Si은 값싸고 넓은 시설기반을 갖추고 있어, 발전산업에서 태양광소자의 주원료로 널리 사용된다. 하지만 Si은 간접 띠틈을 Si의 특성을 개선하기 위해 최근 Si에 특정한 결함을 넣어 직접 띠틈으로 바꿔 광효율을 높이려는 시도가 있다. 2015년 초 Si단결정[111]으로 Seiwatz-chain 형태의 결함이 있다면 결함이 있는 Si(111)에 직접 띠틈이 생길 것 이라고 이론적으로 예상했다. 이러한 구조의 제작방법으로 Ca/Si(111)과 Si(111)을 접합 후 가열하여 Ca을 빼내는 방법을 제시했다[1]. 본 연구에서는 이 제작방법 외에 Ca/Si(111)-$2{\times}1$ 표면에서[2] 에피성장으로 결함이 유지된 Si단결정 형성가능성을 제일원리 계산을 통해 연구했다. 제일원리 계산방법으로는 VASP(Vienna Ab-initio Simulation Package)를 이용하였다. Si원자 한개, 두 개, 세 개가 흡착될 경우 원자당 흡착에너지는 각각 3.73 eV, 3.73 eV, 3.91 eV 였다. 따라서 Si원자는 무리형태로 흡착될 것으로 예상되어 결함을 유지하며 단결정으로 성장하기는 어려울 것으로 보인다.
From the combined studies of STM and synchrotron photoemission, it has been found that a $CaF_2$ molecule is dissociated to Ca and F atoms on the $Si(114)-2{\times}1$ held at $500^{\circ}C$ at the initial adsorption stage. The Ca atoms form isolated and unique shapes of silicide molecules as shown in Fig. (a), while the F atoms are desorbed from the surface. On the other hand, beyond a $CaF_2$ coverage of 0.3 monolayer, as shown in Fig. (b), in addition to these silicide molecules, a 1-D facet [composed of (113) and (115) faces] adjacent to an etch pit has been observed, and F atoms are also detected from photoemission. These results imply that F atoms act as an etchant on Si(114) and CaF is adsorbed selectively on the (113) face of this facet. From the present studies, it has been concluded that, an insulating $CaF_2$ layer like that on Si(111) cannot be formed on Si(114), but a CaF-decorated nanofacet with a high aspect-ratio can be grown.
Various fluoride films on a glass substrate were prepared and characterized to provide a seed layer for crystalline Si film growth. The XRD analysis on $CaF_2/glass$ illustrated (220) preferential orientation and showed lattice mismatch less than 5 % with Si. We achieved a fluoride film with breakdown electric field of 1.27 MV/cm, leakage current density about $10^{-6}$$A/cm^2$, and relative dielectric constant less than 5.6. This paper demonstrates microcrystalline silicon $({\mu}c-Si)$ film growth by using a $CaF_2/glass$ substrate. The ${\mu}c-Si$ films exhibited crystallization in (111) and (220) planes, grain size of $700\;{\AA}$, crystalline volume fraction over 65 %, dark- and photo-conductivity ratio of 124, activation energy of 0.49 eV, and dark conductivity less than $4{\times}10^{-7}$ S/cm.
$Ca^{2+}$ 이온과 $Tl^+$ 이온으로 치환되고 완전히 진공 탈수된 제올라이트 X결정 $Ca_{18}Tl_{56}Si_{100}Al_{92}O_{384}$ ($Ca_{18}Tl_{56}$-X;${\alpha}=24.883(4){\AA}$)와 $Ca_{32}Tl_{28}Si_{100}Al_{92}O_{384}$ ($Ca_{32}Tl_{28}$-X;${\alpha}=24.973(4){\AA}A$)의 구조를 21(1)TEX>$^{\circ}C$에서 입방공간군 Fd3을 사용하여 단결정 X-선 회절법으로 해석하고 그 구조를 정밀화 하였다 $Ca_{18}Tl_{56}$-X 결정은 0.045 M $Ca(NO_3)_2$와 0.005 M $TINO_3$ 혼합용액으로 흐름법을 이용하여 이온 교환하였다. $Ca_{32}Tl_{28}$-X는 이와 유사하게 0.0495 M $Ca(NO_3)_2$ 와 0.0005 M $TINO_3$ 혼합용액을 사용하였다. 각 결정은 360$^{\circ}C$, $2{\times}10^{-6}$ Torr에서 탈수시켰다. $Ca_{18}Tl_{56}$-X 및 $Ca_{32}Tl_{28}$-X 결정 구조는 각각 I > 3${\sigma}$ (I)인 382 및 472개의 회절 반사점을 사용하여 각각 $R_1=0.039,\;R_2=0.036$ 및 $R_1=0.046,\;R_2=0.045$의 최종 오차 지수 값을 얻었다. 