• Membrane Journal
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• v.30 no.2
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• pp.97-110
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• 2020

CO₂ capture and storage (CCS) is one of the promising technologies that can mitigate ever-growing emission of anthropogenic carbon dioxide and resultant climate change. Among them, chemical looping combustion (CLC) and calcium looping (CaL) are getting increasing attention recently as the prospective alternatives to the existing amine scrubbing. Both methods use metal oxides in the process and consist of cyclic reactions. Yet, due to their cyclic nature, they both need to resolve sintering-induced cyclic stability deterioration. Moreover, the structure of the metal oxides needs to be optimized to enhance the overall performance of CO₂ capture and storage. Deposition of thin film coating on the metal oxide is another way to get rid of wear and tear during the sintering process. Chemical vapor deposition or atomic layer deposition are the well-known, established methods to form thin film membranes, which will be discussed in this review. Various effective recent developments on structural modification of metal oxide and incorporation of stabilizers for cyclic stability are also discussed.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.210-210
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• 2013

그래핀은 뛰어난 기계적, 화학적, 광학적, 전기적 특성을 가지고 있는 2차원 물질로, 대면적 합성법과 전사 공정을 통해 다양한 기판에서의 사용이 가능해지면서 차세대 전자 소자로 활용하기위한 활발한 연구가 이루어지고 있다. 디스플레이, 태양전지의 전극과 전계 효과 트랜지스터의 채널로 적용한 연구에서 우수한 결과들을 보이고 있다. 특히, 금속/금속 산화물 전극은 염료 감응형 태양전지와 유기 발광 다이오드 구조에서 화학적으로 불안정할 뿐 아니라 일함수가 고정되어 쇼트키 접촉이 형성되면 저항을 낮추기 어렵지만, 그래핀은 금속/금속 산화물 전극보다 화학적으로 안정하고 일함수의 조절이 가능해 옴 접촉 형성에 용이하다. 그래핀의 일함수를 조절하는 연구는 크게 공유결합과 비공유 결합을 이용한 방법이 시도된다. 공유 결합을 이용한 방법은 합성과정에서 그래핀의 구조에 내재된 결함 혹은 새로운 결함을 형성하여 다른 원소를 첨가하는 방법이다. 이러한 방법은 그래핀의 결함 영역에서 작용하기 때문에 그래핀 전자 구조의 높은 수준 조절을 위해선 그래핀 구조의 파괴가 동반된다. 반면, 비공유 결합을 이용한 방법은 전하 이동 도핑 효과를 이용해 그래핀의 전자 구조를 제어하는 방법으로, 금속/금속산화물/기능기와 그래핀의 적층으로 복합 구조를 형성하는 방법이다. 금속/금속 산화물과의 복합구조는 안정적인 p-형 도핑이 보고되었지만, n-형 도핑은 대기중의 수분, 산소 그리고 기판과의 상호작용에 의해 대기중에서 불안정해 추가적인 피막공정이 요구된다. 기능기를 이용한 적층 구조는 그래핀과 기판사이의 상호작용 혹은 그래핀 전자 구조를 다양한 기능기를 이용해 제어하는 것으로, 이극성을 가진 자기정렬 단일층(self-assembled monolayers)이 대표적인 방법이다. 공간기(spacer)의 길이나 말단기(end group)의 종류로 p-형과 n-형의 도핑 수준을 제어할 수 있지만, 흡착기(chemisorbing groups)의 반응성이 기판의 화학적, 물리적 표면상태에 의존하기때문에 기판 선택이 제약되며 전처리 공정이 요구될 수 있는 한계가 있다. 본 연구에서는 다양한 기판에 적용가능한 용액 공정을 이용해 그래핀과 고분자를 적층하였고, 안정적이고 효과적으로 일함수를 낮추는 구조를 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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• 1998.05b
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• pp.148-153
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• 1998

핵연료 피복관용 신합금을 개발하기 위한 기초연구로서 Zr-xNb계 합금과, Zr-0.8Sn-xNb계 합금을 각각 4종씩 선정하였다. 이들 합금을 판재시편으로 가공한 뒤 Autoclave를 이용하여 36$0^{\circ}C$에서 부식 시험을 실시하였다. 부식과정에서 생성되는 산화막의 미세구조를 관찰하기 위해 천이 전 영역에서 동일두께를 갖도록 부식시편을 준비하여 산화막/금속계면에 대해 SEM관찰을 실시하였다. 또한 석출물의 크기와 부식과의 관계를 조사하기 위하여 부식전의 시편에 대해 TEM관찰을 실시하였다. Zr-xNb 2원계 합금에서는 Nb함량이 적을수록 부식저항성이 증가하는 경향을 보이는데, 0.2Nb가 첨가된 합금이 가장 우수한 부식저항성을 보였다. Zr-0.8Sn-xNb 3원계에서도 천이 전 영역에서는 2원계 합금과 마찬가지로 Nb함량이 적을수록 부식저항성이 증가하나, 천이 후 영역에서는 이런 경향이 바뀌는 것이 관찰되었다. 이는 Sn이 첨가됨으로서 Nb가 부식에 미치는 영향이 달라지기 때문이라 생각된다. 산화막 관찰결과, 순수 Zr은 결정립계를 따라서 산화막이 급격히 성장하는 반면에, Zircaloy-4합금은 매우 균일한 산화막 계면을 유지한다. Zr-xNb계 합금과 Zr-0.8Sn-xNb계 합금에서도 내식성이 우수한 합금은 균일한 산화막/금속 계면을 유지하는 것이 관찰되었다.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.26 no.2
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• pp.128-131
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• 2015

