• Title/Summary/Keyword: 전기 화학적 특성

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극성 (0001) 및 반극성 (11-22) n-ZnO/p-GaN 이종접합 발광 다이오드의 광전 특성 분석에 대한 연구

  • Choe, Nak-Jeong;Lee, Jae-Hwan;Han, Sang-Hyeon;Son, Hyo-Su;Lee, Seong-Nam
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2014.02a
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    • pp.310-310
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    • 2014
  • ZnO박막은 넓은 밴드갭 (3.37 eV), 높은 여기 결합 에너지 (60 meV)를 가지는 육방정계 우르자이트(hexagonal wurtzite) 결정구조를 가지는 II-VI족 화합물 반도체로, 가시광선 영역에서의 높은 광학적 투과도 특성과 자외선 파장에서 발광이 가능한 장점을 가진다. 최근, ZnO박막 성장 기술이 상당히 발전하였지만, 아직까지도 p-형 ZnO박막 성장 기술은 충분히 발전하지 못하여 ZnO의 동종접합 LED는 아직 상용화되지 않고 있는 실정이다. 따라서, 많은 연구 그룹에서 p-GaN, p-SiC, p-diamond, p-Si 등과 같은 p-type 물질 위에 n-type ZnO를 성장시킨 이종접합 다이오드가 연구되고 있다. 특히, p-GaN의 경우 ZnO와의 격자 불일치 정도가 1.8 % 정도로 작다는 장점이 있어 많은 연구가 이루어 지고 있다. 일반적으로 c-축을 기반으로 한 극성ZnO 발광다이오드에서는 자발 분극과 압전 분극 현상에 의해 밴드 휨 현상이 발생하고, 이로 인해 전자와 정공의 공간적 분리가 발생하게 되어 발광 재결합 효율이 제한되고 있다는 문제가 발생한다. 따라서, 본 연구에서는 극성 (0001) 및 비극성 (10-10) n-ZnO/p-GaN 발광다이오드의 성장 및 발광 소자의 전기 및 광학적 특성에 대한 비교 연구를 진행하였다. 금속유기 화학증착법을 이용하여 c-면과 m-면 위에 각각 극성 (0001) 및 반극성 (11-22) GaN박막을 $2.0{\mu}m$ 성장시킨 후 Mg 도핑을 한 p-GaN을 $0.4{\mu}m$ 성장시켜 각각 극성 (0001) 및 반극성 (11-22) p-GaN템플릿을 준비하였다. 이후, N2분위기 $700^{\circ}C$에서 3분동안 열처리를 통하여 Mg 도펀트를 활성화시킨 후 원자층 증착법을 이용하여 동시에 극성 및 반극성 p-GaN의 위에 n-ZnO를 $0.11{\mu}m$ 성장시켜 이종접합구조의 발광소자를 형성하였다. 이때, 극성 (0001) p-GaN 위에는 극성의 n-ZnO 박막이 성장되는 반면, 반극성 (11-22) p-GaN 위에는 비극성 (10-10) n-ZnO 박막이 성장됨을 HR-XRD로 확인하였다. 극성 (0001) n-ZnO/p-GaN이종접합 발광다이오드의 전계 발광 스펙트럼에서는 430 nm 와 550 nm의 두 피크가 동시에 관찰되었다. 430 nm 대역의 파장은 p-GaN의 깊은 준위에서 발광하는 것으로 판단되며, 550 nm 피크 영역은 ZnO의 깊은 준위에서 발광되는 것으로 판단된다. 특히, 10 mA 이하의 저전류 주입시 550 nm의 피크는 430 nm 영역보다 더 큰 발광세기를 나타내고 있다. 하지만, 10 mA 이상의 전류주입 하에서는 550 nm의 영역보다 430 nm의 발광세기가 더욱 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 이것은 ZnO의 밴드갭이 3.37 eV로 GaN의 밴드갭인 3.4 eV다 작기 때문에 우선적으로 ZnO의 깊은 준위에서 발광하는 550 nm가 더욱 우세하지만, 지속적으로 전류주입 증가에 따른 캐리어 증가시 n-ZnO에서 p-GaN로 전자가 넘어가며 p-GaN의 깊은 준위인 430 nm에서의 피크가 우세해지는 것으로 판단된다. 반면에, 비극성 (10-10) n-ZnO/반극성 (11-22) p-GaN 구조의 이종접합 발광다이오드로 전계 발광 스펙트럼에서는 극성 (0001) n-ZnO/p-GaN에 비하여 매우 낮은 전계 발광 세기를 나타내고 있다. 이는, 극성 n-ZnO/p-GaN에 비하여 비극성 n-ZnO/반극성 p-GaN의 결정성이 상대적으로 낮기 때문으로 판단된다. 또한, 20 mA 영역에서도 510 nm의 깊은 준위와 430 nm의 발광이 관찰되었다. 동일한 20 mA하에서 두 피크의 발광세기를 비교하면 430 nm의 영역은 극성 n-ZnO/p-GaN에 비하여 매우 낮은 값을 나타내고 있다. 이는 반극성 (11-22) p-GaN의 경우 극성 (0001) p-GaN에 비하여 우수한 p-형 특성에 기인한 것으로 판단된다.

