• Title/Summary/Keyword: 결정화학

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불완전 결정성 아파타이트 박막의 특성 및 응용

  • Kim, Hyeon-Man
    • Ceramist
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    • v.3 no.3
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    • pp.58-70
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    • 2000
  • 뼈 결정과 같이 결정도가 낮은 탄산 인회석 결정의 화학조성 및 구조는 순수 수산화인회석 과 물리적 및 화학적 성질에 있어서 매우 다르다. 극미세 결정으로 결정도가 매우 낮은 불완전 결정이며, 결정 표면은 매우 반응성이 높은 이온으로 구성되어 있어 유기분자나 세포와 활발히 반응할 수 있다. 이와 같은 뼈 결정의 특성을 고형 기질 표면에 불완전 결정도 인회석 박막을 형성시켜 생체재료에 재현하였다. 이 박막에는 뼈세포들이 잘 부착하였는데 특히 골모세포의 부착, 증식, 분화를 촉진하여 장차 이와 같은 뼈 탄산 인회석의 특성을 갖는 인회석을 생체이식 재료로 이용하므로써 우리 몸의 생리에 좀 더 가까운 인공 매식체를 개발할 수 있을 것으로 기대된다.

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Low Temperature Solid Phase Crystallization of Amorphous Silicon Films Deposited by High-Vacuum-Chemical Vapor Deposition (고진공 화학증착법으로 증착된 비정질 실리콘 박막의 저온 고상결정화에 관한 연구)

  • 이상도;김형준
    • Journal of the Korean Vacuum Society
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    • v.4 no.1
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    • pp.77-84
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    • 1995
  • LCD용 다결정 실리콘 TFT의 제조에 요구되는 고품위의 다결정 실리콘 박막을 60미만의 저온 공정으로 제조하는 기술로 비정질 박막의 고상 결정화(solid phase crystallization) 가 유망하다. 본 연구에서는 고진공 화학증착기를 이용하여 증착된 비정질 실리콘 막의 고상결정거동에 대해 연구하였다. 고상 결정화 속도 및 결정화 후의 결정성(결정립 크기 및 결함 밀도) 화학증착시의 증착가스의 종류(SiH4 혹은 Si2H6), 공정 압력, 증착 온도 등에 민감한 영향을 받으며 Si2H6가스의 사용, 증착 압력의 증가, 증착온도의 감소는 최종 결정립의 크기를 현저히 증가시킨다. 또한 증착전의 기초 진공도를 높임으로써 반응기 잔류 가스에 의한 산소나 탄소 등의 막내 유입이 감소되어 결정화 속도가 증가하고 결정성이 향상되었다.

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Defect Engineering of Metal Halide Perovskite Nanocrystals and Photovolatic Applciations (페로브스카이트 나노결정의 결점 엔지니어링 및 태양전지 응용 기술)

  • Jin, Haedam;Kim, Mi Kyong;Cha, Jeongbeom;Kim, Min
    • Prospectives of Industrial Chemistry
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    • v.24 no.5
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    • pp.30-46
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    • 2021
  • 페로브스카이트 나노결정의 뛰어난 광전기적 특성과 표면 개질 용이성, 그리고 다양한 용액 공정 응용 가능성을 바탕으로 나노결정을 활용한 태양전지 응용 기술에 대한 연구가 폭넓게 진행되고 있다. 나노결정의 표면 및 결점 제어에 대한 화학적 이해와 공학적 제어 기술을 적용하여 다양한 광전소자의 효율을 향상시켜 왔으며, 최근 16.6% 광전효율의 페로브스카이트 나노결정 태양전지가 발표되었다. 나노결정을 태양전지에 활용하기 위해서는 광전특성 뿐만 아니라 연속적인 구동 안정성이 확보되어야 하며, 이를 위해서는 나노결정의 반응성이 높은 표면을 효율적으로 개질해야 한다. 이 총설에서는 페로브스카이트 나노결정의 표면 화학에 대한 기본 이해와 이를 제어하기 위한 리간드 치환 방법, 그리고 나노결정을 태양전지에 적용하기 위한 공학적 접근법에 대한 다양한 연구를 소개하고자 한다.

