• Title/Summary/Keyword: 산소 분압

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YSZ(yttria-stablilized ziroconia) 박막을 이용한 센서셀의 산소감응

  • 배정운;박준용;황순원;김기동;조영아;전진석;최동수;염근영
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 1999.07a
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    • pp.128-128
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    • 1999
  • 산소이온 전도체로 잘 알려진 Yttira-Stabilizd Ziroconia(TSZ)는 연료전지, oxygen pumps, chemical gas sensor 등 다양한 electrochemical divices에 이용되는 고체 전해질의 하나이다. 특히 YSZ는 oxygen 및 oxygen과 평형상태에 있는 gas들을 검출하는 sensor의 electrolyte로서 가장 많이 쓰이고 있다. 현재 상용화되어 있는 YSZ Sensor는 전통적인 bulk 형태의 ceramic으로 제작된 것으로 충분한 ionic conductivity를 얻기 위해서는 $600^{\circ}C$이상의 operating temperature를 필요로 하나 YSZ를 박막으로 제조시 낮은 operating temperature를 뿐만 아니라 sensor의 소형화, 낮은 ohmic loss 및 다양한 응용이 가능한 장점을 가질 수 있다. 본 실험에서는 산소 이온 전도체로서 8mol%-YSZ 고체전해질을 RF-magnetron bias sputtering 법을 이용하여 증착하였다. 제조된 YSZ 박막을 이용한 산소감응 센서셀 구조는 SiO2/Ni-NiO/Pt/YSZ/Pt-기판이다. 센서셀의 정상상태에서의 기전력(electromotive force ; EMF)을 산소분압(Po:1.013$\times$103Ta ~1.013$\times$105Pa)과 측정온도(30$0^{\circ}C$~$700^{\circ}C$)를 변화시키며 측정하였다. 이론적인 기전력과 측정값 사이의 편차는 Po:1.565$\times$104Pa 이하의 산소분압에서는 컸지만 이 이상의 분압에서는 이론치에 근접한 값을 가졌다. 증착한 YSZ와 Ni-NiO 박막의 구조는 X-ray diffractometer(XRD)를 이용하여 결정구조를 알아 보았고, TSZ 박막의 표면 morphology 관찰은 Scanning electron microscopy(SEM) 이용하였다. 박막의 조성분석은 X-ray energy dispersive analysis(EDX)을 사용하였다.

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A study on the property of ITO layer with oxygen partial pressure variation (산소 분압에 따른 ITO 박막의 특성 변화에 대한 연구)

  • Ryu, Kyungyul;Beak, Kyunghyun;Park, Hyeongsik;YiKim, Junsin
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2010.11a
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    • pp.57.1-57.1
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    • 2010
  • ITO(Indium Tin Oxide)는 전도도와 투과도 특성이 뛰어나 디스플레이, 태양전지, LED 등 여러 산업에서 전극 물질로 널리 사용 되어져 왔다. 최근 ITO의 사용이 급격히 증가하면서 이에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. ITO는 막의 특성을 좋게 하기 위하여 증착 시 Ar gas와 함께 $O_2$가스를 첨가하기도 한다. 본 연구에서는 산소 분압에 따른 ITO 박막의 전기적, 광학적 특성에 대하여 연구하였다. Corning사의 eagle 2000 glass 기판위에 스퍼터링을 이용하여 ITO layer를 증측하였고, 증착시, $O_2$ partial pressure를 0 - 0.5%까지 0.1% 간격으로 가변하였다. 증착된 샘플은 Sinton사의 UV-vis 장비를 이용하여 광학적 특성을 측정하였고, Hall measurement 장비를 이용하여 전기적 특성을 측정하였다. ITO 박막은 $O_2$의 partial pressure가 증가할수록 향상된 전기적, 광학적 특성을 나타내었다.

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Electrical Conductivity of $\textrm{SiO}_2$-doped $\textrm{Cr}_2\textrm{O}_3$ ($\textrm{SiO}_2$를 첨가한 $\textrm{Cr}_2\textrm{O}_3$의 전기전도도)

  • Park, Jin-Seong;Lee, Eun-Gu;Lee, U-Seon;Mun, Jong-Ha
    • Korean Journal of Materials Research
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    • v.7 no.7
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    • pp.604-607
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    • 1997
  • SiO$_{2}$를 첨가한 Cr$_{2}$O$_{3}$의 전기전도도와 미세구조를 산소분압, 온도, 그리고 SiO$_{2}$첨가량에 따라 측정하였다. 입자직경은 1$\mu\textrm{m}$보다 작다. 순수한 Cr$_{2}$O$_{3}$의 전기전도도는 산소분압과 온도가 증가함에 따라 증가하였으며 110$0^{\circ}C$부터 진성 영역이 나타났다. Cr$_{2}$O$_{3}$의 전기전도도는 SiO$_{2}$첨가로 감소하지만, 산소분압에 따른 변화는 SiO$_{2}$첨가와 무관하다.

