• 제목/요약/키워드: 결정입자

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결정성에 따른 TiO2 나노입자의 포토루미네선스 영향 (The Effect of Crystallinity on the Photoluminescence of TiO2 Nanoparticles)

  • 한우제;박형호
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제26권1호
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    • pp.23-28
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    • 2019
  • 타이타니아 ($TiO_2$)는 독성이 없고 매우 높은 굴절률, 촉매 활성 및 생체 적합성을 지니고 있으며 화학적 안정성이 있고 높은 이방성을 갖는 저렴한 재료로써 다양한 분야에서 각광받고 있는 세라믹 소재이다. 이러한 $TiO_2$를 sol-gel법을 이용하여 나노입자화 하였다. 나노입자 형성중에 pH를 조절하여 $TiO_2$의 결정성을 제어하였다. 합성된 나노입자는 엑스선 회절분석법, 퓨리에 분광기(Fourier transform infrared), 전계방사형 주사전자현미경(field emission scanning electron microscopy)과 포토루미네선스(photoluminescence spectroscopy)를 이용하여 분석하였다. 합성된 $TiO_2$ 나노입자는 5 nm 이하의 크기를 갖는 것을 확인하였다. 나노입자의 결정성이 증가됨에 따라 550 nm 영역의 발광세기가 증가함을 확인하였다. 이러한 결과로 $TiO_2$ 나노입자의 결정성 조절을 통한 발광 특성 조절을 기대할 수 있다.

합성조건의 변화에 따른 FAU(Faujasite)형 제올라이트의 합성 (Synthesis of FAU(Faujasite)-type Zeolite with Variation of Synthesis Condition)

  • 임형미;김봉영;남중희;안병길;오성근;정상진
    • 한국세라믹학회지
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    • 제40권2호
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    • pp.132-138
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    • 2003
  • 출발물질의 종류와 몰비 혼합 방법, 숙성, 결정화 온도와 결정화 시간 등 제올라이트 입자를 합성하는 조건이 FAU 형 제올라이트의 입자크기에 미치는 영향을 연구하였다. 동일한 출발물질이라도 혼합 경로에 따라 생성물의 결정상이 달랐다. 일반적으로 숙성과정을 거친 경우, 특히 숙성온도가 낮은 쪽이 입자 크기가 작았다. 2단계의 혼합겔 제조 방법을 거치는 경우 결정화 기간은 크게 단축되고 입자 크기도 작아졌으나. 1단계에서 제조된 2종의 혼합겔을 모두 숙성하지 않는 경우에는 결정화 시간은 단축되지만, 입자크기는 작아지지 않았다. 액상규산나트륨과 알루민산나트륨, 수산화나트륨을 출발물질로 하여. 저농도와 고농도의 혼합겔을 1차 제조하고, 이 혼합겔을 각각 숙성하고 다시 혼합하여 숙성하는 방법으로 결정화 시간을 단축하고 평균입경 0.4$\mu$m. 비표면적 838 $m^2$/g의 우수한 특성을 가지는 FAU혈 제올라이트를 합성하였다.

이온성액체 기반 은 나노입자 합성을 위한 통계적 실험 분석 (Statistical Analysis for Silver Nanoparticle Synthesis Using Ionic Liquid)

  • 이길우;유계상
    • 공업화학
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    • 제29권1호
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    • pp.77-80
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    • 2018
  • 이온성액체를 이용하여 다양한 크기를 형성하는 은 나노입자를 합성하였다. 보다 효율적인 연구를 수행하기 위하여 통계적 방법을 이용한 실험과정 및 결과를 분석하였다. 먼저 은 입자 형성에 미치는 실험조건을 규명하기 위하여 5가지 조건, 시간, 온도, NaOH 농도, 환원제 및 이온성액체의 양의 영향을 분석하였다. 결과적으로 시간과 온도가 은 입자형성에 미치는 영향이 미미한 것으로 나타났다. 이후 나머지 3가지 인자에 대한 실험조건을 통계적으로 구성하였다. XRD 분석 결과 모든 조건에서 합성된 입자는 순수한 은 결정구조를 가지고 있었다. 합성된 은 입자의 크기를 결정하기 위하여 HR-SEM을 통해서 분석하였다. 3가지 합성조건에서는 NaOH 농도가 은 입자의 크기를 결정하는데 가장 큰 영향을 미쳤으며 환원제의 농도는 상대적으로 미비하였다. 다양한 크기를 가지는 은 입자의 합성 조건을 NaOH와 이온성액체에 대하여 통계적 방법을 이용하여 표면도와 등고선도를 제시하였다. 또한 3가지 실험조건에 따른 은 입자의 크기를 혼합물법을 이용하여 도출하였다.

