보론이 100ppm으로 도우핑된 비정질 실리콘을 이용한 쌍극 박막 트랜지스터를 CVD 방법으로 제작하여 전기적 특성을 조사하였다. 쌍극 박막 트랜지스터에 인가한 트레인 전압이 증가하면 정공채널의 드레인 전류는 전자와 정공의 주입에 의해 크게 증가한다. 또한 게이트 전압의 인가 시간에 따른 드레인 전류는 streched exponential로 감소하는데, 이는 전자축적층에 의해 생기는 댕글린 본드 밀도의 변화가 수소의 확산과 동일한 시간 의존성을 갖는 것을 의미한다. 이러한 실험 결과로 부터 보론이 도우핑된 수소화된 비정질 실리콘에 게이트 전압을 인가하거나, 빛 조사시 도우핑 효율이 변화함을 알 수 있다.
PdO-doped $BaZr_{0.85}Y_{0.15}O_{3-\delta}$ (BZPY) proton conductors have been proposed as applicable for intermediate temperature electrolytes for protonic ceramic fuel cells (PCFCs) because the PdO doping is effective for improving the proton conductivity of $BaZr_{0.85}Y_{0.15}O_{3-\delta}$ (BZY) with high affinity for hydrogen. In order to further improve the conductivity of BZPY, two-phase composite electrolytes consisting of a BZPY and molten carbonate were designed. Dense BZPY-based composite electrolytes were fabricated after sintering at $670^{\circ}C$ for 4 h, since molten carbonates fill the grain boundary of the porous BZPY matrix. Furthermore, BZPY/$(Li-0.5Na)_2CO_3$ composites show a significantly enhanced protonic conductivity at intermediate temperatures. This may be because easy proton transport is possible through the interface of the carbonate and oxide phase.
Breath analysis is rapidly evolving as a non-invasive disease recognition and diagnosis method. Metal oxide gas sensors are one of the most ideal platforms for realizing portable, hand-held breath analysis devices in the near future. This paper reviewed the recent developments in metal oxide gas sensors detecting exhaled biomarker gases such as nitric oxides, acetone, ammonia, hydrogen sulfide, and hydrocarbons. Emphasis was placed on strategies to tailor sensing materials/films capable of highly selective and sensitive detection of biomarker gases with negligible cross-response to ethanol, the major interfering breath gas. Specific examples were given to highlight the validity of the strategies, which include optimization of sensing temperature, doping additives, utilizing acid-base interaction, loading catalysts, and controlling gas reforming reaction. In addition, we briefly discussed the design and optimization method of gas sensor arrays for implementing the simultaneous assessment of multiple diseases. Breath analysis using high-performance metal oxide gas sensors/arrays will open new roads for point-of-care diagnosis of diseases such as asthma, diabetes, kidney dysfunction, halitosis, and lung cancer.
Boron doped conducting diamond thin film were grown on Si substrate by microwave plasma chemical vapor deposition from a gaseous feed of hydrogen, acetone/methanol and solid boron. The doping level of boron was controlled from 0ppm to $10^4$ppm (B/C). The Si substrate was tilted ca. 10$^{\circ}$ to make Si substrate have different height and temperature. Experimental results show that same condition but different temperature of Si substrate by height made different crystalline of diamond thin film. There were appeared 3$\sim$4 step of different crystalline morphology of diamond. To characterize the boron-doped diamond thin film, Raman spectroscopy was used for identification of crystallinity. To survey surface morphology, microscope was used. Grain size was changed gradually by different temperature due to different height. The Raman spectrum of film exhibited a sharp peak at 1334$cm^{-1}$, which is characteristic of crystalline diamond. The lower position of diamond film position, the more non-diamond component peak appeared near 1550$cm^{-1}$.
