• 제목/요약/키워드: 결정성장

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비정질 셀레니움 박막의 결정화 -결정의 형태와 그 변태속도-

  • 김기순
    • 한국세라믹학회지
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    • 제11권2호
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    • pp.38-49
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    • 1974
  • 운모기판에 증착한 비정형 셀레니움 박막의 결정성장의 형태와 그 변태속도에 대하여 연구하였다 열처리된 박막에서 비정질성분은 CS2에 용해되나 결정질은 아무 변화없이 남아 있으므로 쉽게 현미경을 이용하여 그 모양을 조사할 수 있다. 결정은 (30$^{\circ}$~10$0^{\circ}C$ 온도 범위에서) 박막과 운모기관의 경계면을 따라서 원형상(구상 결정의 이차원 적 모양) 중심으로 부터 일정 속도로 자란다. 또한 필라멘트 형태의 결정이 원형상 결정의 비 규칙적인 부분에서 박막을 뚫고 위로 자란다. 이들 필라멘트형 결정은 자유표면에 도달하여 새로이 자유표면을 따라서 원형상으로 자라게 된다. 경계에 있는 원형상 결정의 두께는 약 500$\AA$정도이고 이것이 비정질 세레니움 박막에서 보이는 "어두어 지는" 현상의 원인이 되고 있음이 밝혀졌다. 원형상 결정은 아주 조그마한 결정 "도메인"으로 구성되어 있으며 이들 "도메인"의 축 방향은 경계면과 나란하고 반경방향에 수직으로 되어 있다. 고온처리에서 얻어지는 규칙적인 결정은 이들 "도메인"이 모여서 "라멜라"를 형성하여 중심부에서부터 뻗어나가고 이들 "라멜라"간의 공간은 불규칙적으로 나열된 "도메인"으로 연결되어 있으며, 고분자 결정에 비하여 훨씬 두껍다. 반경 방향으로의 결정성장 속도는 아주 순도가 높은 박막에서는 시간에 따라 일정하고 주어진 온도에서 재현성이 아주 좋다. 이 실험에서 측정된 성장속도는 지금까지 발표된 어느 실험에서 관측된 것보다 빠르고 또 자유표면에서 자라는 속도에 비해서 약 백 여배나 빠르다. 결장 성장의 온도 의존은 u=6$\times$1015 exp[-32.7(kcal/mol)/RT] cm/sec로 표시할 수 있다.

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SiC 기판상에 성장된 AlN 박막을 이용한 AlN 결정 성장에 관한 연구 (A study on the AlN crystal growth using its thin films grown on SiC substrate)

  • 인경필;강승민
    • 한국결정성장학회지
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    • 제28권4호
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    • pp.170-174
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    • 2018
  • AlN 결정은 직경 1인치 크기의 기판이 개발되었고 계속 품질의 향상을 위해 연구되고 있다. 한편 2인치급 기판은 UV LED 칩 제조와 원가 감소를 위해 개발이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 PVT 법으로 2인치의 AlN 결정을 SiC 기판상에 성장된 AlN 박막을 종자로 사용하여 성장의 가능성을 보고자 하였다. $10{\mu}m$ 두께의 AlN 박막 결정을 종자결정으로 사용하여 두께 7 mm의 AlN 결정을 성장하였다. 성장된 결정은 금속현미경과 실체현미경, DCXRD를 사용하여 분석하였다.

이방성 결정립 계면에너지의 2차원 결정립 성장에 미치는 효과에 대한 컴퓨터 모사 (Computer simulation of the effects of anisotropic grain boundary energy on grain growth in 2-D)

  • 김신우
    • 한국결정성장학회지
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    • 제22권4호
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    • pp.178-182
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    • 2012
  • 결정립 성장은 여러 가지 재료의 성질에 미치는 큰 영향으로 재료공학에서 매우 중요하다. 그래서 본 연구에서는 PC에서 대규모 상장 모델을 사용하여 이방성 결정립 계면에너지의 2차원 결정립 성장에 미치는 효과를 조사하였다. 컴퓨터 모사에서는 $2000{\times}2000$의 그리드 시스템과 약 7300개의 초기 결정립 개수가 사용되었다. 결정립계 에너지의 이방성의 비, ${\sigma}_{max}/{\sigma}_{min}$는 1부터 3까지 변경되었다. 이방성이 증가함에 따라 결정립 성장 지수, n은 2.05에서 2.37로 증가하였다. 결정립 크기의 분포는 등방성인 경우에는 중앙에 평탄한 영역을 보였으나 이방성의 경우에는 중앙의 평탄한 영역이 사라지고 매우 느리게 사라지는 작은 결정립에 기인하여 작은 결정립 크기의 분포가 약간 증가하였다. 마지막으로 모사된 결정립 미세구조가 이방성에 따라 비교, 분석되었다.

