• Journal of the Korean Chemical Society
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• v.60 no.6
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• pp.402-409
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• 2016

Thin films of lead sulfide colloidal quantum dots (CQDs) of 2.8 nm in diameter are fabricated and their surfaces are passivated by 3-mercaptopropionic acid (MPA) ligand or hybrid type ($MPA+CdCl_2$) ligand, respectively. The changes in valence band electronic structure and atomic composition of each PbS CQD film upon post-treatment such as air, N2 annealing or UV/Ozone have been studied by photoelectron spectroscopy. The air annealing makes the CQD fermi level to move toward the valence band leading to "p-type doping" regardless of ligand type. The UV/Ozone post-treatment generates $Pb(OH)_2$, $PbSO_x$ and PbO on both CQD surfaces. But the amount of the PbO has been reduced in hybrid type ligand case, especially. That is probably because the extra Pb cations in (111) surface are additionally passivated by $Cl_2$ ligand, which limits the reaction between the Pb cation and ozone.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.10 no.3
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• pp.335-340
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• 2001

$Ga_2O_3$(1 wt%)-doped ZnO(GZO) thin films were grown on ${\alpha}-Al_2O_3$ (0001) by rf magnetron sputtering at $510^{\circ}C$, whose crystal structure was polycrystalline. As-grown GZO thin film shows poor electrical properties and photoluminescence (PL) spectra. To improve these properties, GZO thin films were annealed at 800-$900^{\circ}C$ in $N_2$atmosphere for 3 min. After the rapid thermal annealing(RTA), deep defect-level emission disappears and near-band emission is greatly enhanced. Annealed GZO thin films show very low resisitivity of $2.6\times10^{-4}\Omega$/cm with $3.9\times10^{20}/\textrm{cm}^3$ carrier concentration and exceptionally high mobility of 60 $\textrm{cm}^2$/V.s. These improved physical properties are explained in terms of translation of doped-Ga atoms from interstitial to substitutional site.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.31 no.11
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• pp.965-974
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• 2009

This study evaluated the degradation efficiency of malodorous sulfurized-organic compounds by utilizing N- and Sdoped titanium dioxide under visible-light irradiation, and examined the catalyst deactivation and regeneration. Catalyst surface was characterized by employing Fourier-Transform-Infrared-Red (FTIR) spectra. The visible-light-driven photocatalysis techniques were able to efficiently degrade low-level dimethyl sulfide (DMS) and dimethyl disulfide (DMDS) with degradation efficiencies exceeding 97%, whereas they were not effective regarding the removal of high-level DMS and DMDS, with degradation efficiencies of 84 and 23% within 5 hrs of photocatalytic processes. As compared with DMS, DMDS which containes one more sulfur element revealed quick catalyst deactivation. Catalyst deactivation was confirmed by the equality between input and output concentrations of DMD or DMDS, the obsevation of no $CO_2$ generation during a photocatalytic process, and the FTIR spectrum peaks related with sulfur ion compounds, which are major byproducts formed on catalyst surfaces. The mineralization efficiency of DMS at 8 ppm, which was a peak value during a photocatalytic process, was calculated as 144%, exceeding 100%. The catalyst regenerated by high-temperature calcination exhibited higher catalyst recovery efficiency (53 and 58% for DMDS and DMS, respectively) as compared with dry-air and humid-air regeneration processes. However, even the calcined method was unable to totally regenerate deactivated catalysts.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.24 no.3
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• pp.314-319
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• 2013

In this study, nitrogen doped $TiO_2$ ($N-TiO_2$) coated on an activated carbon pellet (ACP) was prepared using sol-gel and the solid state heat treatment of urea to improve the removal property of volatile organic compounds (VOCs). To explore the visible light photocatalytic activity of the ACP under the light emitting diods (LED), the removal property of benzene gas was characterized by gas chromatography. The SEM and BET results show that the increment of titanium tetra isopropoxide contents leads to the increased $TiO_2$ coating amount of ACP surface and decreased specific surface area. From the results of benzene gas removal, the breakthrough time of ACP10 increased about 2 times compared to that of the ACP. The improved performance was attributed to the $N-TiO_2$ coating on ACP surface, which could be more effective to remove benzene gas under the condition of LED lamp.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1999.07a
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• pp.148-148
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• 1999