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Nonstoichiometry of the Tungsten Oxide (산화 텅스텐의 비화학량론)

  • Ryu, Kwang Hyun;Oh, Eung Ju;Kim, Keu Hong;Yo, Chul Hyun
    • Journal of the Korean Chemical Society
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    • v.39 no.3
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    • pp.157-162
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    • 1995
  • The x values and electrical conductivities of the nonstoichiometric compounds $WO_{3-x}$ have been measured in the temperature range from 350 to 700$^{\circ}C$ under oxygen partial pressure of $2{\times}10_{-1}\;to\;1{\times}10_{-5}$ atm. The enthalpy of the defect formation shows an endothermic process, and the oxygen pressure dependence of the defect formation or 1/n varies from -1/5.2 to -1/5.9. The activation energy and 1/n value for the electrical conductivity are 0.24~0.29 eV and -1/4.3~-1/7.6, respectively. The Tungsten Oxide as a n-type semiconductor has predominently defect model of singly charged oxygen vacancy at low temperature, and of doubly charged oxygen vacancy at high temperature.

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Oxygen Partial Pressure Dependency of Al-donor Solubility in ZnO (ZnO내 Al-도우너의 용해도의 산소분압 의존성)

  • 김은동;김남균
    • Journal of the Korean Ceramic Society
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    • v.38 no.12
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    • pp.1093-1096
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    • 2001
  • The Solid solution of A $l_2$ $O_3$ into ZnO can be defined by the substitution reaction of Al$\^$3+/ ions into the Zn$\^$2+/ sites of ZnO crystal lattice, the tetrahedral interstices composed of four neighbor oxygen ions in the wurtzite structure. Since the reaction either creates new zinc vacancies or consumes the oxygen vacancies, it should be in equilibrium with ZnO nonstoichiometry and disorder reactions. The relationships make oxygen partial pressure P$\sub$o2/ control the concentrations of the vacancies and consequently limit the Al solubility in ZnO, [Al$\sub$zn/]$\sub$max/. This paper firstly reports with a refined model for defect quilibria in ZnO that the solubility decrease with the increase of P$\sub$o2/, [Al$\sub$zn/]$\sub$max/ P$\sub$o2/$\^$-1/4/.

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Electrical Properties and Point Defect Types of Semiconducting Rutile (반도성 rutile의 전기적 성질 및 점결함 형태)

  • Baek, Seung-Bong;Kim, Myeong-Ho
    • Korean Journal of Materials Research
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    • v.8 no.10
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    • pp.931-937
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    • 1998
  • The electrical conductivity of undoped mtile was measured in the oxygen partial pressure range of $1~10{-23}$atm and temperature range of $700~1300^{\circ}C$ to investigate the defect types and the electrical properties. The data(logu/logPoz) were divided into the five regions. Therefore the five dominant defect types such as $Ti_nO_{2n-1}$, Ti, Vo, Vo due to impurity, and n-p transition or p-type conduction with the Poz and the temperature were proposed. The formation enthalpies calculated from these experimental results were found to be 10.2eV for Ti, and 4. 92eV for Vo in intrinsic range.

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The Influence of $O_2$ Partial Pressure on Soft Magnetic Properties of As-deposited Fe-Sm-O Thin Films (산소분압에 따른 Fe-Sm-O계 박막의 연자기적 성질)

  • Yoon, T.S.;Cho, W.S.;Koo, E.S.;Li, Ying;Park, J.B.;Kim, C.O.
    • Korean Journal of Materials Research
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    • v.10 no.11
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    • pp.755-759
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    • 2000
  • The influence of $O_2$partial presure on saturation magnetization, coercivity and effective permeability(0.5~100MHz) of as-deposited Fe-Sm-O thin films, which were fabricated by RF magnetron reactive sputtering method, were investigated. The nanocrystalline Fe(sub)83.4Sm(sub)3.4O(sub)13.2 thin film fabricated at $O_2$partial pressure of 5% exhibits the best magnetic softness with saturation magnetization of 18kG, coercivity of 0.82 Oe and effective permeability about 2,600 at 0.5~100MHz. $\alpha$-Fe grain size is decreased with increasing $O_2$partial pressure. In case of $O_2$partial pressure of 10%, it is observed that FeO compound is formed and soft magnetic properties are decreased. The electrical resistivity of Fe-Sm-O thin films were increased with increasing $O_2$partial pressure, the electrical resistivity of Fe(sub)83.4Sm(sub)3.4O(sub)13.2 thin film with the best soft magnetic properties was 130 $\mu$$\Omega$cm. Therefore, It is assumed that the good soft magnetic properties of Fe(sub)83.4Sm(sub)3.4O(sub)13.2 thin film results from high electrical resistivity and decreasing $\alpha$-Fe grain size due to precipitation of Sm-Oxide phase.