Hydration of nitriles in the environmentally benign neutral conditions is the most economical and attractive way to produce amides. Substantial research works have been carried out to apply the solid metal oxides and transition metal supported catalytic systems to promote the hydration of nitriles. The most significant feature of these catalysts is the applicability to a wide range of substrates including aromatic, alicyclic, hetero-atomic, and aliphatic nitriles. These catalysts are also characterized by the easy isolation from the reaction mixture and the reusability while maintaining the high catalytic activity. This review accounts over the detailed survey of the metal oxide and solid supported metal catalysts for preparing amides from the hydration of nitriles.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.11 no.3 s.32
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• pp.55-62
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• 2004

The oxidation of pure Sn and high Pb-Sn alloys was investigated under different oxidizing conditions of temperature and humidity. Both the chemical nature and the amount of oxides were characterized using electrochemical reduction analysis by measuring the electrolytic reduction potential and total transferred electrical charges. For pure tin, SnO grew faster under humid condition than in dry air at $85^{\circ}C$. A very thin (<10 ${\AA}$) layer of SnO, was formed on the top surface under humid condition. The mixture of SnO and $SnO_2$ was found for oxidation at $150^{\circ}C$. XPS and AES were performed to support the result of oxide reduction.

• Clean Technology
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• v.10 no.1
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• pp.47-51
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• 2004

현재 반도체 공정에서 사용되는 세정기술은 대부분이 1970년대 개발된 RCA 세정법인 과산화수소를 근간으로 하는 습식 세정으로, 표면의 입자를 제거하기 위한 SC-1 세정액은 강력한 산화제인 과산화수소에 의한 표면과 입자의 산화와 암모니아에 의한 표면의 에칭이 동시에 일어나 입자를 표면으로부터 분리시킨다. 금속 불순물을 제거하기 위한 SC-2 세정액은 염산과 과산화수소 혼합액을 사용하며 금속 불순물을 용해시켜 알칼리나 금속 이온을 형성하거나 용해 가능한 화합물을 형성시켜 제거한다. 또한 황산과 과산화수소를 혼합한 Piranha 세정액은 효과적인 유기물 제거제로서 웨이퍼에 오염된 유기물을 용해 가능한 화합물로 만들거나 과산화수소에 의해 형성되는 산화막내에 오염물을 포함시켜 불산 용액으로 산화막을 제거할 때 함께 제거된다. 최근 금속과 산화막을 동시에 제거하기 위해 희석시킨 불산에 과산화수소를 첨가한 세정공정이 사용되고 있으며 불산에 의해 표면의 산화막이 제거될 때 산화막내에 포함된 금속 불순물을 동시에 제거시킬 수 있다. 그러나 이와 같이 습식세정액 내에 공통적으로 포함되어 있는 과산화수소의 분해는 그만큼 가속화되어 사용되는 화학 약품의 양이 그만큼 증가하게 되고 조작하기 어려운 단점도 있다. 이를 해결하기 위해 환경친화적인 관점으로 화학약품의 사용을 최소화하는 등 RCA세정을 보완하는 연구가 계속 진행되고 있다. 본 연구에서는 RCA세정법을 환경적으로 대체할 수 있는 세정에 사용되는 전리수의 pH변화에 따른 전리수 분석을 하였다. 전리수의 제조를 위하여 전해질로는 NH4CI (HCI:H2O:NH4OH=1:1:1)를 사용하였다. pH 11 이상, ORP -700mV~-850mV인 환원수와 pH 3 이하, ORP 1000mV~1200mV인 산화수를 제조하였으며, 초순수를 첨가하여 pH 7.2와 ORP 351.1mV상태까지 조절하였다. 이렇게 만들어진 산화수와 환원수를 시간 변화와 pH 변화에 따라 Clean Room 안에서 FT-IR과 접촉각 측정기로 실험하였다. FT-IR분석에서 산화수는 pH가 높아질수록, 환원수는 낮아질수록 흡수율이 낮아졌다. 접촉각 실험에서는 산화수의 pH가 높아질수록 환원수의 pH가 낮아질수록 접촉각이 커짐을 확인하였다. 결론적으로 전리수를 이용하여 세정을 하면, 접촉성을 조절할 수 있어 반도체 세정을 가능하게 할 수 있으며, 환경친화적인 결과를 도출할 것으로 전망된다.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.28 no.6
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• pp.601-606
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• 2017

One-dimensional nanostructured metal oxide can be formed through an anodic oxidation, which is a typical technique of metal surface treatment. Studies on $TiO_2$ nanotubes have been widely carried out with increasing interests in $TiO_2$, which has an excellent functionality among various metal oxides. The present article reviews the principles of formation of $TiO_2$ nanotubes, which have been studied so far. In particular, the article discussed the equilibrium relationship between the oxide formation and etching, which is a key parameter of $TiO_2$ nanotube growth, and the formation of the porous structure. Furthermore, morphological considerations of $TiO_2$ nanotubes according to electrolyte conditions will be explained to the researchers who will study the application of $TiO_2$ nanotubes formed through the anodic oxidation in the future.