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A Study on Batch-Type Remote Plasma Dry Cleaning Process for Native Oxide Removal (배치식 플라즈마 세정 설비를 이용한 자연산화막 제거 공정)

  • Park, Jae-Young;Yi, Wook-Yeol;Hyung, Yong-Woo;Nam, Seok-Woo;Lee, Hyeon-Deok;Song, Chang-Lyong;Kang, Ho-Kyu;Roh, Yong-Han
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • 2004.11a
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    • pp.247-251
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    • 2004
  • 반도체 소자의 제조에 있어 실리콘 표면에 성장한 자연산화막을 제거하기 위해 일반적으로 습식 세정 기술이 이용되어 왔다. 하지만 소자의 최소 선폭(design rule)이 nano급으로 고집적화 됨에 따라 contact hole 바닥의 자연산화막을 깨끗이 제거하는데 있어서 그 한계를 나타나고 있다. 이에 대한 효과적인 대안 공정으로 가스 건식 세정 기술이 연구되고 있다. 본 논문에서는 한 번에 50매 이상의 웨이퍼를 처리함으로써 생산성 측면에서 월등한 배치식 설비에서 원거리 플라즈마(remote plasma) 장치에서 2.450Hz의 마이크로웨이브(${\mu}$-wave)에 의해 형성시킨 수소라디칼과 $NF_3$ 가스를 이용하여 실리콘에 결함을 주지 않고 자연산화막을 선택적으로 제거하는 공정에 대해 고찰하였다. AFM을 이용한 표면분석, TEM을 이용한 물성분석, 그리고 ToF-SIMS 및 XPS를 이용한 화학 분석을 습식 및 건식 세정을 비교 평가한 결과, 건식 세정 공정이 실리콘 표면에 결함을 주지 않고 자연산화막을 제거 할 수 있음을 확인하였다. 산화막$(SiO_2)$, 질화막$(Si_3N_4)$, 그리고 다결정 실리콘(Poly-Si) 등의 각 막질별 식각 특성을 고찰하였으며, $NH_3$의 캐리어 가스인 $N_2$의 주입량을 조절함으로써 수소라디칼 형성 효율의 개선이 가능하였으며, 이로부터 게이트와 소스/드레인 사이를 절연하기 위해 이용되는 질화막의 식각 선택비를 2배 정도 개선할 수 있었다. nano급 소자에 실장하여 평가한 결과에서 불산(HF)에 의한 습식 세정 방식에 비하여 약 $20{\sim}50%$ 정도의 contact 저항 감소 효과가 있음이 확인되었다.두 소자 모두 $40mA/cm^2$ 에서 이상적인 화이트 발란스와 같은(0.33,0.33)의 색좌표를 보였다.epsilon}_0=1345$의 빼어난 압전 및 유전특성과 $330^{\circ}C$의 높은 $T_c$를 보였고 그 조성의 vibration velocity는 약4.5 m/s로 나타났다.한 관심이 높아지고 있다. 그러나 고 자장 영상에서의 rf field 에 의한 SAR 증가는 중요한 제한 요소로 부각되고 있다. 나선주사영상은 SAR 문제가 근원적으로 발생하지 않고, EPI에 비하여 하드웨어 요구 조건이 낮아 고 자장에서의 고속영상방법으로 적합하다. 본 논문에서는 고차 shimming 을 통하여 불균일도를 개선하고, single shot 과 interleaving 을 적용한 multi-shot 나선주사영상 기법으로 $100{\times}100$에서 $256{\times}256$의 고해상도 영상을 얻어 고 자장에서 초고속영상기법으로 다양한 적용 가능성을 보였다. 연구에서 연구된 $[^{18}F]F_2$가스는 친핵성 치환반응으로 방사성동위원소를 도입하기 어려운 다양한 방사성의 약품개발에 유용하게 이용될 수 있을 것이다.었으나 움직임 보정 후 영상을 이용하여 비교한 경우, 결합능 변화가 선조체 영역에서 국한되어 나타나며 그 유의성이 움직임 보정 전에 비하여 낮음을 알 수 있었다. 결론: 뇌활성화 과제 수행시에 동반되는 피험자의 머리 움직임에 의하여 도파민 유리가 과대평가되었으며 이는 이 연구에서 제안한 영상정합을 이용한 움직임 보정기법에 의해서 개선되었다. 답이 없는 문제, 문제 만들기, 일반화가 가능한 문제 등으로 보고, 수학적 창의성 중 특히 확산적 사고에 초점을 맞추어 개방형 문제가 확