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Effects of oxygen partial pressure during sputtering on texture and electrical properties of $CeO_2$ thin films ($CeO_2$박막의 결정성 및 전기적 특성에 미치는 sputtering시 산소분압비의 영향)

    • Journal of the Korean Vacuum Society
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    • v.10 no.1
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    • pp.51-56
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    • 2001
  • $CeO_2$ thin films as insulator for MFISFET (Metal-ferroelectric-insulator- semiconductor-field effect transistor) were deposited by r.f. magnetron sputtering. Ar and $O_2$ gas as the deposition gas were used and the effects of oxygen partial pressure during sputtering on texture and electrical properties of $CeO_2$ thin films were evaluated. All $CeO_2$ thin films deposited on p-type Si(100) substrate at $600^{\circ}C$ exhibited (200) preferred orientation. The films deposited with only Ar gas among various condition had highest preferred orientation but show large hysteresis characteristics in capacitance-voltage measurement due to relatively many charged paricles and roughness. Films show smooth surface state and good C-V characteristics with increasing oxygen partial pressure. It was thought that this trend in C-V characteristics was due to the amount of mobile ionic charge within $CeO_2$ films. The composition of films show oxygen excess, that is, O/$Ce_2$ ratio of films was 2.22~2.42 range and leakage current of films show $10^{-7}~10^{-8}A$order at 100 kV/cm.

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Pulsed Laser Deposition 법을 이용한 ZnO 박막의 제작 및 특성 분석

  • Jeong, Ui-Wan;Lee, Yeong-Min;Lee, Jin-Yong;Lee, Cho-Eun;Sim, Eun-Hui;Gang, Myeong-Gi;Heo, Seong-Eun;Hong, Seung-Su;No, Ga-Hyeon;Kim, Du-Su;Kim, Deuk-Yeong
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2012.02a
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    • pp.379-379
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    • 2012
  • 본 연구에서는 고품질의 ZnO 박막을 제작하기 위해 사파이어 기판 위에 ZnO 박막을 Pulsed Laser Deposition (PLD) 법으로 성장하였다. 레이저 에너지 밀도와 펄스주파수를 고정시켰으며, 성장온도와 산소 분압은 각각 $450{\sim}600^{\circ}C$ 및 5~20 sccm으로 변화를 주어 성장 온도와 산소 분압이 박막 특성에 미치는 영향을 분석하였다. 제작된 박막의 전기적 특성을 측정한 결과 성장온도의 증가에 따라 캐리어 농도는 $9.18{\times}10^{18}cm^{-3}$에서 $3.9{\times}10^{16}cm^{-3}$까지 감소하였고, 캐리어 이동도는 $0.95cm^2/Vs$에서 $8.47cm^2/Vs$ 까지 증가하는 경향을 나타내었으며, 산소분압의 변화에는 특정 임계조건을 갖는 것을 확인하였다. 이러한 이유는 PLD 법 성장 메커니즘에서 플라즈마 플럼(plasma flume) 내에 결합된 ZnO 분자가 기판으로 직접 성장이 이루어지는 과정에서 성장 온도가 증가함에 따라 플럼 내에서 결합 된 ZnO 분자의 열적 안정성이 향상되었으며, 유입되는 산소량의 감소로 인해 원자들의 표면 확산 거리 및 확산 시간이 길어져 보다 안정적인 박막 형성에 기인한 것으로 보인다.

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A Study About the Effect of EGR Ratio on DME HCCI Combustion Process (EGR 율이 DME HCCI 엔진연소과정에 미치는 영향에 관한 연구)

  • Lim, Ocktaeck
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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    • v.37 no.10
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    • pp.879-886
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    • 2013
  • This study aims to provide helpful suggestions for understanding the effect of high EGR on DME HCCI combustion. This study determined which between oxygen partial pressure and oxygen concentration was the main factor affecting the LTHR heating ratio. Furthermore, EGR and the supercharging effect were investigated. To define the parameters for the EGR ratio and supercharging pressure, a numerical analysis of the chemical reaction was conducted under the following conditions: (1) variation of EGR ratio, oxygen concentration, and oxygen content; (2) variation of oxygen partial pressure while the oxygen concentration was almost constant; and (3) variation of oxygen concentration while oxygen partial pressure was constant with EGR and supercharging. The results show that an increase in EGR reduces the combustion duration. On the other hand, an increase in boost pressure increases the combustion duration. Finally, the EGR and boost pressure affect the amount of increase in LTHR.