• Title/Summary/Keyword: 나노 결정화

Search Result 325, Processing Time 0.027 seconds

전기적 기판 효과에 따른 nc-Si:H 박막의 나노구조적, 화학적, 기계적 특성 분석

  • Son, Jong-Ik;Jo, Nam-Hui
    • Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
    • /
    • 2011.05a
    • /
    • pp.38.1-38.1
    • /
    • 2011
  • 최근 중동정세의 변화와 유류 소비의 증가에 따른 유가의 급등과, 일본 지진사태로 일어난 원자력 발전의 안정성에 대한 문제로 인하여 안전하고 깨끗하게 에너지를 생산할 수 있는, 저탄소 녹색성장을 구현할 수 있는 신재생 에너지에 관련된 연구에 많은 관심이 모아지고 있다. 특히 태양광 에너지를 전기로 변환하여 사용하는 것은 최근 가장 큰 관심사 중 하나이다. 나노결정 Si (nc-Si) 박막은 이러한 광전자 산업 및 태양 에너지 분야에서의 폭넓은 응용 가능성으로 많은 연구가 진행되고 있다. 이러한 nc-Si 박막의 발광 특성은 비정질 박막내 Si 나노결정에 기인한 양자제한효과(quantum confinement effect)에 의한 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 증착시 기판에 AC (alternating current) Bias를 인가하여 PE CVD 기법으로 nc-Si:H 박막을 증착하였다. H2와 SiH4를 각기 45, 20 sccm으로, 100 W의 RF 전압을 주어 플라즈마를 생성하였으며, 60~900 Hz의 주파수 범위에서 60 V의 Bias를 인가하여 박막을 증착하였다. 이들 박막의 결정 크기, 결정화도, 나노 구조 및 광학적, 화학적, 기계적 특성을 XRD, FT-IR, Raman spectroscopey, AFM, PL, Nano indenter 등을 사용하여 조사하였으며, 기판에 인가된 전압과 주파수에 따른 결정크기와 박막의 광학적 특성과 상관관계를 고찰하였다. Bias 전압에 따라 ~1에서 ~4 nm의 크기를 갖는 나노 크리스탈이 생성 되었으며, 최고 10%의 나노결정 분율을 가지는 박막을 증착하였다. 이는 광학적 특성에도 영향을 주어 PL (photoluminescence)의 피크는 470~710 nm의 영역에서 관찰되었다. 또한 AC-Bias의 영향으로 박막 내 응력 해소에도 영향을 주어 박막내 존재하는 응력이 결정에 미치는 영향도 알 수 있었다. 이번 발표에선 증착 조건에 따른 박막의 나노구조 및 광학적 특성의 변화와 이들 간의 상관관계를 발표하고자 한다.

  • PDF

Nanocrystalline Si formation inside SiNx nanostructures usingionized N2 gas bombardment (이온화 N2 가스 입사를 이용한 SiNx 나노구조 내부의 Si 나노결정 형성)

  • Jung, Min-Cherl;Park, Young-Ju;Shin, Hyun-Joon;Byun, Jun-Seok;Yoon, Jae-Jin;Park, Yong-Sup
    • Journal of the Korean Vacuum Society
    • /
    • v.16 no.6
    • /
    • pp.474-478
    • /
    • 2007
  • Nanostructures of $SiN_x$ were made by bombardment of ionized $N_2$ on Si surface and subsequent annealing. Atomic force micrograph showed the density of $SiN_x$ nanostructures was $3\times10^{10}/cm^2$. Their lateral size and height were 40$\sim$60 nm and 15 nm, respectively. The chemical state of the nanostructure was measured using X-ray photoelectron spectroscopy, which changed from $SiN_x$ to $Si_3N_4\;+\;SiN_x$ as the bombarding ionized gas current increases. Upon annealing, transmission electron micrograph showed a clear evidence for crystalline Si phase formation inside the $SiN_x$ nanostructures. Photoluminescence peak observed at around 400nm was thought to be originated from the interface states between the nanocrystalline Si and surrounding $SiN_x$ nanostructures.

A Study on the Effect of CNT on Crystallization Kinetics and Hydrolytic Degradation of PKA/CNT Composite (PLA/CNT 복합재료의 결정화 특성 및 가수분해에 미치는 CNT 영향에 대한 연구)

  • Li, Mei-Xian;Kim, Sung-Ha;Kim, Si-Hwan;Park, Jong-Kyoo;Lee, Woo-Il
    • Composites Research
    • /
    • v.24 no.4
    • /
    • pp.5-10
    • /
    • 2011
  • As environmental pollution getting worse, biodegradable materials have been drawn more attention than ever. In this study, polylactic acid (PLA)/carbon nanotubc (CNT) nanocomposites were manufactured via extrusion molding and injection molding, In order to change the crystallinity, annealing treatment was done for different time span, Crystallization kinetics of PLA was analyzed by differential scanning calorimeter (DSC), and it was confirmed that a proper amount of CNT can increase the crystallization rate of PLA. In addition, the presence of CNT significantly accelerates the hydrolytic degradation rate of PLA, however, it decreases with the increase of crystallinity. The reason is that degradation may occur in the PLA/CNT interface easily, and the molecular structure of the composite becomes dense with the increase of crystallinity.

