고분자 필름의 무적성을 향상시키기 위하여 우수한 친수성 및 높은 가시광선 투과율을 보이는 유기-무기 혼성 코팅용액을 졸-겔법으로 합성하였다. 코팅용액은 입자 직경이 15 nm 크기의 무기물인 콜로이드 실리카 용액(Ludox)에 유기 조성을 함유한 화합물인 GPS을 첨가하여 제조되었다. 실란 커플링제인 GPS는 콜로이드 실리카와 주변의 매트릭스(matrix)인 고분자 필름에 각각 강한 결합을 형성하여 두 개의 서로 다른 물질을 강하게 연결하는 결합제 역할을 한다. 강산성 조건 하에서 제조된 혼성 코팅용액으로 고분자 필름 위에 코팅한 경우는 코팅필름의 표면이 거의 균열이 없는 매끈한 미세구조를 보이는 반면, 약산과 염기성 조건 하에서 제조된 혼성 코팅용액으로 코팅한 경우에는 균열이 심한 미세구조를 보였다. 또한 pH 2의 산성 조건에서 제조한 필름은 우수한 친수성 및 높은 가시광선 투과율을 보인 반면, 염기성 조건으로 제조한 코팅필름은 친수성이 좋지 않았으며, 낮은 가시광선 투과율을 보였다.
친환경 수성 코팅제의 물성 강화 및 VOCs의 저감 특성을 연구하기 위해서 poly(tetramethylene glycol) 2000, polycarbonate diol 2000, isophorone diisocyanate, dimethylolpropionic acid, 그리고 titanium dioxide를 사용하여 유/무기 하이브리드 수분산 폴리우레탄 코팅제를 제조하였다. R ratio([NCO]/[OH])에 따른 코팅제의 필름 물성 및 무기물의 적용으로 인한 VOCs의 저감 특성에 대해서 연구한 결과 R ratio가 1.5 이상인 경우에서 코팅제로 적합함을 확인하였으며 이는 하드 세그먼트의 영향으로 여겨지며 $TiO_2$의 적용으로 코팅 후 VOCs의 저감 특성을 확인하였다.
Song, Suhee;Ko, Seo-Jin;Shin, Hyunmin;Jin, Youngeup;Kim, Il;Kim, Jin Young;Suh, Hongsuk
Bulletin of the Korean Chemical Society
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제34권11호
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pp.3399-3404
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2013
A new accepter unit, pyrrolo[3,2-b]pyrrole-2,5-dione, was prepared and utilized for the synthesis of the conjugated polymers containing electron donor-acceptor pair for OPVs. Pyrrolo[3,2-b]pyrrole-2,5-dione unit, regioisomer of the known pyrrolo[3,4-c]pyrrole-1,4-dione, is originated from the structure of stable synthetic pigment. The new conjugated polymers with 1,4-diphenylpyrrolo[3,2-b]pyrrole-2,5-dione, thiophene and carbazole were synthesized using Suzuki polymerization to generate P1 and P2. The solid films of P1 and P2 show absorption bands with maximum peaks at about 377, 554 and 374, 542 nm and the absorption onsets at 670 and 674 nm, corresponding to band gaps of 1.85 and 1.84 eV, respectively. To improve the hole mobility of the polymer with 1,4-bis(4-butylphenyl)-pyrrolo[3,2-b]-pyrrole-2,5-dione unit, which was previously reported by us, the butyl group at the 4-positions of the N-substituted phenyl group was substituted with hydrogen and methyl group. The field-effect hole mobility of P2 is $9.6{\times}10^{-5}cm^2/Vs$. The device with $P2:PC_{71}BM$ (1:2) showed $V_{OC}$ value of 0.84 V, $J_{SC}$ value of 5.10 $mA/cm^2$, and FF of 0.33, giving PCE of 1.42%.
음극아크증착과 스퍼터링을 동시에 사용한 하이브리드 공정으로 제조된 TiAlSiN 코팅층의 물성을 평가하였다. TiAlSiN 코팅층은 음극아크 소스에 Ti-Al 타겟을 장착하고 스퍼터링 소스에는 Si 타겟을 장착하여 아르곤과 질소 가스의 혼합가스 분위기에서 스테인리스(SUS304)와 초경(cemented carbide; WC-15wt.%Co) 기판 위에 제조되었다. 음극아크 소스에 인가되는 전류는 고정하고 스퍼터링 소스에 인가되는 전력을 조절하여 TiAlSiN 코팅층의 Si 함량을 제어하였다. TiAlSiN 코팅층의 Si 함량이 증가하면 코팅층의 구조가 주상정에서 비정질 구조로 변화한다. 이는 Si 함량이 증가하면 코팅층에 형성되는 알갱이 구조의 크기가 줄어들기 때문이다. X-선 회절 결과와 Scherrer's equation을 이용하여 Si 함량에 따른 알갱이 구조의 크기를 계산하면 Si이 없는 코팅층은 약 14 nm의 크기를 보이며 8 at.% 이상의 함량에서 약 2.5 nm로 포화된다. TiAlSiN 코팅층의 경도를 Si 함량에 따라 측정하면 Si 함량이 증가하면 경도도 증가하는 경향을 보이며 약 9 at.%의 Si 함량에서 3200 Hv로 최대가 되고 이후에는 감소한다. TiAlSiN이 코팅된 스테인리스 시편을 대기에서 열처리하고 시편 무게증가를 측정하여 코팅층의 내열성을 평가하였다. Si 함량이 증가하면 내열성도 향상되는데 14.4 at.%의 Si 함량에서 $700^{\circ}C$까지 무게 증가가 없으며 $900^{\circ}C$까지 0.43 mg의 증가를 보인다. 본 실험을 통해서 얻어진 TiAlSiN 코팅층은 비교적 높은 경도와 내열성을 확보하여 절상공구 보호막 코팅 소재 등으로 활용이 가능할 것으로 판단된다.
