含量) ppm(X)과 유기물함량(有機物含量)% (Z)비(比)인 X/Z비(比)와 상대가리(相對加里) 활성도비(活性度比)인 Kas/kai이였다. 여측모형식(予測模型式) $NRe=(58.5+0.647x/z){\cdot}F$에서 F는 품종(品種), 기상(氣象) 및 토양조건(土壤條件)에 따라 변동(變動)되는 생산성(生産性) 요인(要因)이라고 정의(定義)하였으며 이 값은 경토중(耕土中) X/Z값보다는 상대가리활성도비(相對加里活性度比)인 Kas/kai의 함수관계식(函數關係式) Fb=.65+1.086Kas/kai에서 여측(予測)함이 보다 합리적(合理的)임을 밝혔다. 이 식(式)의 Kas는 경토중(耕土中) 치환성염기함량(置換性鹽基含量)에서 산출(算出)되는 가리활성도비(加里活性度比)이며 Kai는 표준품종(標準品種)인 진흥(振興)에 대(對)한 리상가리활성도비(理想加里活性度比)로서 기보고(旣報告)(박(朴) 1975)에서와 같이 Kai=0.03+0.00083X/Z에서 산출(算出)한다. 상대가리활성도비(相對加里活性度比)는 Kas=Kai가 되게 조절(調節)하기 위(爲)해서 1.0이 되어야 하는 값이나 품종군별(品種群別)로 차이(差異)가 있어 우리나라에서 재배(栽培)되는 인도형(印度型)과 일본형교잡종(日本型交雜種)인 밀양(密陽) 23호(號)에서는 1.63, 비율빈(比律賓)에서 재배(栽培)되는 인도형품종군(印度型品種群)인 IR8, 20, 36 및 42등(等)에서는 공통적(共通的)으로 0.322가 됨을 밝혔고 가리시비적양여측(加里施肥適量予測)에 활용(活用)할 수 있는 각품종별(各品種別) 리상가리활성도비(理想加里活性度比) $Kai_1$ 및 $Kai_2$는 인도형${\times}$일본형(印度型${\times}$日本型) 교잡종(交雜種) 및 인도형품종군(印度型品種群)에 대(對)하여 각각(各各) 다음 함수관계식(函數關係式)에서 추정(推定)할 수 있음을 밝혔다. $\\Kai_1=0.0489+0.001353X/Z\\Kai_2=0.01+0.000267X/Z$.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제26권11호
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• pp.1653-1668
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• 2005

Assembly of hybrid mesophases through the combination of amphiphilic block copolymers, acting as structuredirecting agents, and silicon sources using low acid catalyst concentration regimes is a versatile strategy to produce large quantities of high-quality ordered large-pore mesoporous silicas in a very reproducible manner. Controlling structural and textural properties is proven to be straightforward at low HCl concentrations with the adjustment of synthesis gel composition and the option of adding co-structure-directing molecules. In this account, we illustrate how various types of large-pore mesoporous silica can easily be prepared in high phase purity with tailored pore dimensions and tailored level of framework interconnectivity. Silica mesophases with two-dimensional hexagonal (p6mm) and three-dimensional cubi (Fm$\overline{3}$m, Im$\overline{3}$m and Ia$\overline{3}$d) symmetries are generated in aqueous solution by employing HCl concentrations in the range of 0.1−0.5 M and polyalkylene oxide-based triblock copolymers such as Pluronic P123 $(EO_{20}-PO_{70}-EO_{20})$ and Pluronic F127 $(EO_{106}-PO_{70}-EO_{106})$. Characterizations by powder X-ray diffraction, nitrogen physisorption, and transmission electron microscopy show that the mesoporous materials all possess high specific surface areas, high pore volumes and readily tunable pore diameters in narrow distribution of sizes ranging from 4 to 12 nm. Furthermore, we discuss our recent advances achieved in order to extend widely the phase domains in which single mesostructures are formed. Emphasis is put on the first synthetic product phase diagrams obtained in $SiO_2$-triblock copolymer-BuOH-$H_2O$ systems, with tuning amounts of butanol and silica source correspondingly. It is expected that the extended phase domains will allow designed synthesis of mesoporous silicas with targeted characteristics, offering vast prospects for future applications.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.159-159
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• 2016