저가 준결정질 붕소 분말의 밀링 및 탄소 도핑 처리에 따른 $MgB_2$ 초전도 임계전류밀도의 향상

  • Jeon, Byeong-Hyeok;Kim, Chan-Jung
    • Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
    • /
    • 2011.05a
    • /
    • pp.32.1-32.1
    • /
    • 2011
  • 39 K의 임계온도를 갖는 $MgB_2$ 초전도체를 이용한 전력에너지와 MRI 의료 기기로의 응용 가능성이 높아지고 있다. $MgB_2$ 초전도체 제조에 있어서 마그네슘과 반응성이 좋은 비정질의 붕소 원료 분말 가격이 비싼 반면 상대적으로 경제적인 결정질 분말의 기계적 밀링 공정을 이용하여 비정질화와 나노 입자로의 크기 감소 효과를 얻을 수 있다. 또한 탄소를 이용한 붕소 치환으로부터 고 자기장하에서 초전도 임계 성질을 향상시키고자 유, 무기물 형태의 여러 가지 탄소 소스를 개발하는 연구가 진행되어 왔다. 본 연구에서는 저가의 95~97% 순도, 약 1 ${\mu}m$ 이하 크기를 갖는 준결정상의 붕소 분말을 이용하여 기계적 밀링에 따른 붕소 분말의 비정질화 및 입자 나노화, $MgB_2$ 반응성 향상, $MgB_2$ 결정립 크기 감소 및 결정립계 피닝 증가에 의한 초전도 임계 물성 향상에 대하여 알아보았다. 또한 여러 시간 동안 밀링된 각 붕소 분말에 액체 글리세린을 이용한 탄소 도핑 전처리를 통하여 밀링 시간의 최적화를 알아보았고 이로부터 제조된 $MgB_2$ 초전도 벌크의 경우 적절한 임계온도 감소, 격자 왜곡 결함과 높은 결정립계 밀도 등에 의한 플럭스 피닝 향상으로 $MgB_2$ 초전도체의 임계전류밀도 및 비가역자기장이 증가함을 알 수 있었다. 즉, 경제성 있는 저급의 준결정상을 갖는 붕소 원료 분말의 입자 비정질 나노화 및 탄소 도핑 전처리를 통하여 $MgB_2$ 초전도 임계 물성을 향상시킬 수 있었다.

  • PDF

A study on the synthesis and formation behavior of nanostructrued TiN films by metal doping (금속원소 도핑에 따른 초고경도 나노구조 TiN 박막의 합성 및 형성 거동에 관한 연구)

  • 명현식;한전건
    • Journal of the Korean Vacuum Society
    • /
    • v.12 no.3
    • /
    • pp.193-199
    • /
    • 2003
  • Ti-Cu-N and Ti-Ag-N nanocomposite films with various copper and silver contents were synthesized by arc ion plating and magnetron sputtering hybrid system. The structure and mechanical properties of these films were found to be dependant on the copper and silver concentration. The maximum hardness of Ti-Cu-N and Ti-Ag-N films showed approximately 40 ㎬ below 2 at%Me. The role of soft metallic phase in Ti-Me-N nanosturctured films containing one hard and one soft phase is also discussed.

Thermal and Surface Properties of PET/Nylon66/Clay Nanocomposites (PET/Nylon66/Clay 나노복합재료의 열적물성 및 표면특성)

  • Lee, Minho;Ku, Jahun;Min, Byung Hun;Kim, Jeong Ho
    • Applied Chemistry for Engineering
    • /
    • v.22 no.5
    • /
    • pp.490-494
    • /
    • 2011
  • Nanocomposites of blends of polyethyleneterephthalate (PET) and polyamide66 (Nylon66) containing natural and organically modified montmorillonite clays (PM, $Cloisite^{(R)}$ 25A and 15A) were prepared by melt mixing. DSC results showed that the addition of clay changed the crystallization behavior of PET/Nylon66 nanocomposites. Clay C25A was observed to most significantly change the crystallization temperature than other clays in blends of PET and Nylon66, which may be caused by the difference in interaction with matrix polymers. AFM results also showed that the lowest value of surface roughness was observed for nanocomposites containing C25A indicating the smooth and relatively homogenous surface. Mechanical properties measurement showed the similar results. Contact angle was measured to study the difference in hydrophobicity. An increase in contact angle was observed for nanocomposites with C25A or C15A due to the increased hydrophobicity.

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
    • /
    • v.34 no.3
    • /
    • pp.79-85
    • /
    • 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.

Microstructures of Crystalline Silicon Thin Film using Silicon Nanoink (실리콘 나노잉크를 이용한 결정질 실리콘 박막의 미세구조)

  • Lee, Hyeon-Kyeong;Jeong, Ji-Young;Jang, Bo-Yun
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
    • /
    • 2010.06a
    • /
    • pp.266-266
    • /
    • 2010
  • 실리콘 나노잉크를 이용한 프린팅 공정을 적용하여 결정질 실리콘 박막을 제조하였으며, 다양한 공정조건에 따른 박막의 특성을 연구하였다. 기존의 실리콘 박막형 제조 기술은 고가의 진공프로세스이므로, 비진공 프린팅 공정의 대체를 통하여 박막 태양전지의 제조원가를 획기적으로 절감할 수 있다. 실리콘 나노입자는 저온 플라즈마를 사용하여 합성하였으며, 스핀코팅 (spin coating), 드롭핑 (dropping), 딥핑 (dipping) 등의 프린팅 공정을 이용하여 단결정 실리콘 웨이퍼 위에 박막을 형성하였다. 사용된 실리콘 나노입자는 10 ~ 50 nm 의 크기와 단결정 구조를 갖는다. 이러한 실리콘 나노입자는 Propylene Glycol 용매에 분산시켜 하부기판에 프린팅 하였다. 이렇게 증착된 나노입자들은 $600{\sim}1000^{\circ}C$의 온도와 다양한 분위기에서 열처리되어 고밀도화 되었다. 제조된 실리콘 박막의 물성 분석은 SEM, EDX, 그리고 X-ray 회절 측정을 통하여 수행되었다.

  • PDF