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Soil Contamination of Heavy Metals in National Industrial Complexes, Korea (국내 주요 국가산업단지에서 중금속에 의한 토양오염)

  • Jeong, Tae-Uk;Cho, Eun-Jeong;Jeong, Jae-Eun;Ji, Hwa-Seong;Lee, Kyeong-Sim;Yoo, Pyung-Jong;Kim, Gi-Gon;Choi, Ji-Yeon;Park, Jong-Hwan;Kim, Seong-Heon;Heo, Jong-Soo;Seo, Dong-Cheol
    • Korean Journal of Environmental Agriculture
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    • v.34 no.2
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    • pp.69-76
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    • 2015
  • BACKGROUND: Contamination of soils by heavy metals is the serious environmental problem. In particular, industrial processing is one of the main sources of heavy metal contamination. The objective of this study was to investigate the distribution characteristics of heavy metals in soils collected from industrial complex. METHODS AND RESULTS: In this study, the soil contamination and enrichment factor (EF) of heavy metals were investigated in three national industrial complexes such as Yeosu, Ulsan and Sihwa Banwal industrial complexes. The target heavy metals includes Cd, Cu, As, Hg, Pb, Cr, Zn, and Ni. The results showed that the contents of Cd, Hg, Pb, Zn and Ni in Yeosu and the contents of Cu, As and Cr in Sihwa Banwal were higher than in any other industrial complex. The results of principal component analysis(PCA) in Yeosu, Ulsan and Sihwa Banwal complex could be explained up to approximately 81.4, 69.1 and 70.9% by two factor, respectively. Enrichment factors of Cd, Pb and Zn in all the investigated industrial complexes were above 1.0 that was the value judged to be a high contamination. And EF of Cr was above 1.0 in Sihwa Banwal complex. EF of Zn in all sites was generally high from the other heavy metals. CONCLUSION: Therefore, soils maybe significantly affected by heavy metals (especially, Cd, Pb and Zn) present in the emissions from industrial complexes.

