유도결합플라즈마를 적용한 화학기상증착법으로 $TiO_2$ 박막을 얻었다. 박막의 특성 조절을 위해 수소유량을 변화시켰다. 수소 유량을 증가시킴에 따라 박막의 표면 형상, 결정성, 결정 구조 및 광촉매 특성이 변하였다. 고밀도 플라즈마가 반응 기체의 분해를 촉진함으로써 외부 가열없이 아나타제 $TiO_2$가 만들어졌다. 적절한 양의 수소를 첨가했을 때, 루타일 상으로 상전이가 발생하였다. 화학기상증착법에서 루타일 $TiO_2$는 일반적으로 900 K 이상의 고온에서 형성되는 것으로 알려져 있다. 수소의 역할을 고찰하기 위해 랭뮤어 탐 침법과 발광 분광기를 이용한 플라즈마 진단을 수행하였다.
초고주파 유도결합플라즈마는 에너지전달효율이 높고, 고밀도플라즈마의 발생이 용이하기 때문에, 물 플라즈마에 적용하면, 물로부터 고효율 수소제조가 용이하고, 빠른 응답특성으로 향후 도시형 수소스테이션 등에 적용이 기대되는 첨단기술 분야이다. 본 연구에서는 공급유량, 반응기압력, 플라즈마 출력 등의 공정변수에 따른 물분해 효율을 분석하여 에너지 효율이 높은 운전조건을 찾아내기 위한 연구를 수행하여 약 65% 정도의 물분해 효율과 플라즈마 watt당 0.22 sccm의 수소 생성 결과를 얻었다.
벼의 성장시기에 다른 대기중 삼중수소의 식물채내 흡수실험을 수행하였다. 투명한 아크릴로 만들어진 피폭상자(50x60x120cm)내의 피폭조건은 비록 같은양(18.5 MBq)의 HTO를 증발시키더라도 동일한 농도를 유지하는 것이 거의 불가능하였다. 벼꽃의 매화 직후부터 수확기까지 이삭의 생성시기별로 HTO에 피폭시킨 후 잎, 줄기 및 이삭으로 구분된 시료에서 피폭 후 시간별로 조직자유수의 삼중수소 농토를 측정하였다. 조직자유수의 삼중수소 농도는 이삭에서 가장 느리게 감소하였으나 조직결합수의 삼중수소 농도는 이삭 성장이 가장 왕성한 시기에 높게 측정되었다.
2.45 GHz 마이크로웨이브를 사용하는 전자회전공명 플라즈마를 이용하여 화학적 기상증착(electron cyclotron resonance plasma enhanced chemical vapor deposition; ECR-PECVD) 방법으로 ECR 마이크로웨이브 power, CH$_4$/H$_2$가스 혼합비와 유량, 증착시간, 그리고 기판 bias 전압 등을 변화시켜 가면서 수소가 함유된 비정질 탄소(a-C:H) 박막을 증착하였고, 증착시킨 박막의 특성을 AES(Auger electron spectroscopy), ERDA(elastic recoil detection analysis), FTIR(Fourier transform infrared) 및 Raman 측정 등으로 조사하였다. 증착시킨 a-C:H 박막은 탄소 및 수소원소들로만 구성되어 있음을 AES 측정으로 확인하였다. 그리고 FTIR 측정으로부터 a-C:H 박막은 대부분 sp$^3$결합을 하고 있고 일부는 sp$^2$결합을 하고 있음을 확인하였으며, CH$_4$/H$_2$가스 혼합비와 유량의 변화가 a-C:H 박막의 탄소와 수소의 결합구조에 큰 영향을 미치지 않았으며, 다만 증착시간이 증가할수록 탄소와 수소 원자들의 결합구조가 $CH_3$구조에서 CH$_2$나 CH 구조로 변하고 있음을 알았다. 또한 Raman 스펙트럼의 Gaussian curve fitting을 통하여 sp$^3$/sp$^2$의 결합수에 비례하는 D 및 G peak의 면적 강도비(I$_{D}$/l$_{G}$)는 기판 bias 전압을 증가시킬수록 증가하였으며, 경도도 역시 증가하였다.하였다.