• New & Renewable Energy
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• v.2 no.2 s.6
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• pp.69-74
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• 2006

본 연구는 페라이트의 Fe 양이온 일부를 Ni, Mn, Co등으로 치환하여 M-ferrite를 제조하여 열화학적 2단계 물 분해 반응의 특성을 비교 평가하였고, XRD, SEM, GC등의 분석으로 각 금속산화물의 특성을 확인하였다. M-ferrites 는 고상법으로 제조하였다. 각각의 M-ferrite에 대한 열적환원은 1573K 에서 진행하였고 물 분해 반응은 1273K 에서 실시하였다. 이 반응에서 생성된 가스는 전량 포집하여 GC를 통해 분석하였다. 반응 전후의 시료에 대하여 SEM, XRD를 분석하여 GC결과와 함께 금속산화물의 산화환원반응 특성을 고찰하였다. 그 결과로서 물 분해 반응 후 M-ferrite (M=Co, Ni, Mn)의 생성을 XRD를 통하여 확인할 수 있었고, 물 분해 반응과의 비교결과 격자상수의 증대가 M-ferrite내의 산소의 환원에 영향을 미치는 것을 알 수 있었다. SEM결과에서는 4cycle의 물 분해 반응 후 Mn-ferrite의 심한 sintering 현상을 확인 할 수 있었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2006.06a
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• pp.43-46
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• 2006

본 연구는 페라이트의 Fe 양이온 일부를 Ni, Mn, Co등으로 치환하여 M-ferrites를 제조하여 열화학적 2단계 물 분해 반응의 특성을 비교 평가하였고, XRD, SEM, GC등의 분석으로 각 금속산화물의 특성을 확인하였다. M-ferrites는 고상법으로 제조하였다. 각각의 M-ferrites에 대한 열적환원은 1573K에서 진행하였고 물 분해 반응은 1273K에서 실시하였다. 이 반응에서 생성된 가스는 전량 포집하여 GC를 통해 분석하였다. 반응 전후의 시료에 대하여 SEM, XRD를 분석하여 GC결과와 함께 금속산화물의 산화환원반응 특성을 고찰하였다. 그 결과로서 물 분해 반응 후 M-ferrite (M=Co, Ni, Mn)의 생성을 XRD를 통하여 확인할 수 있었고, 물 분해 반응과의 비교결과 격자상수의 증대가 M-ferrite내의 산소의 환원에 영향을 미치는 것을 알 수 있었다. SEM결과에서는 4cycle의 물 분해 반응 후 Mn-ferrite의 심한 sintering 현상을 확인 할 수 있었다.

• The Korean Journal of Quaternary Research
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• v.10 no.1
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• pp.27-52
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• 1996

금강 퇴적물의 지화학적 특성을 파악하기 위하여 상류에서 하류까지 21개의 표층 퇴적물을 채취하고 총금속(Al, Fe, Mn, Cr, Co, Ni, Cu, Zn, Pb) 입도별 금속 및 존재형태별 금속을 분석하였다. 또한 하천에서 연안역까지 미량금속의 공간적 변화를 보기 위해 부유물 을 일정 간격으로 채취하여 미량금속을 분석하였다. 퇴적물 중 미량 금속 함량을 평균 입도 와 밀접히 관계하여 변화하며 세립질실트 이하 부분에서 가장높은 함량을 보였고 이 높은 함량은 하천 부유물 중 금속 함량과 Mn을 제외하고 거의 유사한 수준이었다. Pb은 조립질 모래에서도 높은 함량을 보이는데 이는 조립질 모래에 많이 포함된 정장석에 의한 영향이 되고 세립질 실트에서의 높은 금속 함량은 세립한 중광물에 의한 영향이다. Mn과 Pb을 제 안한 금속들은 퇴적물 중 주로(70% 이상) 결정 격자와 관계하여 존재하는데 이는 퇴적물의 주구성 입도가 조립하여 금속이 풍부하고 세립한 중광 물에 의한 영향이 크기 때문이다. 하 천에서 염하구로 금속 함량이 급격히 감소하는데 이는 용존 $Mn^{+2}$이온이 $MnO_2$로 변화하는 산화반응과 하천구역에서의 퇴적 그리고 염하구에서 금속이 적어 진 입자(염하구 내에서 유기물 분해/용해로 만들어지거나 재부유 작요에 의한 조립질 물질) 와 하천 부유물과의 혼합작용에 의해 이루어진다.