퍼지 kNN과 conditional FCM을 이용한 퍼지 RBFNN의 설계 (Design of Fuzzy RBFNN Realized by Fuzzy kNN and Conditional FCM)

  • 노석범;오성권
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2008년도 학술대회 논문집 정보 및 제어부문
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    • pp.237-238
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    • 2008
  • 퍼지 RBFNN의 설계에 있어 가장 중요한 과정인 Radial Basis Function의 결정은 퍼지 RBFNN의 모델링 성능을 좌우한다. 기존에는 FCM을 이용하여 Radial Basis Function의 초기 위치를 결정하고 오류 역전파 알고리즘과 같은 최적화 알고리즘을 이용하여 최적의 Radial Basis Function을 결정하였다. 근래에는 Conditional FCM을 이용하여 출력공간에 정의된 정보입자의 정보를 이용하여 입력공간상에서 Radial Basis Function의 위치를 결정하여 퍼지 RBFNN의 성능을 개선시키고자 하는 연구 수행되어졌다. 그러나 출력공간상에서 얻은 정보입자를 입력공간상으로 정보 손실없이 전달할 수 없어서 기대한 만큼의 성능 개선을 이룰 수 없었다. 이를 개선하기 위해 출력 공간예서 정의된 정보 입자를 정보 손실없이 입력 공간에 투영하기 위하여 퍼지 kNN기법을 도입하여 새로운 퍼지 RBFNN 설계 방법을 제안한다.

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침강 장-흐름 분획법을 이용한 CdS 양자점 입자의 특성 분석 (Characterization of CdS-quantum dot particles using sedimentation field-flow fractionation (SdFFF))

  • 최재영;김도균;정의창;권해두;이승호
    • 분석과학
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    • 제28권1호
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    • pp.33-39
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    • 2015
  • CdS 양자점 입자는 특정 파장의 빛을 방출하는 반도체 나노 결정으로 이러한 광학적 특성 때문에 질병 진단 시약, 광학기술, 미디어 산업 및 태양전지와 같은 다양한 분야에서 응용되는 물질이다. 방출하는 빛의 색은 입자의 크기에 의존하기 때문에 CdS 양자점 입자의 크기 및 크기분포를 정확하게 분석하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 CdS 양자점 입자를 감마-선 조사법(${\gamma}$-ray irradiation method)을 이용하여 합성하고, 크기 및 크기 분포도를 결정하기 위하여 침강 장-흐름 분획법 (SdFFF)를 이용하였다. 침강 장-흐름 분획법을 이용한 CdS 양자점 입자의 정확한 분석을 위하여 분석조건의 최적화(유속, 외부장 세기, field-programming)에 대하여 조사되었다. 투과 전자 현미경(transmission electron microscopy, TEM)으로 확인된 단일 입자의 크기는 ~4 nm 였으며, 단일 입자의 응집으로 생성된 2차 입자 크기의 평균은 159 nm로 확인되었다. 첨가된 입자 안정제의 농도가 증가할수록 CdS 양자점 입자의 크기가 감소하는 경향성을 확인하였다. 침강 장-흐름 분획법, 투과 전자 현미경, 그리고 동적 광 산란법(dynamic light scattering, DLS)으로 결정된 CdS 양자점 크기는 각각 126, 159, 그리고 152 nm 였다. 본 연구의 결과로 침강 장-흐름 분획법은 비교적 넓은 크기분포를 갖는 다양한 종류의 무기입자의 크기 및 크기 분포도를 결정하는데 유용한 방법임을 확인하였다.