다이아몬드에 버금가는 높은 경도뿐만 아니라 높은 화학적 안정성 및 열전도성 등 우수한 물리화학적 특성을 가진 입방정 질화붕소(cubic Boron Nitride)는 마찰.마모, 전자, 광학 등의 여러 분야에서의 산업적 응용이 크게 기대되는 자료이다. 특히 탄화물형성원소에 대해 안정하여 철계금속의 가공을 위한 공구재료로의 응용 또한 기대되는 재료이다. 특히 탄화물형성원소에 대해 안정하여 철계금속의 가공을 위한 공구재료로의 응용 또한 크게 기대된다. 이 때문에 각종의 PVD, CVD 공정을 이용하여 c-BN 박막의 합성에 대한 연구가 광범위하게 진행되어 많은 성공사례들이 보고되고 있다. 그러나 이러한 c-BN 박막의 유용성에도 불구하고 아직 실제적인 응용이 이루어지지 못한 것은 증착직후 급격한 박리현상을 보이는 c-BN 박막의 밀착력문제때문이다. 본 연구에서는 평행자기장을 부가한 ME-ARE(Magnetically Enhanced Activated Reactive Evaporation)법을 이용하여 c-BN 박막을 합성하고, 합성된 c-BN 박막의 밀착력에 미치는 공정인자의 영향을 규명하여, 급격한 박리현상을 보이는 c-BN 박막의 밀착력 향상을 위한 최적 공정을 도출하고자 하였다. BN 박막 합성은 전자총에 의해 증발된 보론과 (질소+아르곤) 플라즈마의 활성화반응증착(activated reactive evaporation)에 의해 이루어졌다. 기존의 ARE장치와 달리 열음극(hot cathode)과 양극(anode)사이에 평행자기장을 부여하여 플라즈마를 증대시켜 반응효율을 높혔다. 합성실험용 모재로는 p-type으로 도핑된 (100) Si웨이퍼를 30$\times$40 mm크기로 절단 후, 100%로 희석된 완충불산용액에 10분간 침적하여 표면의 산화층을 제거한후 사용하였다. c-BN 박막을 얻기 위한 주요공정변수는 기판바이어스 전압, discharge 전류, Ar/N가스유량비이었다. 증착공정 인자들을 변화시켜 다양한 조건에서 c-BN 박막의 합성하여 밀착력 변화를 조사하였다. 합성된 박막의 결정성 분석을 FTIR을 이용하였으며, Bn 박막의 상 및 미세구조관찰을 위해 투과전자현미경(TEM;Philips EM400T) 분석을 병행하였고, 박막의 기계적 물성 평가를 위해 미소경도를 측정하였다. 증착된 c-BN 박막은 3~10 GPa의 큰 잔류응력으로 인해 증착직후 급격한 박리현상을 보였다. 이의 개선을 위해 증착중 기판바이어스 제어 및 후열처리를 통해 밀착력을 수~수백배 향상시킬 수 있었다. c-BN 박막의 합성을 위해서는 증착중인 박막표면으로 큰 에너지를 갖는 이온의 충돌이 필요하기 때문에 기판 바이어스가 요구되는데, c-BN의 합성단계를 핵생성 단계와 성장 단계로 구분하여 인가한 기판바이어스를 달리하였다. 이 결과 그림 1에서 나타낸 것처럼 c-BN 박막의 핵생성에 필요한 기판바이어스의 50% 정도만을 인가하였을 때 잔류응력은 크게 경감되었으며, 밀착력이 크게 향상되었다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.11 no.10
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• pp.889-894
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• 2001

2wt% $Al_2O_3-doped$ ZnO (AZO) thin films were deposited on sapphire (0001) single crystal substrate by parellel type rf magnetron sputtering at 55$0^{\circ}C$. The as-grown AZO thin films was polycrystalline and showed only broad deep defect-level photoluminescence (PL). In order to examine the change of PL property, AZO thin films were annealed in $N_2$ (N-AZO) and $H_2$ (H-AZO) at the temperature of $600^{\circ}C$~$1000^{\circ}C$ through rapid thermal annealing. After annealed at $800^{\circ}C$, N-AZO shows near band edge emission (NBE) with very small deep-level emission, and then N-AZO annealed at $900^{\circ}C$ shows only sharp NBE with 219 meV FWHM. In Comparison with N-AZO, H-AZO exhibits very interesting PL features. After $600^{\circ}C$ annealing, deep defect-level emission was quire quenched and NBE around 382 nm (3.2 eV) was observed, which can be explained by the $H_2$passivation effect. At elevated temperature, two interesting peaks corresponding to violet (406 nm, 3.05 eV) and blue (436 nm, 2.84 eV) emission was firstly observed in AZO thin films. Moreover, peculiar PL peak around 694 nm (1.78 eV) is also firstly observed in all the H-AZO thin films and this is believed good evidence of hydrogenation of AZO. Based on defect-level scheme calculated by using the full potential linear muffin-tin orbital (FP-LMTO), the emission 3.2 eV, 3.05 eV, 3.84 eV and 1.78 eV of H-AZO are substantially deginated as exciton emission, transition from conduction band maximum to $V_{ Zn},$ from $Zn_i$, to valence band maximum $(V_{BM})$ and from $V_{o} to V_BM}$, respectively.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.21 no.4
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• pp.596-601
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• 2020