Application of Porous Carbon Catalyst Activating Reaction of Positive Electrode in Vanadium Redox Flow Battery (바나듐 레독스 흐름전지의 양극반응 활성화를 위한 다공성 탄소 촉매의 적용)

  • Jeong, Sanghyun;Chun, Seung-Kyu;Lee, Jinwoo;Kwon, Yongchai
    • Journal of Energy Engineering
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    • v.23 no.3
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    • pp.150-156
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    • 2014
  • In this study, we implemented a research for improving performance of redox flow battery (RFB) via enhancing reaction rate of vanadium reaction ($[VO]^{2+}/[VO_2]^+$) that was a rate determining step. For doing that, porous catalyst, CMK3 was employed and its perfoamance was compared with that of Vulcan(XC-72) and commercial Pt/C (Johnson-Matthey Pt 20wt.%). Cyclic voltammetry (CV) was used for inspecting reactivity, while its structural feature was measured by TEM and BET&BJH. Also, Charge-discharge trend was evaluated by single cell tests. As result, CMK3 showed 6 times better catalytic activity and twice better reversibility than Vulcan(XC-72), while it showed larger surface area than Vulcan XR due to its porous structure. Furthermore, CMK3 indicated 85% of reactivity and reversibility of commercial Pt/C despite its Pt-less situation. In single cell tests, when RFB adopted CMK3 as catalyst for positive electrode, its charge-discharge curve result was better than that adopted commercial Pt/C.

Gelation Properties and Industrial Application of Functional Protein from Fish Muscle-1. Effect of pH on Chemical Bonds during Thermal Denaturation (기능성 어육단백질의 젤화 특성과 산업적 응용-1. 가열변성 중 화학결합에 미치는 pH의 영향)

  • Jung, Chun-Hee;Kim, Jin-Soo;Jin, Sang-Keun;Kim, Il-Suk;Jung, Kyoo-Jin;Choi, Yeung-Joon
    • Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition
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    • v.33 no.10
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    • pp.1668-1675
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    • 2004
  • The effect of pH on surface hydrophobicity, sulfhydryl group, infrared spectrum, SDS-PAGE (sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis) pattern and enthalpy was investigated in recovered protein from mackerel and frozen blackspotted croaker by alkaline processing. Hydrophobic residue in myofibrillar protein exposed to the surface of protein, and hydrophobic interaction were the highest around 6$0^{\circ}C$. The surface hydrophobicity was different between myofibrillar protein and myofibrillar protein including sarcoplasmic protein (recovered protein). The peak at 1636 c $m^{-l}$ was increased with pH, and the recovered protein was unfolded in alkali pH. Difference of surface and total sulfhydryl group at pH 7.0 and 10 was comparative high, and decrease of surface sulfhydryl group indicated formation of S-S bonds. Mackerel and frozen blackspotted croaker in alkaline pH showed bands of polymerized myosin heavy chain on SDS-PAGE pattern. The transition temperatures of recovered protein were 33.1, 44.3 and 65.5$^{\circ}C$. Gelation of recovered protein from alkali processing was estimated by increase of $\beta$-sheet structure by pH treatment, S-S bonds by oxidation of surface sulfhydryl group in heating, polymerization of myosin heavy chain in order.r.