C2H5OH-CH2OHCH2OH-Ca(OH)2-CO2계에서의 비정질탄산칼슘의 결정화 연구

  • 김환;안지환
    • 한국결정성장학회:학술대회논문집
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    • 한국결정성장학회 1996년도 제11차 KACG 학술발표회 Crystalline Particle Symposium (CPS)
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    • pp.3-27
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    • 1996
  • 분체의 입자 배열이 불규칙한 경우뿐만 아니라 입자 크기가 극미세하여 X선회절분석이 불가능한 경우에도 비정질물질이라 한다. 수용액 속에서 이런 비정질 물질을 합성하기 위해서는 합성용액의 과포화도를 높여 계속 유지시킴에 따라 극미세 1차핵 생성의 지속적인 유도에 따른 입자 성장을 최대한 억제시켜야만 한다. 본 연구에서는 흡습제, 칼슘제 및 식품 첨가제 등으로 이용되는 비정질 탄산칼슘을 계에서 합성하고, 이때 생성된 비정질 상태의 겔을 수용액 환경을 변화시켜가면서 따라 결정화를 유도하고 탄산칼슘의 동질이상을 관찰하였다. CO2의 유속을 11/min, 교반속도를 600rpm으로 고정시키고, Ca(OH)2의 양을 10g에서 50g까지 변화시켜가면서 겔 상태의 비정질 탄산칼슘을 합성하였다. 이때 전기전도도는 CO2의 용해와 더불어 Ca(OH)2의 용해도가 증가함에 따라 변화하였으며, 반응종반부에는 겔화가 시작될 때까지 거의 일정하였다. 따라서, 이러한 사실들로부터 현탁액 내에서의 전기전도도의 변화는 Ca이온의 영향을 받는 것으로 사료된다. 비정질 탄산칼슘은 수용액에서 불안정하여 CO2 가스를 방출하면서 급격히 결정화되는데, 본 연구에서는 Ca(OH)2의 양을 20g으로 하여 위의 방법에 의해 얻어진 겔을 수용액의 종류와 농도 및 결정화 온도, 교반속도를 달리하면서 결정화시켰다. 교반속도를 100rpm으로 하여 물의 온도변화에 다라 결정화시킨 경우 전 온도범위에서 칼사이트상이었으며, 물의 온도가 5$^{\circ}C$일 경우에는 미세한 입자들이 응집된 형태였으나, 그 외의 온도변화조건에서는 모두 평균입경 0.4$\mu\textrm{m}$정도의 비교적 균일하 능면체 형태였다. 또한 교반속도를 500rpm으로 증가시켰을 경우에는 8$0^{\circ}C$에서 침상의 아라코나이트가 소량생성되었음을 SEM사진으로 관찰할 수 있었으며, 소량의 바테라이트도 혼재되어 결정화되었음을 XRD결과로 알 수 있었다. 교반속도를 100rpm으로 한 NH4Cl 0.5mol/l 수용액에서는 입자의 형태와 크기가 불규칙한 칼사이트로 결정화되었으며, MgCl2 0.05mol/l 수용액의 경우에는 순수한 H2O의 경우에서와는 달리 2$0^{\circ}C$에서는 모서리가 무딘 매우 균일한 크기의 칼사이트 입자가 관찰되었으며, 6$0^{\circ}C$부터는 아라고나이트가 생성됨을 관찰할 수 있었다. 따라서, 고온(8$0^{\circ}C$)의 농도 MgCl2 수용액(0.1, 0.2 mol/l)에서 교반속도를 높여(800rpm) 겔을 결정화시킨 결과 아라고나이트의 생성수율이 증가되는 것을 확인할 수 있었다.

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3차원 콜로이드 광결정의 고속 제작 및 응용 (Quick Fabrication of Three Dimensional Colloidal Crystals and Their Applications)

  • 이수진;임상혁
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제51권5호
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    • pp.640-643
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    • 2013
  • 폴리스티렌 콜로이드 에멀젼 용액에서 물이 증발하게 되면 순간적으로 폴리스티렌 콜로이드 입자들이 물 표면으로 튀어나오게 되며 이러한 입자들 간의 모세관력에 의해 자기조립이 일어나게 되는데, 폴리스티렌 입자의 경우 유효밀도가 물 보다 작아 물 표면 위에 3차원 광결정을 형성하게 된다. 본 논문에서는 이러한 현상을 젖음성이 있는 제한된 공간을 가지는 구조를 가지는 유리기판 위에서 일어나도록 함으로써, 3차원의 폴리스티렌 콜로이드 결정이 고속으로 생성되고 기판위로 옮겨질 수 있도록 고안하였다. 고속으로 제작된 폴리스티렌 콜로이드 광결정은 폴리스티렌 입자의 크기 및 광결정 필름의 입사각을 조절하여 가시광 전체 영역의 빛을 선택적으로 반사하는 광필터로 적용해 보았다.