The new semiconducting copolymers with 4,4-dialkyl-$4H$-cyclopenta[2,1-$b$:3,4-$b^{\prime}$]dithiophene and 2,2-dimethyl-$2H$-benzimidazole units were synthesized. The fused aromatic rings, such as cyclopentadithiophene (CPDT) unit, can make the polymer backbone more rigid and coplanar, which induces long conjugation length, narrow band gap, and strong intermolecular ${\pi}-{\pi}$ interaction. The stacking ability was controlled through attaching of linear or branched alkyl side chains. The spectra of PEHCPDTMBI and PHCPDTMBI in the solid films show absorption bands with maximum peaks at 401, 759 and 407, 768 nm, and the absorption onsets at 925 and 954 nm, corresponding to band gaps of 1.34 and 1.30 eV, respectively. The devices comprising PHCPDTMBI with $TiO_X$ showed a $V_{OC}$ of 0.39 V, a $J_{SC}$ of 1.14 $mA/cm^2$, and a $FF$ of 0.34, giving a power conversion efficiency of 0.15%. The PHCPDTMBI with linear alkyl chain on CPDT shows good solubility in organic solvent with higher PCE value than that of PEHCPDTMBI.
The device scale of flash memory was confronted with quantum mechanical limitation. The next generation memory device will be required a break-through for the device scaling problem. Especially, graphene is one of important materials to overcome scaling and operation problem for the memory device, because ofthe high carrier mobility, the mechanicalflexibility, the one atomic layer thick and versatile chemistry. We demonstrate the hybrid memory consisted with the metal-oxide quantum dots and the mono-layered graphene which was transferred to $SiO_2$ (5 nm)/Si substrate. The 5-nm thick secondary $SiO_2$ layer was deposited on the mono-layered graphene by using ultra-high vacuum sputtering system which base pressure is about $1{\times}10^{-10}$ Torr. The $In_2O_3$ quantum dots were distributed on the secondary $SiO_2$2 layer after chemical reaction between deposited In layer and polyamic acid layer through soft baking at $125^{\circ}C$ for 30 min and curing process at $400^{\circ}C$ for 1 hr by using the furnace in $N_2$ ambient. The memory devices with the $In_2O_3$ quantum dots on graphene monolayer between $SiO_2$ thin films have demonstrated and evaluated for the application of next generation nonvolatile memory device. We will discuss the electrical properties to understating memory effect related with quantum mechanical transport between the $In_2O_3$ quantum dots and the Fermi level of graphene layer.