Synthesis of Co3O4 Nanocubes as an Efficient Electrocatalysts for the Oxygen Evolution Reacitons (물 분해 과정에서 효율적인 촉매 특성을 보이는 Co3O4 nanocubes 합성)

  • Choi, Hyung Wook;Jeong, Dong In;Wu, Shengyuan;Kumar, Mohit;Kang, Bong Kyun;Yang, Woo Seok;Yoon, Dae Ho
    • Composites Research
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    • v.32 no.6
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    • pp.355-359
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    • 2019
  • The high efficient water splitting system should involve the reduction of high overpotential value, which was enhanced by the electrocatalytic reaction efficiency of catalysts, during the hydrogen evolution reaction (HER) and the oxygen evolution reaction (OER) reaction, respectively. Among them, transition metal-based compounds (oxides, sulfides, phosphides, and nitrides) are attracting attention as catalyst materials to replace noble metals that are currently commercially available. Herein, we synthesized optimal monodisperse Co3[Co(CN)6]2 PBAs by FESEM, and confirmed crystallinity by XRD and FT-IR, and thermal behavior of PBAs via TG-DTA. Also, we synthesized monodispersed Co3O4 nanocubes by calcination of Co3[Co(CN)6]2 PBAs, confirmed the crystallinity by XRD, and proceeded OER measurement. Finally, the synthesized Co3O4 nanocubes showed a low overpotential of 312 mV at a current density of 10 mA·cm-2 with a low Tafel plot (96.6 mV·dec-1).

Effects of F-treatment on the Degradation of $Mg_2$Ni type Hydrogen Storage Alloy Electrode ($Mg_2$Ni계 수소저장합금전극의 퇴화거동에 미치는 불화 처리 영향)

  • Kim, Jun-Seong;Choe, Jae-Ung;Lee, Chang-Rae;Gang, Seong-Gun
    • Korean Journal of Materials Research
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    • v.11 no.4
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    • pp.294-299
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    • 2001
  • Effects of the surface fluorination on the electrochemical charge-discharge properties of $Mg_2$Ni electrode in Ni-MH batteries fabricated by mechanical alloying were investigated. After 20h ball milling, Mg and Ni powder formed nanocrystalline $Mg_2$Ni. Discharge capacity of this alloy increased greatly at first one cycle, but due to the formation of Mg(OH)$_2$ passive layer, it showed a rapid degradation in alkaline solution within 10cyc1es. In case of 6N KOH +xN KF electrolyte (x = 0.5, 1, 2), a continuous and stable fluorinated layer formed by adding excess F$^{[-10]}$ ion, increased durability of $Mg_2$Ni electrode greatly and high rate discharge capability(90-100mAh/g). 2N KF addition led to the highest durability of all tested here. The reason of the improvement is due to thin MgF$_2$, which can prevent the $Mg_2$Ni electrode from forming Mg(OH)$_2$layer that is the main cause of degradation.

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Development and Applications of Pore-filled Ion-exchange Membranes (세공충진 이온교환막의 개발 및 응용)

  • Kim, Do-Hyeong;Kang, Moon-Sung
    • Membrane Journal
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    • v.28 no.5
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    • pp.307-319
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    • 2018
  • Ion-exchange membrane (IEM) has fixed charge groups and is a separation membrane which is capable of selectively transporting ions of the opposite polarity. Recently, the interest in IEMs has been increasing as the importance of the desalination and energy conversion processes using them as the key components has increased. Since the IEMs determine the efficiency of the above process, it is necessary to improve the separation performance and durability of them and also to lower the expensive membrane price, which is a hindrance to the widening application of the IEM process. Therefore, it is urgent to develop high-performance and low-cost IEMs. Among various types of IEMs, pore-filled membranes prepared by filling ionomer into a porous polymer substrate are intermediate forms of homogeneous membranes and heterogeneous membranes. The production cost would be cheap like the case of heterogeneous membranes because of the use of inexpensive supports and the reduction of the amount used of raw materials, and at the same time, they exhibit excellent electrochemical characteristics close to homogeneous membranes. In this review, major research and development trends of pore-filled IEMs, which are attracting attention as high-performance and low-cost IEMs, have been summarized and reported according to the application fields.