상압 수소 플라즈마 전처리가 구리-구리 직접 본딩에 미치는 영향에 대해서 조사하였다. 상압 수소 플라즈마 처리를 통해 구리 박막의 표면 산화층을 환원시킬 수 있었음을 GIXRD 분석을 통해 확인하였다. 플라즈마 파워가 크고 플라즈마 처리 시간이 길수록 환원력 및 표면 거칠기 관점에서 효과적이었다. DCB를 이용한 계면 결합 에너지 측정에서 상압 수소 플라즈마 전처리 후 300℃에서 본딩한 경우 양호한 계면 결합 에너지를 나타내었으나, 본딩 온도가 낮아질수록 계면 결합 에너지가 낮아져 200℃에서는 본딩이 이루어지지 않았다. 습식 전처리의 경우 250℃ 이상에서 본딩한 경우 강한 결합력을 보였으며, 200℃에서는 낮은 계면 결합 에너지를 나타내었다.
P-Aminobenzaldehyde cyclohexylthiosemicarbazone의 결정 및 분자구조를 Computer controlled four circle diffractometer에 의한 X-선 회절방법으로 해명하였다. 결정은 공간군 C2/c의 단사형계에 속하며 단위세포 상수는 a = 12.488(2), b = 12.276(4), c = 19.997(6)${\AA}$, ${\beta}=103.55(3)^{\circ}$이고 z = 8이다. 구조는 중원자법과 Fourier 방법으로 규명하였으며 full-matrix 최소자승법으로 정밀화하였다. 최종 R값은 2712개의 회절반점에 대하여 0.058이었다. 분자는 N(2)-N(3)결합에대하여 C(8)-S는 trans, C(8)-N(1)은 cis형으로 놓여 있으며 N(1)과 N(3) 원자들이 분자내 수소결합을 만들고 있다. 의자모양의 cyclohexane 고리는 benzene 고리와 $40.7^{\circ}$의 면각을 이루고 있다. 결정내의 분자들은 수소 결합들로 모여져 있는데 $N(2)-H{\ldots}S$ 수소결합이 분자들을 이합체 꼴을 만들며 이들 분자들을 $N-H{\ldots}N$ 수소결합들이 이어주고 있다.
사염화탄소 용액중에서 thiopropionamide(TPA)와 N,N-dimethylalkylamides(DMF, DMA, DMP)간의 수소결합에 관한 열역학적 상수를 구하기 위하여 TPA의 근적외선 영역의 흡수띠 중에서 $ν_a+amide II$조합띠를 사용하여 5${\sim}$55$^{\circ}C$ 범위에서 실험하였다. TPA 단위체와 수소결합을 하고 있는 TPA의 혼합 흡수띠를 Lorentzian-Gaussian product function을 사용하여 개개의 띠로 분리하였다. 컴퓨터로 분해하여 얻은 개개의 흡수띠의 면적을 사용하여 단위체 및 1 : 1 복합체의 농도를 계산하였고 이로부터 평형상수를 구하였다. 열역학적 상수들은 온도의존 흡수띠를 분석하여 구하였다. TPA와 DMF, DMA 및 DMP간의 1 : 1 복합체의 ${\Delta}$$H^{\circ}$는 각각 -12.5, -13.5, -14.1kJ/mol이었고.${\Delta}$$S^{\circ}$는 각각 -15.2, -17.9, -22.3kJ/mol${\cdot}$deg이었다.
인공 DNase의 새로운 리간드 분자로 설계된 2,9-(N,N-dimethylethylenediamino)-1,10-phenanthroline(A) 및 2,9-(N,N-Dimethylethylenediaminomethyl)-1,10-phenanthroline(B)의 Cu(II) 착 화합물에 의한 2',3'-cAMP의 촉매 가수분해 반응에서 리간드 분자의 아미노기들과 2',3'-cAMP의 인산기 사이에 형성되는 분자내 4개의 수소결합들로 인하여 (A) 및 (B)의 Cu(II) 착 화합물은 2,9-dimethyl-o-phenanthroline의 Cu(II) 착 화합물에 의한 2',3'-cAMP의 촉매 가수분해 반응 속도를 7만배 이상 빠르게 촉진 할 것으로 예측되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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