• Title/Summary/Keyword: $ZnTiO_3$

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Ag가 코팅된 ZnO nanorod 구조의 광학적 특성 연구

  • Go, Yeong-Hwan;Lee, Dong-Hun;Yu, Jae-Su
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2010.08a
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    • pp.209-209
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    • 2010
  • 금(Au) 또는 은(Ag) 금속 나노입자의 모양, 크기, 분포 상태를 조절하여 가시광선과 적외선, 자외선 영역에서 강한 표면 플라즈몬 효과을 이용할 수 있는데, 최근 이러한 금속 나노입자의 표면플라즈몬 효과를 이용하여 태양광 소자의 성능을 향상시키는 연구가 매우 활발하게 이루어지고 있다. 그 중, 높은 효율과 낮은 제작비용 그리고 간단한 공정과정의 장점을 갖고 있어서 크게 주목 받고 있는 염료감응태양전지에서도 금(Au) 또는 은(Ag) 금속 나노입자을 이용하기 위한 많은 연구가 진행되고 있다. 그 예로, Au가 코팅된 $TiO_2$ 기반의 염료감응태양전지구조를 제작하여, 입사된 빛이 표면플라즈몬 효과를 통해, Au에서 여기된 전자들이 Au/$TiO_2$ 사에의 schottky 장벽을 통과하여 $TiO_2$의 전도대 전자들의 밀도가 증가하여, charge carrier generating rate을 높여 소자의 광변환 효율의 향상을 증명하였다. 이에 본 연구에서는, $TiO_2$보다 높은 전자 이동도(mobility)와 직선통로(direct path way)의 장점을 갖고 있는 ZnO nanorod에서의 charge carrier generating rate을 높일 수 있도록, 비교적 가격이 저렴한 Ag nanoparticle을 코팅하였다. ZnO nanorod 제작은 낮은 온도에서 간단하게 성장시킬 수 있는 hydrothermal 방법을 이용하였다. 기판위에 RF magnetron 스퍼터를 이용하여 AZO seed layer를 증착한 후, zinc nitrate $Zn(NO_3)_2{\cdot}6H_2O$과 hexamethylentetramines (HMT)으로 혼합된 용액을 사용해 ZnO nanorods를 성장시켰다. 이 후, Ag를 형성할 수 있도록 열증기증착법을 이용하여 코팅하였다. Ag의 증착시간에 따른 ZnO nanorods에서의 코팅된 구조와 형태를 관찰하기 위해 field emission scanning electron microscopy (FE-SEM)을 이용하여 측정하였으며, 결정성을 조사하기 위해 X-ray diffraction (XRD)을 이용하여 분석하였다. 또한 입사된 빛에 의해, 여기된 ZnO 전도대 전자들이 다시 재결합을 통해 방출되는 photoluminescence 양을 scanning PL 장비를 통해 측정하여 Ag가 코팅된 ZnO nanorod의 광특성을 분석하였다.

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$TiO_2$가 도핑된 ZnO박막의 전기적 광학적 특성

  • Seo, Seong-Bo;Yun, Hyeong-O;Ji, Seung-Hun;Kim, Mi-Seon;Bae, Gang;Kim, Hwa-Min
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • 2009.06a
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    • pp.42-43
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    • 2009
  • 본 연구에서는 고주파 마그네트론 스퍼터링방법을 사용하여 ITO박막을 대체할 수 있는 새로운 TCO박막으로서 $TiO_2$가 도핑된 ZnO(TZO) 박막을 성막하였다. 이때, $TiO_2$의 도핑량을 1wt.%에서 5wt.%까지 변화를 주었으며 제작된 TZO 박막에 대해서 전기적 특성과 광학적 특성들의 조성비와 박막두께의 할수로서 조사하였다. 그 결과, $TiO_2$가 2wt.% 도핑된 박막에서 가장 낮은 $1\times10^{-3}\Omega{\cdot}cm$의 비저항이 얻어졌으며, $TiO_2$의 도핑량이 증가함에 따라 비저항은 점점 증가하는 것으로 나타났다. 이와같은 비저항의 변화는 $TiO_2$도핑량이 다른 TZO박막의 홀이동도(Hall mobility)에 비례하며, 이동도는 결국 TZO박막을 형성하고 있는 결정립의 크기에 의존하는 것이 X선 회절 패턴으로부터 확인되었다. XRD 패턴에서 ZnO(002) 방향의 결정성이 가장 큰 것으로 나타났으며, 도핑량이 증가할수록(002)피크의 크기가 점점 감소하는 것을 볼 수 있다. 이는 결정성의 크기가 2wt.%일 때 가장 크며 도핑량이 증가할수록 결정성의 크기가 감소하는 것으로 나타났다. 결정립의 크기변화는 TZO박막의 전기적 이동도에 영향을 주는 것으로 나타난다. 즉, 2wt.%일 때 이동도가 가장 크며 도핑량이 증가할수록, 이동도가 감소하였으며 이결과는 TZO박막의 Hall effect 측정으로부터 확인된다. 따라서, $TiO_2$도핑량에 따른 TZO 박막의 비저항을 도핑량이 2wt.%일 때 가장 낮으며 이는 TZO 박막의 결정성이 가장 우수하였으며 그결과 이동도가 증가했기 때문인 것으로 확인되었다.