Structural Stability Analysis of One-Touch Insertion Type Pipe Joint for Refrigerant (냉매용 원터치 삽입식 파이프 조인트의 안전성 구조해석)

  • Kim, Eun-young;Park, Dong-sam
    • Journal of the Society of Disaster Information
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    • v.18 no.3
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    • pp.542-549
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    • 2022
  • Purpose: Pipes are widely used as applied devices in many industrial fields such as machinery, electronics, electricity, and plants, and are also widely used in safety-related fields such as firefighting and chemistry. With the diversification of products, the importance of technology in the piping field is also increasing. In particular, when changing the existing copper pipe to stainless steel, it is necessary to evaluate safety and flow characteristics through structural analysis or flow analysis. Method: This study investigated the structural stability of the 6.35 and 15.88 socket models, which are integrated insert type connectors developed by a company, using FEM. For structural analysis, HyperMesh as pre-processor, HYPER VIEW as post-processor, and LS-DYNA as solver were used. Result: In the case of 6.35 socket, the maximum stresses at hook, holder and hinge were 95.02MPa, 19.59MPa and 44.01MPa, respectively, and in case of 15.88 socket, it was 127.7 MPa, 40.09MPa and 45.23MPa, respectively. Conclusion: Comparing the stress distribution of the two socket models, the stress in the 15.88 socket, which has a relatively large outer diameter, appears to be large overall, but it is significantly lower than the yield stress of each material, indicating that there is no problem in structural safety in both models.

Electrochemical properties of $AB_5$-type Hydrogen alloys upon addition of Zr, Ti and V ($AB_5$계 수소저장합금의 Zr, Ti 및 V 첨가에 따른 전기화학적특성)

  • Kim, D.H.;Cho, S.W.;Jung, S.R.;Park, C.N.;Choi, J.
    • Journal of Hydrogen and New Energy
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    • v.17 no.1
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    • pp.31-38
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    • 2006
  • There are two types of metal hydride electrodes as a negative electrode in a Ni-MH battery, $AB_2$ Zr-based Laves phases and $AB_5$ LM(La-rich mischmetal)-based alloys. The $AB_5$ alloy electrodes have characteristic properties such as a large discharge capacity per volume, easiness in activation, long cycle life and a low cost of alloy. However they have a relatively small discharge capacity per weight. The $AB_2$alloy electrodes have a much higher discharge capacity per weight than $AB_5$ alloy electrodes, however they have some disadvantages of poor activation behavior and cycle life. Therefore, in order to improve the discharge capacity of the $AB_5$ alloy electrode the Zr, Ti and V which are the alloying elements of the $AB_2$ alloys were added to the $LaNi_{3.6}Ai_{0.4}Co_{0.7}Mn_{0.3}$ alloy which was chosen as a $AB_5$ alloy with a high capacity. The addition of Zr, Ti and V to $LaNi_{3.6}Ai_{0.4}Co_{0.7}Mn_{0.3}$ alloy improved the activation to be completed in two cycles. The discharge capacities of Zr 0.02, Ti 0.02 and V 0.1 alloys in $LaNi_{3.6}Ai_{0.4}Co_{0.7}Mn_{0.3}M_y$ (M = Zr, Ti, V) were respectively 346, 348 and 366 mAh/g alloy. The alloy electrodes, Zr 0.02, Ti 0.05 and V 0.1 in $LaNi_{3.6}Ai_{0.4}Co_{0.7}Mn_{0.3}M_y$ (M = Zr, Ti, V), have shown good cycle property after 200 cycles. The rate capability of the $LaNi_{3.6}Ai_{0.4}Co_{0.7}Mn_{0.3}M_y$ (M = Zr, Ti, V) alloy electrodes were very good until 0.6 C rate and the alloys, Zr 0.02, Ti 0.05 and V 0.1, have shown the best result as 92 % at 2.4 C rate. The charge retention property of the $LaNi_{3.6}Ai_{0.4}Co_{0.7}Mn_{0.3}M_y$ (M = Zr, Ti, V) alloys was not good and the alloys with M content from 0.02 to 0.05 showed better charge retention properties.