Polypropylene/CaCO3 복합재료에 있어서 입자 형태에 따른 물성 (Properties of Polypropylene/CaCO3 Composites from the Shape of Calcium Carbonate)

  • 류성규;배광수;서길수
    • 공업화학
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    • 제8권5호
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    • pp.771-776
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    • 1997
  • 여러 형태의 탄산칼슘을 합성하였다. 이렇게 합성된 여러형태의 탄산칼슘을 혼합기에 넣어 PP와 혼합하여 PP/$CaCO_3$ 복합재료를 제조하였다. 제조된 복합재료를 입자의 형태에 따른 결정화온도, 용융열, 구정의 크기 그리고 기계적성질에 미치는 영향을 조사한 결과 입자의 형태가 결정화온도와 용융열 그리고 구정의 크피에 많은 영향이 있음을 알 수 있었다. 특히, vaterite를 혼합하였을 경우 다른 입자에 비하여 구정의 크기는 적었으나 결정화도는 증가하였으며, 이로 인해 인장강도와 영율은 다른 입자에 비하여 높은 값을 나타내었다.

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($SnO_{2}$ 나노구조제어에 의한 $Pt/SnO_{2}$ 촉매특성 평가 (Characterizations of $Pt/SnO_{2}$ catalysts via $SnO_{2}$ nanostructure control)

  • 이종민;박경원;송유정;한상범
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2007년도 춘계학술대회
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    • pp.224-226
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    • 2007
  • Hydrothermal 방법에 의해 준비된 $SnO_{2}$ 나노구조의 Pt의 구조적 특징을 알아보기 위해 X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM) 을 통해서 확인할 수 있었다. 그리고 $Pt/SnO_{2}$ 나노구조 촉매의 cyclic voltammogram(CV) 통해서 전기화학적 특정을 알아보았다. XRD와 TEM 결과를 통해서 $SnO_{2}$의 나노결정성 입자의 크기는 121 nm임을 확인할 수 있었고 작은 입자가 서로 뭉쳐지면서 핵을 형성한 후 입자의 크기가 점차 증가한다는 것을 알 수 있었다. 그리고 Pt 촉매의 나노결정성 입자의 크기는 4 nm로 확인하였다. 또한 $SnO_{2}$에 Pt촉매의 결정성 입자의 구성이 잘 형성되었음을 확인하였고, 전기화학적 분석을 통해서는 에탄올 산화환원반응과 다결정 Pt의 존재를 확인하였다. 특히 에탄올에 대한 산화반응의 특성을 보이며, 이는 $SnO_{2}$의 에탄올산화반응용 지지체로써의 가능성을 의미한다.

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$BaTiO_3$ 박막 커패시터의 유전특성 (The dielectric characteristics of $BaTiO_3$ thin capacitor)

  • 홍경진;김태성;능전준일
    • E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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    • 제8권5호
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    • pp.580-586
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    • 1995
  • 최근 커패시터의 전극은 Pt, Au등으로 이용되고 있다. 이러한 전극의 전기적 특성은 우수하나 고가이다. 본 연구에서는 전극의 저가격화 측면에서 알루미늄 전극 위에 BaTiO$_{3}$를 증착하고 기관의 온도를 실온에서 600[.deg. C]까지 변화시켜 RF스퍼터링법으로 제작하였다. BaTiO$_{3}$세라믹의 유전특성은 구성하고 있는 입자의 강유전 분역 밀도와 입자의 크기에 의존하므로 입자가 성장되는 온도영역에서 입자의 크기와 유전율간의 관계를 연구하였다. 또한 BaTiO$_{3}$박막 커패시터의 유전상수는 BaTiO$_{3}$세라믹과 알루미늄기관의 계면에서 산화특성이 일어나기 때문에 기관온도의 변화에 의해 조사되었다. 기관의 온도를 증가시킴에 따라 결정면의 피크와 강도는 증가하였으며, 유전특성은 결정입자의 크기가 0.8[.mu.m]일때 가장 양호하였다. 유전율값은 기판 온도가 400[.deg. C]일 때 가장 크게 나타났다. 결과적으로, 알루미늄 전극에 BaTiO$_{3}$세라믹을 증착하여 저가의 적층용 세라믹 콘덴서를 제조할 수 있음을 알았다.

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