Bifunctional Fe-SBA-15-$SO_3H$ mesoporous materials with different Si/Fe molar ratios (3, 5, and 7) have been synthesized via a simple direct hydrothermal method and characterized by XRD, $N_2$-adsorption/desorption, TG/DTG and FT-IR techniques, and used as solid acid catalysts in the esterification of lactic acid with methanol. XRD and $N_2$ sorption characterizations show successful iron doping within the mesoporous channels of SBA-15-$SO_3H$. The FT-IR and TG/DTG characterizations also reveal the presence of iron. With the incorporation of Fe ions into the SBA-15-$SO_3H$, the acid sites substantially increased because of the self-separated acidity of the hydrolysis of $Fe^{3+}$ solutions. However, in the Si/Fe = 3 molar ratio, the catalytic conversion decreased which is caused by the reduced cooperation effect between the acid pairs due to the weakened hydrogen bonds and collapse of the pore structure. This further suggests that the mesoporous structure decreases with the decrease in Si/Fe ratio.
Diamond Like Carbon film is amorphous film which is considered to consist of three coordinate graphite structure and tetrahedron coordinate diamond structure. Its hardness, thermal conductivity and chemical stability are nearly to one of diamond. It is well known to become semi-conductor by doping of inpurity. In this study Diamond Like Carbon film was synthesized by Microwave Plasma CVD in the gas mixture of hydrogen-methan-nitrogen and doped of nitrogen on the single-crystal silicon or silica glass. The temperature of substrate and nitrogen concentration in the gas mixture had an effect on the bonding state, structural properties and conduction mechanism. The surface morphology was observed by Scanning Electron Microscope. The strucure was analyzed by laser Raman spectrometry. The bonding state was evaluated by electron spectroscopy. Diamond Like Carbon film synthesized was amorphous carbon containing the $sp^2$ and $sp^3$ carbon cluster. The number of $sp^2$ bonding increased as nitrogen concentration increased from 0 to 40 vol% in the feed gas at 1233K substrate temperature and at $7.4\times10^3$ Pa. Increase of nitrogen concentration made Diamond Like Carbon to be amorphous and the doze of nitragen could be controlled by nitrogen concentration of feed gas.
Designing and producing a low-cost, high-current-density electrode with good electrocatalytic activity for the oxygen evolution reaction (OER) is still a major challenge for the industrial hydrogen energy economy. In this study, nanostructured Fe-doped CuCo(OH)2 was discovered to be a precedent electrocatalyst for OER with low overpotential, low Tafel slope, good durability, and high electrochemically active surface sites at reduced mass loadings. Fe-doped CuCo(OH)2 nanosheets are made using a hydrothermal synthesis process. These nanosheets are clumped together to form a highly open hierarchical structure. When used as an electrocatalyst, the Fe-doped CuCo(OH)2 nanosheets required an overpotential of 260 mV to reach a current density of 50 mA cm-2. Also, it showed a small Tafel slope of 72.9 mV dec-1, and superior stability while catalyzing the generation of O2 continuously for 20 hours. The Fe-doped CuCo(OH)2 was found to have a large number of active sites which provide hierarchical and stable transfer routes for both electrolyte ions and electrons, resulting in exceptional OER performance.
최근 화석연료를 대체할 친환경 신재생에너지에 대한 요구가 증가하면서 수소에너지가 미래 대체에너지원으로서 주목받고 있다. 수소를 생산하는 방법 중 수전해 기술은 에너지효율과 안정성이 뛰어난 장점이 있지만, 산소발생반응시 발생하는 높은 과전압은 여전히 단점으로 지적되고 있다. 본 연구에서는 분무열분해 공정을 통하여 Co 전구체로부터 $Co_3O_4$를 제조하였다. 또한, urea, sucrose, citric acid의 유기물첨가제를 사용하여 다양한 입자 크기와 표면형상을 가지는 $Co_3O_4$를 제조하였고, 필요에 따라 추가로 열처리를 실시하였다. 합성한 $Co_3O_4$의 물리적 특성을 분석하기 위해 X-선 회절 분석(XRD)으로 결정성을 조사하였고, 주사전자현미경(SEM)과 투과전자현미경(TEM)으로 입자형상 및 표면을 분석하였다. 질소 흡 탈착 시험을 통해 촉매의 비표면적 및 기공부피를 측정하였고, 질소도핑을 확인하기 위해 X-선 광전자 분광법(XPS)을 사용하였다. 촉매의 산소발생반응 활성을 알아보기 위해 3전극 셀에서 선형주사전위법(LSV)으로 전기화학적 거동을 분석하였다. 첨가제를 사용하지 않은 $Co_3O_4$가 가장 우수한 활성을 보였고, 이는 분무열분해법을 통하여 상대적으로 작은 입자형성과 높은 비표면적의 영향인 것으로 판단된다.