Silicon carbide is considered a potentially useful material for high-temperature electronic devices because of its large band gap energy and p-type or n-type conduction that can be controlled by impurity doping. Accordingly, the thermoelectric properties of -SiC powder prepared by refined diatomite were investigated for high value-added applications of natural diatomite. -SiC powder was synthesized by a carbothermal reduction of the SiO₂ in refined diatomite using carbon black. An acid-treatment process was then performed to eliminate the remaining impurities (Fe, Ca, etc.). n-Type semiconductors were fabricated by sintering the pressed powder at 2000℃ for 1~5h in an N2 atmosphere. The electrical conductivity increased with increasing sintering time, which might be due to an increase in carrier concentration and improvement in grain-to-grain connectivity. The carrier compensation effect caused by the remaining acceptor impurities (Al, etc.) in the obtained -SiC had a deleterious influence on the electrical conductivity. The absolute value of the Seebeck coefficient increased with increasing sintering time, which might be due to a decrease in the stacking fault density accompanied by grain or crystallite growth. On the other hand, the power factor, which reflects the thermoelectric conversion efficiency of the present work, was slightly lower than that of the porous SiC semiconductors fabricated by conventional high-purity -SiC powder, it can be stated that the thermoelectric properties could be improved further by precise control of an acid-treatment process.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.9 no.10
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• pp.1012-1017
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• 1999

Low resistance ohmic contacts to the Si-doped $\textrm{In}_{0.17}\textrm{Ga}_{0.83}\textrm{N}$(~$\times10^{19}\textrm{cm}^{-3}$) were obtained using the W metallization schemes. Specific contact resistance decreased with increasing annealing temperature. The lowest resistance is obtained after a nitrogen ambient annealing at $950^{\circ}C$ for 90 s, which results in a specific contact resistance of $2.75\times10^{-8}\Omega\textrm{cm}^{-3}$. Interfacial reactions and surface are analyzed using x-ray diffraction and scanning electron microscopy (SEM). The X-ray diffraction results show that the reactions between the W film and the $\textrm{In}_{0.17}\textrm{Ga}_{0.83}\textrm{N}$ produce a $\beta$-$W_2N$ phase at the interface. The SEM result shows that the morphology of the contacts is stable up to a temperature as high as $850^{\circ}C$. Possible mechanisms are proposed to describe the annealing temperature dependence of the specific contact resistance.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2000.02a
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• pp.96-96
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• 2000