파란 하늘을 나는 선명한 색의 비행체와 거대한 기계에서 뿜어져 나오는 증기의 압도적 이미지는 일본 애니메이션을 대표하는 미야자키 하야오 감독의 작품을 떠올리게 한다. 감독은 과거를 상징하는 산업시대의 기계장치인 증기기관과 미래의 장치인 비행체를 함께 제시하여 모호한 시공간을 구축한다. 이 특별한 시공간은 증기기관을 매개로 한 과거에 대한 향수(鄕愁)이며 비행체로 대표되는 과학과 미래를 향한 동경이다. 이는 현재의 시간이 아닌 과거와 미래의 혼재된 이미지를 기반으로 하는 스팀펑크(Steam Punk) 장르의 특성을 공유한다. 스팀펑크는 공상과학(Science Fiction)의 하위 장르로써 인간이 제어할 수 없는 방향으로 발전하고 있는 과학기술과 기계문명에 대한 근본적 회의와 미래 세계에 대한 낙관을 동시에 담고 있다. 또한 현재를 바라보는 인간의 기대와 실망, 이상과 미련이 투영되어 있다. 미야자키 하야오 감독의 작품 중 <바람계곡의 나우시카>(Nausicaa Of The Valley Of Wind, 風の谷の ナウシカ)와 <천공의 성 라퓨타>(Laputa: Castle In The Sky, 天空の城ラピュタ) 등은 이러한 특성을 분명히 보여준다. 이들 작품은 자연과 인간, 그리고 환경과 파괴에 대한 서사를 증기기관과 비행체로 시각화하여 과거와 미래가 동시에 존재하는 가상의 시공간을 스펙터클하게 구현함으로써 전 세계 팬들을 매혹한다. 그런데 자연과 환경, 공동체의 이상을 매력적으로 표현해 온 미야자키 하야오 감독의 작품에는 기묘하게도 전쟁과 세계 멸망의 이미지가 어김없이 등장한다. <붉은 돼지>(Crimson Pig, 紅の豚)에서는 실제 전쟁 시기를 시대배경으로 설정함으로써 현실세계의 서술로 나아가며, 심지어 <바람이 분다>(The Wind Rises, 風立ちぬ)에서는 일본의 제국주의 침략전쟁을 그리면서도 감독 자신의 존재론적 정체성과 주관적 관점을 낭만적 태도로 투사함으로써 다수의 관객을 당혹시킨다. 그리고 이러한 문제는 정도의 차이는 있으나 그의 작품 전반에서 발견된다. 이는 스팀펑크 장르가 현재의 문제를 마주하기보다 인간이 제어 가능했던 과거와 낙관적인 미래를 혼종하여 모호한 시공간을 그려내는 것과 마찬가지로 애매한 상태로 제시하고 있는 것이라 할 수 있다.
Recently, InGaN/GaN multi-quantum well grown on GaN pyramid structures have attracted much attention due to their hybrid characteristics of quantum well, quantum wire, and quantum dot. This gives us broad band emission which will be useful for phosphor-free white light emitting diode. On the other hand, by using quantum dot emission on top of the pyramid, site selective single photon source could be realized. However, these structures still have several limitations for the single photon source. For instance, the quantum efficiency of quantum dot emission should be improved further. As detection systems have limited numerical aperture, collection efficiency is also important issue. It has been known that micro-cavities can be utilized to modify the radiative decay rate and to control the radiation pattern of quantum dot. Researchers have also been interested in nano-cavities using localized surface plasmon. Although the plasmonic cavities have small quality factor due to high loss of metal, it could have small mode volume because plasmonic wavelength is much smaller than the wavelength in the dielectric cavities. In this work, we used localized surface plasmon to improve efficiency of InGaN qunatum dot as a single photon emitter. We could easily get the localized surface plasmon mode after deposit the metal thin film because lnGaN/GaN multi quantum well has the pyramidal geometry. With numerical simulation (i.e., Finite Difference Time Domain method), we observed highly enhanced decay rate and modified radiation pattern. To confirm these localized surface plasmon effect experimentally, we deposited metal thin films on InGaN/GaN pyramid structures using e-beam deposition. Then, photoluminescence and time-resolved photoluminescence were carried out to measure the improvement of radiative decay rate (Purcell factor). By carrying out cathodoluminescence (CL) experiments, spatial-resolved CL images could also be obtained. As we mentioned before, collection efficiency is also important issue to make an efficient single photon emitter. To confirm the radiation pattern of quantum dot, Fourier optics system was used to capture the angular property of emission. We believe that highly focused localized surface plasmon around site-selective InGaN quantum dot could be a feasible single photon emitter.
폴리카보네이트(PC) 필름을 유연기판으로 사용하기 위해서는 $SiO_x$ 증착에 의한 베리어 특성 개선이 필요하며 이때 베리어 층과 PC 계면 접착력이 매우 중요하다. 본 연구에서는 언더 코팅, UV/$O_3$ 및 저온 플라즈마와 같은 다양한 표면 처리 방법에 의하여 PC 필름 표면을 개질하여 표면의 물리적 화학적 변화가 증착된 베리어 층 계면 접착력에 미치는 영향을 살펴보았다. 표면 처리 전의 PC 필름은 표면 거칠기 및 표면 에너지가 매우 낮아 $SiO_x$ 베리어 층과의 접착력이 현저히 떨어짐을 알 수 있었다. PC 필름을 저온 플라즈마로 표면 처리한 결과, 표면의 거칠기 증가와 극성 관능기 생성에 의하여 극성 표면 에너지가 향상되는 반면 UV/$O_3$ 처리의 경우, 표면 거칠기 변화 없이 표면에 생성된 극성 관능기에 의해 극성 표면 에너지가 증가됨을 알 수 있었다. 이러한 표면의 변화는 베리어층과 PC 기판의 계면 접착력 증가에 기여함을 알 수 있었다. 표면 처리 방법으로 언더 코팅을 사용하는 경우 표면에 에너지를 가하지 않아도 코팅제의 아크릴산과 $SiO_x$의 접착력 향상에 의하여 PC 필름과의 계면 접착력이 증가되며 유무기 하이브리드 다층 구조에 의한 베리어 특성 개선이 함께 일어남을 알 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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