목적: 본 연구의 목적은 보철 재료 표면에서 MnO2-diatom microbubbler (DM)의 세균막 제거 효과를 기존에 치과 임상에 구강세정제로 사용되고 있는 성분들과 비교하여 이 재료가 구강세정제로 사용될 수 있는 가능성을 평가하는 것이다. 재료 및 방법: 이산화망간 나노 시트가 도핑된 DM을 만들었고, 주사전자현미경(SEM)을 이용하여 형태에 대한 관찰 및 도핑된 MnO2의 성분 분석을 시행하였다. 3% 과산화수소수에서 DM의 반응을 시간에 따라 관찰하기 위해 실체 현미경을 이용하였다. 보철 재료 표면의 세균막 제거 효과를 평가하기 위해 비귀금속 합금, 지르코니아, 레진 시편을 제작하였고 치아우식의 원인균이며 호기성 세균인 Streptococcus mutans와 치주질환의 원인균이며 혐기성 세균인 Porphyromonas gingivalis 세균막을 각각 형성하였다. 형성된 세균막에 3% 과산화수소수와 DM을 처리하였을 때 세균막 제거 효과를 클로르헥시딘 글루코네이트와 3% 과산화수소수의 경우와 crystal violet 염색 실험을 통해 비교 평가하였다. 결과: 속이 빈 원통 형태의 규조류에 이산화망간 성분이 발견되었고, 3% 과산화수소수에서 기체를 만들어내는 것을 확인할 수 있었다. 실험에 이용된 모든 재료에서 DM을 처리한 군이 클로르헥시딘 글루코네이트나 3% 과산화수소수 단독으로 사용한 군에 비해 통계적으로 유의하게 세균막을 효과적으로 제거하였다. 결론: MnO2-diatom microbubbler는 보철 재료 표면의 세균막을 기존의 구강세정제 성분에 비해 더 효과적으로 제거할 수 있다.
본 연구에서는 InGaN/GaN multi quantum well (MQW)에서 Indium (In) 도핑효과에 따른 광전기화학적 특성을 관찰하였다. 기판으로는 Sapphire을 사용하였고, 각 Quantum well (QW)을 구성하고 있는 InGaN의 조성을 다르게 하였다. 투과도 측정 결과 일정한 In 조성을 가진 InGaN/GaN MQW에 비해 각 QW의 In 조성을 다르게 한 InGaN/GaN MQW에서 흡수도가 향상되는 것을 확인할 수 있었다. 이는 각각 다른 In 조성을 가진 InGaN 층이 더 넓은 영역의 스펙트럼 에너지를 가지는 빛을 흡수하기 때문인 것으로 생각된다. 광학적 특성을 평가하기 위해 진행한 상온 photoluminescence (PL) 실험을 진행한 결과, 역시 다양한 In 조성을 가진 InGaN/GaN MQW이 더 넓은 파장에서 발광이 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 이들 샘플에 대한 광전기화학적 특성평가를 통하여, gradation In 조성을 가지고 있는 InGaN/GaN MQW이 일정한 In 조성을 가지는 InGaN/GaN MQW에 비해 광전기화학적 물분해 능력이 월등히 향상됨을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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