화학적 식각법을 이용한 사파이어 기판의 결함 구조 연구

  • Lee, Yu-Min;Kim, Yeong-Heon;Ryu, Hyeon;Kim, Chang-Su
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2012.02a
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    • pp.327-327
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    • 2012
  • 사파이어는 우수한 광학적, 물리적, 화학적 특성을 가지고 있는 물질 중의 하나이며, 청색 발광특성을 나타내는 GaN와 격자상수, 열팽창 계수가 가장 유사할 뿐만 아니라 가격도 상대적으로 저렴하기 때문에 GaN 성장을 위한 기판으로 사용될 수 있다. 실제로 사파이어는 프로젝터와 전자파 장치, 군사용 장비 등 다양한 분야에 응용되고 있으며, 발광 다이오드(LED)를 위한 기판으로 활용됨으로써 그 수요가 급격히 증가하고 있다. 그러나 사파이어 결정의 성장 중에 생길 수 있는 전위(dislocation)와 적층결함(stacking fault) 등의 결정 결함들은 결정 내에 존재하여 역학적, 전기적 성질에 큰 영향을 미칠 수 있다. 특히 사파이어가 청색 발광소자의 기판으로 사용되는 경우, 사파이어 기판 내부의 결정 결함은 증착되는 박막 특성에 영향을 미치게 된다. 따라서 사파이어의 보다 나은 응용을 위해서는 결정 결함에 대한 평가기술과 결함의 형성 메커니즘 등에 대한 이해가 필요하다. 특히, 결함의 정량적 평가 기술의 개발은 사파이어의 상용화에 중요한 핵심요소 중 하나이다. 결정을 산이나 염기 등을 이용하여 화학적 식각을 하게 되면 분자나 원자 간의 결합이 약한 부분이나 높은 에너지 상태에 있는 부분부터 반응을 하게 되는데, 이러한 반응을 통해 결정의 표면에 형성되는 것을 에치 피트(etch pit)라고 한다. 일반적으로 결정 내에 존재하는 전위는 높은 에너지 상태이므로, 이러한 에치 피트는 전위와 관련되어 있다. 따라서 사파이어 결정과 같은 결정질 물질은 표면의 식각을 통하여 관찰되는 에치 피트 등의 형상이나 반응성 등을 평가하여 결정 특성을 연구할 수 있다. 본 연구는 화학적 식각법으로 사파이어 결정의 특성을 평가하기 위하여 진행하였다. 사파이어 결정의 식각을 위하여 다양한 산-염기 용액들이 사용되었다. 식각 용액의 종류에 따른 사파이어 결정의 식각거동을 연구하고, 표면에 나타나는 형상을 연구하여 사파이어 결정의 구조적 특성을 파악하였다. 특히, 에치 피트 형성거동의 시간 및 온도 의존성에 관한 연구를 진행하였다.

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Application of thermodynamics to chemical vapor deposition (화학증착에서 열역학의 응용)

  • Latifa Gueroudji
    • Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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    • v.9 no.1
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    • pp.80-83
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    • 1999
  • Processing of thin films by chemical vapor deposition(CVD) is accompanied by chemical reactions, in which the rigorous kinetic analysis is difficult to achieve. In these conditions, thermodynamic calculation leads to better understanding of the CVD process and helps to optimise the experimental parameters to obtain a desired product. A CVD phase diagram has been used as guide lines for the process. By determining the effect of each process variable on the driving force for deposition, the thermodynamic limit of the substrate temperature for a diamond deposition is calculated in the C-H system by assuming that the limit is defined by the CVD diamond phase diagram. The addition of iso-supersaturation ratio lines to the CVD phase diagram in the Si-Cl-H system provides additional information about the effects of CVD porcess variables.

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Recognition Investigation of Physics and Chemistry Teachers on Electrodes in Galvanic Cell (물리학과 화학 전공 교사들의 화학전지 전극에 대한 인식 조사)

  • Park, Hyun-Jung;Kim, Jung-Bog
    • Journal of The Korean Association For Science Education
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    • v.30 no.4
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    • pp.389-401
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    • 2010
  • This research investigated recognitions on outside and inside electrodes in an electric circuit supplied by a galvanic cell, through survey and interview of teachers studying in Departments of Physics Education and Chemistry Education at H University Graduate School. Physics majors' designations on outside or inside parts of electrodes in a galvanic cell were different from Chemistry majors'. Teachers who had majored in physics had difficulties on the inside electrode of a galvanic cell, while teachers who had majored in chemistry had difficulties on the outside electrode. Reasonings for designations of electrodes were attributed to direction of electric current in case of physics teachers and redox in case of chemistry teachers, respectively, which are strongly dependent on backgrounds performed in their undergraduate course.