Vertically-aligned carbon nanotubes (VCNT) have attracted much attention due to their unique structural, mechanical and electronic properties, and possess many advantages for a wide range of multifunctional applications such as field emission displays, heat dissipation and potential energy conversion devices. Surface modification of the VCNT plays a fundamental role to meet specific demands for the applications and control their surface property. Recent studies have been focused on the improvement of the electron emission property and the structural modification of CNTs to enable the mass fabrication, since the VCNT considered as an ideal candidate for various field emission applications such as lamps and flat panel display devices, X-ray tubes, vacuum gauges, and microwave amplifiers. Here, we investigate the effect of surface morphology of the VCNT by water vapor exposure and coating materials on field emission property. VCNT with various height were prepared by thermal chemical vapor deposition: short-length around $200{\mu}m$, medium-length around $500{\mu}m$, and long-length around 1 mm. The surface morphology is modified by water vapor exposure by adjusting exposure time and temperature with ranges from 2 to 10 min and from 60 to 120oC, respectively. Thin films of SiO2 and W are coated on the structure-modified VCNT to confirm the effect of coated materials on field emission properties. As a result, the surface morphology of VCNT dramatically changes with increasing temperature and exposure time. Especially, the shorter VCNT change their surface morphology most rapidly. The difference of field emission property depending on the coating materials is discussed from the point of work function and field concentration factor based on Fowler-Nordheim tunneling.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.380-380
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• 2013

본 논문에서는 외기 환경 요인 중에서 H2O와 O2의 영향으로 성능이 저하되는 유기박막트랜지스터(OTFT)의 수명시간 향상을 위하여 필요한 passivation layer의 효과에 대하여 알아 보았다. OTFT에 기존의 액상 공정이나 증착 공정으로 단일 passivation layer또는 다층 passivation layer를 형성하는 방식과는 다르게 향후에 산업 전반에 적용이 기대되는 것을 고려하여 제작 공정의 간편성을 위하여 film 형태로 되어 있는 열경화성 epoxy resin film으로 passivation layer를 구현하는 방법을 사용하여 OTFT의 storage stability를 평가하였다. passivation layer가 없는 OTFT와 열경화성 epoxy resin film으로 passivation된 OTFT의 전기적 특성이 서로 비교 평가되었으며 또한 30일 동안 온도 $25^{\circ}C$ 상대습도 40%의 환경을 갖는 Desicator 안에서 소자를 보관하여 시간에 따른 전기적 특성 변화를 검증하여 epoxy resin film의 passivation layer으로의 적용가능성을 검증하였다. 결과적으로 30일 후의 passivation layer가 없는 OTFT의 전기적 특성은 매우 낮게 떨어진 반면에 epoxy resin film으로 passivation layer가 구현된 OTFT의 mobility는 $0.060cm^2$/Vs, VT는 -0.18 V, on/off ratio는 $3.7{\times}10^3$으로 초기의 소자 특성이 잘 유지되는 결과를 얻었다. OTFT는 Flexible한 polyethersulfone (PES)기판에 게이트 전극이 하부에 있는 Bottom gate 구조로 제작되었고 채널 형성을 위한 유기반도체 재료로 6,13-bis (triisopropylsilylethynyl) (TIPS) pentacene이 사용되었고 spin coating된 Poly-4-vinylphenol (PVP)가 게이트 절연체로 사용되었다. 이때 Au전극은 Shadow mask를 이용하여 증착하였다. 또한 OTFT의 채널 길이 $100{\mu}m$, 채널 폭 $300{\mu}m$의 영역에 Drop casting법을 사용하여 채널을 형성하였다. 물리적 특성은 scanning electron microscopy (SEM), scanning probe microscopy (SPM), x-ray diffraction (XRD)를 사용하여 분석하였고, 전기적 특성은 Keithley-4200을 사용하여 추출하였다.

• 한국재료학회지
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• 제26권10호
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• pp.513-520
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• 2016

The effect of NaOH concentration on the properties of electrolytic plasma processing (EPP) coating formed on AZ61A Mg alloy is studied. Various types of EPP were employed on magnesium alloy AZ61A in a silicate bath with different concentrations of NaOH additive. Analysis of the composition and structure of the coating layers was carried out using an X-ray diffractometer (XRD) and a scanning electron microscope (SEM). The results showed that the oxide coating layer mainly consisted of MgO and $Mg_2SiO_4$; its porosity and thickness were highly dependent on the NaOH concentration. The Vickers hardness was over 900 HV for all the coatings. The oxide layer with 3 g/l of NaOH concentration exhibited the highest hardness value (1220 HV) and the lowest wear rate. Potentiodynamic testing of the 3 g/l NaOH concentration showed that this concentration had the highest corrosion resistance value of $2.04{\times}10^5{\Omega}cm^2$; however, the corrosion current density value of $5.80{\times}10^{-7}A/cm^2$ was the lowest such value.