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Fabrication of Transition-metal-incorporated TiO2 Nanopowder by Flame Synthesis (화염법에 의한 천이금속 첨가 이산화티타늄 나노분말의 제조)

  • Park Hoon;Jie Hyunseock;Lee Seung-Yong;Ahn Jae-Pyoung;Lee Dok-Yol;Park Jong-Ku
    • Journal of Powder Materials
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    • v.12 no.6 s.53
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    • pp.399-405
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    • 2005
  • Nanopowders of titanium dioxide $(TiO_2)$ incorporating the transition metal element(s) were synthesized by flame synthesis method. Single element among Fe(III), Cr(III), and Zn(II) was doped into the interior of $TiO_2$ crystal; bimetal doping of Fe and Zn was also made. The characteristics of transition-metal-doped $TiO_2$ nanopowders in the particle feature, crystallography and electronic structures were determined with various analytical tools. The chemical bond of Fe-O-Zn was confirmed to exist in the bimetal-doped $TiO_2$ nanopowders incorporating Fe-Zn. The transition element incorporated in the $TiO_2$ was attributed to affect both Ti 3d orbital and O 2p orbital by NEXAFS measurement. The bimetal-doped $TiO_2$ nanopowder showed light absorption over more wide wavelength range than the single-doped $TiO_2$ nanopowders.

A study on the delectric and piezoelectric properties of the Pb($Zn_{1}$3$Nb_{2}$3/)$_{3}$-Ba($Zn_{1}$3/$Nb_{2}$3/)$P_{3}$-PbT$iO_{3}$ ceramics (Pb($Zn_{1}$3/$Nb_{2}$3/)$O_{3}$-Ba($Zn_{1}$3/$Nb_{2}$3)$O_{3}$ - PbT$iO_{3}$ 세라믹의 유전 및 압전특성에 관한 연구)

  • 박혜옥;이성갑;배선기;이영희
    • Electrical & Electronic Materials
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    • v.3 no.3
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    • pp.233-241
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    • 1990
  • 본 연구에서는 xPb(Zn$_{1}$3/Nb$_{2}$3/)O$_{3}$-yBa(Zn$_{1}$3/Nb$_{2}$3/)O$_{3}$-zPbTiO(0.50.leq.x.leq.0.60, 0.10.leq.y.leq.0.20, 0.20.leq.z.leq.0.40)세라믹을 1050.deg.C에서 2시간동안 유지시켜 일반소성법으로 제작하였다. 시편 제작시 조성은 조성변태 상경계부근을 선택하였으며 Ba(Zn$_{1}$3/ Nb$_{2}$3/)O$_{3}$ 고용량에 따른 purochlore상의 억제 및 그 영향을 조사하고 구조적, 유전적 및 압전적 특성을 측정하였다. X-선 회절분석 및 미세구조의 관찰 결과, Ba(Zn$_{1}$3/Nb$_{2}$3/)O$_{3}$의 고용량에 따라 pyrochlore상 및 미반응 물질등은 억제되어 0.20mol 고용된 시편에서는 균질한 perovskite상이 형성되었다. Ba(Zn$_{1}$3/Nb$_{2}$3/)O$_{3}$의 고용량이 증가함에 따라 유전상수는 증가하여 0.50PZN-0.20BZN-0.30PT시편의 경우 6880.9의 높은 값을 나타내었으며 정전용량의 온도계수는 감소하여 0.383[%/.deg.C]의 양호한 값을 나타내었다. 큐리온도는 PbTiO$_{3}$의 고용량이 0.20mol에서 0.40mol로 증가함에 따라 30.deg.C에서 170.deg.C로 증가하였다. 전기기계 결합계수 (K$_{p}$), 기계적 품질계수(Qm) 및 압전전하 계수 (d$_{33}$)는 조성변태 상경계 부근의 조성에서 크게 나타났으며 0.60PZN-0.15BZN-0.25PT 시편의 경우 각각 58.5%, 120.5, 150x$10^{-12}$[C/N]의 값을 나타내었다.다.다.