Crystal structural property and chemical bonding nature of cellulose nanocrystal formed by high-pressure homogenizer (고압 균질기를 이용하여 형성된 셀룰로오스 나노결정의 결정 구조 및 화학적 결합 특성 연구)

  • Chel-Jong Choi;Nae-Man Park;Kyu-Hwan Shim
    • Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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    • v.34 no.3
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    • pp.79-85
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    • 2024
  • We investigated the crystal structural property and chemical bonding nature of cellulose nanocrystal extracted directly from cotton cellulose using high-pressure homogenizer. The nanowire-like cellulose nanocrystals were randomly distributed in the form of a dense mesh. Based on calculating the interplanar distance of the Bragg-diffracted crystal plane observed through X-ray diffraction (XRD) analysis, it was found that the cellulose nanocrystals formed by high-pressure homogenizer had a monoclinc crystal structure, corresponding to the cellulose Iβ sub-polymorph. Solid-state nuclear magnetic resonance (NMR) analysis for the quantitatively evaluation of the amorphous region in cellulose nanocrystals revealed that the crystallinity index of cellulose nanocrystals was calculated to be 53.06 %. The O/C ratio of the surface of cellulose nanocrystal was estimated to be 0.82. Further analysis showed that chemical bonds of C-C bond or C-H bond, C-O bond, O-C-O bond or C=O bond, and O-C=O bond were the main chemical bonding states of the cellulose nanocrystal surface.

Advancements in External-Source-Induced Microfluidic Crystallization Techniques (외부 자극을 통한 미세유체장치 기반 결정화 기술)

  • Jiye Jang;Chang Hun Han;Jieun Lee;In Hwan Jung;Bum Jun Park
    • Applied Chemistry for Engineering
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    • v.35 no.4
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    • pp.267-272
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    • 2024
  • This review explores recent advancements in microfluidic crystallization techniques utilizing energy from external sources on a small scale. We focus on four representative types of external sources: ultrasound, laser, microwave, and electric field, emphasizing their impact on crystal formation. This highlights the benefits of using external sources in crystallization, such as improved crystal quality, structure formation, and changes in physical properties. Providing a comprehensive overview of crystallization techniques employing external sources, the paper discusses the potential developments in the field of crystallization through the application of these external energy sources.

Prussian Blue Analogues for Rechargeable Batteries (프러시안블루 유사체를 활용한 이차전지 연구)

  • Kim, Yang Moon;Choi, Seungyeon;Choi, Jang Wook
    • Journal of the Korean Electrochemical Society
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    • v.22 no.1
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    • pp.13-21
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    • 2019
  • Prussian blue analogues(PBAs) are comprised of cyano-bridged transition metal ions. The wide and unique open-framework structures of the PBAs enable reversible intercalation and deintercalation of various ions such as $Na^+$, $K^+$, $Mg^{2+}$, $Zn^{2+}$, etc. In addition, since PBAs are synthesized through coprecipitation reaction in aqueous solution at room temperature, they are produced economically and environmentally friendly. However, the formation of crystals proceeds rapidly, and defects such as vacancy and crystal water tend to be present in the crystals, thereby affecting key battery performance. Therefore, significant efforts to inhibit defects in PBAs have been made. In the case of vacancy, the reaction rate was controlled at the synthesis stage to reduce the formation of vacancy, and the crystal water was removed by heat treatment under vacuum. In addition, by adding transition metals that do not react within the structure of PBA, the structural instability during the electrochemical reaction was largely alleviated.

Transfer of Oxygen and Nitrogen between Arc Plasma and Molten Metal during Arc Welding (아아크 용접중 아아크 프라스마와 용융 금속간 산소와 질소의 거동에 관한 연구)

  • Kim, Jeong-Han
    • Journal of the Korean Society of Safety
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    • v.8 no.3
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    • pp.83-90
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    • 1993
  • 직류 아아크 용접시 아아크 프라스마와 용융 금속 사이의 계면에서 일어나는 전기 화학 반응이 용착금속 내의 산소와 질소의 함량에 미치는 영향이 고찰되었다. 열 화학 반응 뿐만 아니라 전기 화학 반응도 용접부의 산소 및 질소의 함량을 결정하는 중요한 반응 메카니즘이라는 것과 전기 화학 반응의 양을 결정하는 것은 단위 면적당 통과하는 전류의 양을 조절하는 용접 전류와 용접 속도라는 것이 실험적으로 입증되었다. 따라서 이 연구 결과는 아아크 용접시 적당한 용접 조건의 선택뿐만 아니라 용접 재료의 설계 또는 선택에 중요한 지침을 준다.

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