인산부생석고(燐酸副生石膏)로부터 결정질(結晶質) 이수석고(二水石膏)의 제조(製造) (Synthesis of Crystalline Calcium Sulfate Dihydrate from Phosphogypsum)

  • 박운경;송영준;이중미;이계성;김윤채;신강호;윤시내;박찬훈
    • 자원리싸이클링
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    • 제15권3호
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    • pp.20-29
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    • 2006
  • 본 연구는 인산부생석고를 결정성장시켜 고순도의 결정질 이수석고를 제조하여 다용도의 석고를 얻고자 하였다. $99^{\circ}C$의 수중에서 약 2시간 동안에 이수석고는 $\alpha$형의 반수석고로 탈수가 완료되었다. 수중탈수된 반수석고를 매정제 $Na_2SO_4$를 10wt%, 슬러리 농도는 20%, pH가 $5{\sim}6$, 결정성장온도 $65^{\circ}C$의 조건에서 4시간 동안 결정성장 시키면 장경이 $200{\mu}m$정도인 결정을 얻을 수 있었다. 결정성장이 끝난 슬러리를 325#로 습식사분하여 사상산물로 고순도 결정성장 석고를 얻었으며, 이 때 석고의 회수율은 약 93.9%, 순도는 99% 정도 였다.

NYAB 결정육성시 종자정의 방향이 성장외형 및 표면형상에 미치는 영향 (The Effect of Seed Orientation on Growth Form and Surface Morphology in Growing NYAB Crystal)

  • 정선태;최덕용
    • 한국결정학회지
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    • 제5권2호
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    • pp.93-99
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    • 1994
  • K2O/3MOOS/0.SBB03 융제를 사용하여 TSSG 법으로 육성한 Md:Yal3(BO3)4 (NYAB) 단결정의 결정외형 및 표면형상을 연구하였다. <100>과 <120> 종자정을 사용한 경우는 서로 다른 크기의 프리즘 면들과 (101) 면들이 발달하였고 <001> 종자정을 사용하였을 때는 (001) 면이 함께 발달하였다. 종자정의 방향이 <100>또는 <120> 일때 프리즘 면 위에 성장구룽이 많이 형성되었으나, <001> 일때는 이웃하는 (101) 면에 평행한 줄무늬가 형성 되었다. (101) 면은 이차원 핵생성에 의한 성장이 지배적이고, <001> 종지정을 사용할 때 발달하는 (001) 면은 나선형 전위에 의한 성장이 지배적이었다. 종자정의 방향은 성장외형을 변화시키고 성장외형과 결정의 질을 결정하는 중요한 성장변수로 작용하였다.

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Czochralski 법에 의한 단결정 성장 초기 단계에서 표면 요소 사이의 열전달 (The radiation heat transfer among surface elements at initial stage of crystal growth in Czochralski system)

  • 정형태;이경우
    • 한국결정성장학회지
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    • 제2권1호
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    • pp.1-9
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    • 1992
  • Czochralski법에 의한 단결정 성장 시스템에서 초기 결정 성장시 복사열 방출 관계를 계산하였다. 복사열 계산을 위해 표면 요소 사이의 형상계수를 계산하였으며 표면은 diffuse-gray 면으로 가정하였다. 같은 표면상에서도 표면 요소의 위치에 따라 형상계수의 값이 크게 다르게 나타났다. 초기 성장시 액상 표면에서 방출되는 총 열량이 결정 표면에 비해 3.6배 크게 나타났고 표면 요소를 고려하지 않았을 때는 표면 요소를 고려하였을 때에 비해 상대적으로 큰 열량이 방출되었다. 대기와 액상의 표면과 공통으로 접하고 있는 결정의 맨 아래 부분은 결정에 제일 가까운 액상 표면에 의해 크게 영향을 받았다. 따라서 초기 성장 모사를 위해서는 반드시 표면 요소 사이의 복사 열전달 관계가 고려되어야 한다.

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$CO_2$ 하이드레이트 결정 성장 연구 (The Study of Crystal Growth for Carbon Dioxide Hydrate)

  • 김수민;이현주;이윤석;이은경;김양도
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.709-709
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    • 2009
  • 지구 온난화의 주요한 원인인 $CO_2$ 가스 저감을 위한 많은 연구가 현재 수행중이며, 하이드레이트 형성원리를 이용한 $CO_2$ 분리 및 회수에 대한 연구가 보고되고 있다. 하이드레이트 형성에 있어 결정성장 거동에 관한 연구는 $CO_2$ 하이드레이트 형성 메커니즘을 규명하는데 기초자료를 제공할 것으로 사료된다. 본 연구에서는 274.1K의 정온 조건에 서 반회분식 교반 반응기를 이용하여 1.7MPa에서 3.0MPa으로 압력 조건을 바꾸면서 $CO_2$ 하이드레이트를 형성시켰다. 실험에 공급된 기체의 조성은 $CO_2$ (99.999%)이다. 실험 관측은 광학현미경(Nikon, SMZ 1000)에 장착된 CCD카메라(Nikon DS-5M/Fi1/2M-U2)에 의하여 이루어 졌다. 하이드레이트 형성 및 해리 과정을 CCD카메라로 촬영하고 시간에 따른 온도와 압력의 변화를 기록하여 핵생성 시간, 성장 속도, 성장 거동을 관찰하였다. 실험에 적용되는 압력에 따라서 하이드레이트 성장형태와 성장속도에서 매우 큰 차이를 보이는 것을 확인하였다.