탈수된 $Ca_{18}Tl_{56}$-X 및 $Ca_{32}Tl_{28}$-X 결정 구조에서, $Ca^{2+}$ 이온과 $Tl^+$ 이온은 서로 틀리는 6개의 결정학적 자리에 위치한다. 16개의 $Ca^{2+}$ 이온은 D6R의 중심인 팔면체 자리 I을 채운다 ($Ca_{18}Tl_{56}$-X : Ca-O=2.42(1) ${\AA}$ 및 O-Ca-O=93.06(4)$^{\circ}$; $Ca_{32}Tl_{28}$-X Ca-O=2.40(1) ${\AA}$ 및 O-Ca-O=93.08(3)$^{\circ}$). $Ca_{18}Tl_{56}$-X 구조에서는 2개의 $Ca^{2+}$ 이온은 자리 II (Ca-O=2.35(2) ${\AA}$ 및 O-Ca-O=111.69(2)$^{\circ}$)를 점유하고 26개의 $Tl^+$ 이온은 큰 동공 내 마주보는 S6R의 자리 II에 점유한다. 각기 3개의 산소로 만들어지는 평면으로부터 1.493 ${\AA}$ 떨어져 있다(Tl-O=2.70(8)${\AA}$ 및 O-Tl-O=92.33(4)$^{\circ}$). 약 4개의 $Tl^+$ 이온은 세 개의 산소로 만들어지는 평면으로부터 소다라이트 동공쪽으로 1.695${\AA}$ 떨어진 자리 II에 위치해 있다(Tl-O=2.81 (1) ${\AA}$ 및 O-Tl-O=87.48(3)$^{\circ}$). 나머지 26개의 $Tl^+$ 이온들은 자리 III'에 분포된다(Tl-O=2.82 (1) ${\AA}$ 및 Tl-O=2.88(3) ${\AA}$). Ca_{32}Tl_{28}$-X 결정 구조에서는 16개의 $Ca^{2+}$ 이온과 15개의 $Tl^+$ 이온들이 자리 II를 점유하고 있다(Ca-O=2.26(1) ${\AA}$ 및 O-Ca-O=119.14(4)$^{\circ}$; Tl-O=2.70(1) ${\AA}$ 및 O-Tl-O=92.38$^{\circ}$). 한 개의 $Tl^+$ 이온들은 자리 II'를 점유한다. 나머지 12개의 $Tl^+$ 이온들은 자리IlI'에 분포된다.
Transient inward current (TI) was studied by the two micro-electrode voltage clamp technique in the sinoatrial node of the rabbit. The author confirmed that in $10^{-6}$ M ouabain TI was found in the SA node and investigated the effects of ions, $(Na^+,\;K^+,\;Ca^{2+})$, $\beta-agonist$ (isoprenaline), local anesthetics (quinidine, lidocaine) and Ca-blockers ($Co^{2+}$, verapamil, diltiazem) on the TI recorded during depolarizing voltage clamp pulses to -40 and -20 mV. The results obtained were as follows ; 1) $10^{-6}M$ ouabain increased the frequency of sinus action potential and decreased the amplitude, especially overshoot of action potential. TI was induced by the depolarizing voltage clamp Pulses and the magnitude of the slow inward current (isi) decreased and the time course was slowed by the same depolarizing pulses. 2) 30% $Na^{+}$ and 24mM $K^+$ decreased by $10^{-6}M$ ouabain and 6 mM $Ca^{2+}$ and $10^{-7}M$ isoprenaline increased TI, $i_{si}$ and current oscillations. 3) Quinidine $(5\times10^{-7}M)$ reduced TI and $i_{si}$ but lidocaine $(10^6\;-10^5M)$ didn't reduced or increase TI. Current oscillations increased and isi decreased by lidocaine. 4) Ca-blockers decreased the amplitude and the frequency of sinus action potential. TI and $i_{si}$ decreased significantly but were not abolished completely at the concentrations used in this experiment. Verapamil and diltiazem had inhibitory action on TI in $2\times10^{-7}M$ concentration and showed very slow recovery after wasting out with normal Tyrode solution.
부분적으로 $Co^{2+}$이온으로 치환한 제올라이트 A를 탈수한 후 메탄올을 흡착한 결정구조 즉 $Co_4Na_4Si_{12}Al_{12}O_{48}{\cdot}$6.5CH_3OH$ (a = 12.169(1) $\AA)$를 입방공간군 Pm$\bar3$m를 사용하여 단결정 X-선 회절법으로 해석하고 정밀화하였다. $Co_4Na_4$-A 제올라이트를 $360^{\circ}C$ 에서 $2{\times}10^{-6}$ torr하에서 2일간 진공탈수한 후 $22(1)^{\circ}C$에서 약 104 torr의 메탄올 증기로 약 1시간 동안 흡착시켜 결정을 만들었다. Full matrix최소자승법 정밀화 계산에서 I > $3\sigma(I)$인 147개의 독립반사를 사용하여 최종오차인자를 $R_1$ = 0.061, $R_2$ = 0.060까지 정밀화시켰다. 단위세포당 4개의 $Co^{2+}$ 이온과 1.5개의 $Na^+$ 이온은 6-링 산소와 결합하고 있었다. 4개의 $Co^{2+}$ 이온은 O(3)의 (111)평면에서 큰 동공쪽으로 약 0.44 $\AA$ 들어가 위치하고 1.5개의 $Na^+$ 이온은 O(3)의 (111)평면에서 소다라이트 동공 깊숙히 약 0.55 $\AA$ 들어간 자리에 위치하고 있다. 2.5개의 $Na^+$ 이온은 8-링 평면상에 위치한다. 단위세포당 약 6.5개의 메탄올 분자가 흡착되었다. 이들 메탄올 분자는 큰 동공내에 위치하고 있고, 4개의 $Co^{2+}$이온과 2.5개의 $Na^+$이온과 결합하고 있다. 4개의 메탄올의 산소는 6-링에 위치한 $Co^{2+}$이온과 결합하고 나머지 2.5개의 메탄올의 산소는 8-링에 위치한 $Na^+$이온과 결합하고 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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