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Toxicity Evaluation of Metals and Metal-oxide Nanoparticles based on the Absorbance, Chlorophyll Content, and Cell Count of Chlorella vulgaris (Chlorella vulgaris의 흡광도, 클로로필 및 개체수 통합 영향에 근거한 중금속 및 나노입자 독성 조사)

  • Jang, Hyun Jin;Lee, Mun Hee;Lee, Eun Jin;Yang, Xin;Kong, In Chul
    • Clean Technology
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    • v.23 no.1
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    • pp.27-33
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    • 2017
  • In this study, toxicities of seven metals (Cu, Cd, Cr, As(III), As(V), Zn, Ni) and five metal oxide nanoparticles (NPs: CuO, ZnO, NiO, $TiO_2$, $Fe_2O_3$) were evaluated based on the growth of Chlorella vulgaris. Effect on algae growth was evaluated by integrating the results of absorption, chlorophyll content, and cell count. The toxicity rankings of metals was observed as Cr ($0.7mgL^{-1}$) > Cu ($1.7mgL^{-1}$) > Cd ($3.2mgL^{-1}$) > Zn ($3.9mgL^{-1}$) > Ni ($13.2mgL^{-1}$) > As(III) ($17.8mgL^{-1}$) ${\gg}$ As(V) (> $1000mgL^{-1}$). Slightly different orders and sensitivities of metal toxicity were examined depending on endpoints of algal growth. In case of NPs, regardless of endpoints, similar toxicity rankings of NPs ($TEC_{50}$) were observed, showing ZnO ($2.4mgL^{-1}$) > NiO ($21.1mgL^{-1}$) > CuO ($36.6mgL^{-1}$) > $TiO_2$ ($62.5mgL^{-1}$) > $Fe_2O_3$ ($82.7mgL^{-1}$). These results indicate that an integrating results of endpoints might be an effective strategy for the assessment of contaminants.

The Insulation Characteristics of ($Ba_{0.85}Ca_{0.15}$)$TiO_3$-Zn Dielectrics (($Ba_{0.85}Ca_{0.15}$)$TiO_3$-Zn 유전체의 절연특성)

  • 홍경진;구할본;김태성;이준웅
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • 1995.11a
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    • pp.29-33
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    • 1995
  • The ($Ba_{0.85}Ca_{0.15}$)$TiO_3$-Zndielectrics was made by ZnO mol ratio from 0.1 to 0.4. The characteristics of structural was analyzed by SEM and XRD and the insulating properties was examined by dielectric constant and resistivity. The grain size were 1.3[$\mu\textrm{m}$] and those shape ware a rectangular. The relativity density were over 90[%] in all specimen. It was found that the best insulating characteristics were obtained for 0.3 mol ratio.

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Effect of ZnS Buffer Layer on Inorganic EL Device

  • Kim, Duck-Gon;Park, Lee-Soon;Kum, Tae-Il;Lee, Sang-Mok;Sohn, Sang-Ho;Jung, Sang-Kooun
    • 한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
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    • 2007.08b
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    • pp.1629-1631
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    • 2007
  • Significant process in the performance and commercialization of full-color thin-film electroluminescent(EL) displays has been achieved. This is due to the remarkable progress made in the performance of exiting EL phosphors, development of new phosphor materials, and design of new EL phosphor structures. In this paper, we fabricated thinfilm EL devices with ZnS buffer and $BaTiO_3$ electric layer with on top and bottom of phosphor layer. The effect of ZnS and $BaTiO_3$ layer on the luminance of EL device were studied.

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Comparison of TiO2 and ZnO catalysts for heterogenous photocatalytic removal of vancomycin B

  • Lofrano, Giusy;Ozkal, Can Burak;Carotenuto, Maurizio;Meric, Sureyya
    • Advances in environmental research
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    • v.7 no.3
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    • pp.213-223
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    • 2018
  • Continuous input into the aquatic ecosystem and persistent structures have created concern of antibiotics, primarily due to the potential for the development of antimicrobial resistance. Degradation kinetics and mineralization of vancomycin B (VAN-B) by photocatalysis using $TiO_2$ and ZnO nanoparticles was monitored at natural pH conditions. Photocatalysis (PC) efficiency was followed by means of UV absorbance, total organic carbon (TOC), and HPLC results to better monitor degradation of VAN-B itself. Experiments were run for two initial VAN-B concentrations ($20-50mgL^{-1}$) and using two catalysts $TiO_2$ and ZnO at different concentrations (0.1 and $0.5gL^{-1}$) in a multi-lamp batch reactor system (200 mL water volume). Furthermore, a set of toxicity tests with Daphnia magna was performed to evaluate the potential toxicity of oxidation by-products of VAN-B. Formation of intermediates such as chlorides and nitrates were monitored. A rapid VAN-B degradation was observed in ZnO-PC system (85% to 70% at 10 min), while total mineralization was observed to be relatively slower than $TiO_2-PC$ system (59% to 73% at 90 min). Treatment efficiency and mechanism of degradation directly affected the rate of transformation and by-products formation that gave rise to toxicity in the treated samples.