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분광학적 방법을 이용한 LN 및 KLN 단결정의 조성분석

  • 김태훈;유영문;노지현
    • 한국광학회:학술대회논문집
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    • 한국광학회 2002년도 하계학술발표회
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    • pp.92-93
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    • 2002
  • 선형 및 비선형 광학 특성이 뛰어난 것으로 잘 알려진 LiNbO$_3$ (LN) 및 $K_3$Li$_2$Nb$_{5}$O$_{15}$ (KLN) 단결정을 원료분말의 조성 등과 같은 결정성장 조건을 달리하여 Czochralski 방법으로 성장시켰다. LN과 KLN 단결정의 경우 성장온도가 고온이기 때문에 Li, K 이온의 휘발에 의해 성장된 결정의 조성은 원료분말의 조성과 다르다. 따라서 성장된 단결정의 조성을 분석하는 것은 응용을 위해 매우 중요한 일이다. (중략)

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$K_2O$를 첨가한 융액으로부터 성장시킨 Lithium Niobate 단결정의 특성 (Characterizations of lithium niobate single crystals grown from melt with $K_2O$)

  • 김상수
    • 한국결정성장학회지
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    • 제8권4호
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    • pp.525-531
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    • 1998
  • Czochralski법으로 congruent(48.6mol% $Li_2O$)한 조성의 $LiNbO_3$와 congruent한 조성에 Fe2O3를 0.05mol%, congruent한 조성에 $K_2O$를 6wt%, congruent한 조성에$K_2O$$Fe_2O_3$를 각각 6wt%, 0.05mol% 첨가한 융액으로부터 $LiNbO_3$ 단결정을 c-축 방향으로 성장시켰다. 성장된 결정들은 편광 현미경과 Laue법에 의해 축을 결정한 후 절단하여 연마하였다. 시료들은 상온에서 XRD pattern을 측정하고 상온~$1230^{\circ}C$의 온도영역과 100Hz~13MHz의 주파수영역에서 유전율을 측정하였으며 상온에서 결정내 $Fe^{3+}$ 이온에 대한 ESR 스펙트럼과 UV-VIS, IR영역에서의 투과율을 측정하였다. Congruent한 조성에 $K_2O$를 6wt% 첨가한 융액으로부터 성장시킨 결정의 상온에서의 XRD pattern은 congruent한 조성의 결정과 거의 같으며 상전이온도(Tc)는 증가하고 $Fe^{3+}$을 첨가하면 ESR 스펙트럼은 세기가 증가하며 lineshape가 거의 대칭적으로 되고 선폭도 훨씬 줄어든다. 또 UV-스펙트럼의 흡수단은 단파장쪽으로 이동하며 OH- 이온에 대한 IR-흡수 스펙트럼은 2886nm 성분 스펙트럼이 현저하게 증가한다. 이 결과에 의하면 congruent한 조성에 $K_2O$를 6wt% 첨가한 융액으로부터 성장시킨 결정은 결정 내의 [Li]/[Nb]비가 1에 가까운 거의(nearly) stoichiometric한 결정이 되었음을 알수 있다.

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Crystal pulling법에 의한 Bi-Sr-Ca-Cu-O계의 결정 성장과 특성 평가 (Growth and characterization of a Bi-Sr-Ca-Cu-O phase by crystal pulling method)

  • 윤대호;좌등혜유;길본칙지;길택정인
    • 한국결정성장학회지
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    • 제7권1호
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    • pp.1-5
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    • 1997
  • $Bi_2Sr_2Ca_{n-1}Cu_nOy$(BSCCO)계는 강한 이방성의 움직임을 갖는 초전도체로서 잘 알려져 있으며, 결정육성시 성장방향의 제어에 큰 어려움이 있다. 본 연구에서는 종자 결정과 도가니의 회전을 이용한 crystal pulling법을 이용하여 Bi-Sr-Ca-Cu-O계의 결정성장을 시도하였으며, 이로부터 $5{\times}5{\times}5{\textrm}{mm}^3$ 크기의 비교적 큰 결정을 성장하였. 또한 성장결정의 초전도 특성을 조사하였으며, $BiO_{1.5}$ -(Sr, Ca)O-CuO 3원 상태도에서의 결정화 가능 영역을 검토하였다.

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