화학증착법으로 증착된 다이아몬드 박막은 우수한 전기적 특성과 뛰어난 화학적, 열적 안정성 때문에 전계방출소재로 많은 관심을 불러 일으키고 있다. 다이아몬드 박막의 전계방출은 저전계에서 일어나는 것으로 알려져 있으며, 저전계방출의 원인을 규명하려는 많은 연구가 진행되어 왔다. 한편, 다이아몬드 박막의 전계방출전류는 금속기판의 사용에 의한 기판/다이아몬드 접촉의 개선, 다이아몬드 박막내의 흑연성분의 조절에 의한 구조변화, 보론이나 인 (P), 질소의 도핑, 수소 플라즈마나 cesium 등의 금속을 이용한 표면처리 등의 여러 방법에 의하여 향상된다는 것이 입증되었다. 그 외에 메탄과 대기 분위기 처리, 암모니아 분위기에서의 레이저 조사도 전계방출특성을 향상시키는 것으로 보고되었다. 그러나, 다이아몬드 박막의 성장후 구조적 특성이 다른 박막의 후성장이나 열분해된 운자수소 처리가 다이아몬드 박막의 전계방출특성에 미치는 영향에 관한 연구는 지금까지 이루어지지 않았다. 본 연구에서는 수소처리와 후성장이 다이아몬드 박막의 전계방출특성에 미치는 영향을 고찰하고 이로부터 그 원인을 규명하고자 하였다. 다이아몬드 박막은 hot-filament 화학증착법을 이용하여 증착하였다. 후성장한 다잉아몬드 박막내의 흑연성분과 박막의 두께를 체계적으로 조절하여 후성장 박막의 구조적 특성과 그 두께의 영향을 확인할 수 있었다. 후성장층내의 흑연성분과 두께가 증가할수록 전계방출특성은 향상되다가 저하되었다. 한편, 다이아몬드 박막을 성장시킨 후 수소분위기 처리를 함에 따라 전계방출특성은 향상되었지만 수소처리시간이 5분 이상으로 증가함에 따라 그 특성은 저하되었다. 본 연구에서는 수소처리와 후성장시 나타나는 전계방출특성의 변화 원인을 규명하고자 한다.기판위에서 polymer-like Carbon 구조는 향상되는 경향을 보였다.0 mm인 백금 망을 마스크로 사용하여 실제 3차원 미세구조를 제작하여 보았다. 그림 1에서 제작된 구조물의 SEM 사진을 보여주었으며, 식각된 면의 조도가 매우 뛰어나며 모서리의 직각성도 우수함을 확인할 수 있다. 이와 같이 도출된 시험 조건을 기초로 하여 리소그래피 후에 전기 도금을 이용한 금속 몰드 제작 및 이온빔 리소그래피 장점을 최대한 살릴수 있는 미세구조 제작에 대한 연구를 계속 추진할 계획이다. 비정질 Si1-xCx 박막을 증착하여 특성을 분석한 결과 성장된 박막의 성장률은 Carbonfid의 증가에 따라 다른 성장특성을 보였고, Silcne(SiH4) 가스량의 감소와 함께 박막의 성장률이 둔화됨을 볼 수 있다. 또한 Silane 가스량이 적어지는 영역에서는 가스량의 감소에 의해 성장속도가 둔화됨을 볼 수 있다. 또한 Silane 가스량이 적어지는 영역에서는 가스량의 감소에 의해 성장속도가 줄어들어 성장률이 Silane가스량에 의해 지배됨을 볼 수 있다. UV-VIS spectrophotometer에 의한 비정질 SiC 박막의 투과도와 파장과의 관계에 있어 유리를 기판으로 사용했으므로 유리의투과도를 감안했으며, 유리에 대한 상대적인 비율 관계로 투과도를 나타냈었다. 또한 비저질 SiC 박막의 흡수계수는 Ellipsometry에 의해 측정된 Δ과 Ψ값을 이용하여 시뮬레이션한 결과로 비정질 SiC 박막의 두께를 이용하여 구하였다. 또한 Tauc Plot을 통해 박막의 optical band gap을 2.6~3.7eV로 조절할 수 있었다. 20$0^{\circ}C$이상으로 증가시켜도 광투과율은 큰 변화를 나타내지 않았다.부터

• Journal of Adhesion and Interface
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• v.22 no.1
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• pp.1-7
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• 2021

The importance of high capacity energy storage devices has recently emerged for stable power supply through renewable energy generation. From this point of view, the Na-air battery (NAB), which is a next-generation secondary battery, is receiving huge attention because it can realize a high capacity through abundant and inexpensive raw materials. In this study, activated carbon-based catalysts for hybrid type Na-air batteries were prepared and their characteristics were compared and analysed. In particular, from the viewpoint of resource recycling, activated carbon (Orange-C) was prepared using discarded orange peel, and performance was compared with Vulcan carbon, which is widely used. In addition, a Pt/C catalyst (homemade-Pt/C, HM-Pt/C) was synthesized using a modified polyol method to check whether the prepared activated carbon can be used as a supported catalyst, and a commercial Pt/C catalyst (Commercial Pt/C) and electrochemical performance were compared. The prepared Orange-C exhibited a typical H3 type BET isotherm, which is evidence that micropore and mesopore exist. In addition, in the case of HM-Pt/C, it was confirmed through TEM analysis that Pt particles were evenly distributed on the activated carbon supported catalyst. In particular, the HM-Pt/C-based NAB showed the smallest voltage gap (0.224V) and good voltage efficiency (92.34%) in the 1st galvanostatic charge-discharge test. In addition, the cycle performance test conducted for 20 cycles showed the most stable performance.