• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2001년도 춘계학술발표회 초록집
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• pp.8-8
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• 2001

초고속 증착은 짧은 시간에 박막 형성을 가능하게 하므로 window glass 코팅등의 대면적 코팅에 있어서 비용을 절감 시키고, 대량생산을 가능하게 만들기 때문에 관심이 집중되고 있다. 고속증착 공정으로는 high current arc, laser arc, hollow cathode discharge ion plating 그리고 마그네트론 스퍼터링법 등이 있다. 특별히 마그네트론 스퍼터링법은 3m이상의 넓이에 코팅을 할때 두께가 매우 균일하며, 증착율은 evaporation 공정에 비해 경제적, 기능적인 면에서 효율적이다. 그리고 증착된 박막은 매우 조밀하고 좋은 밀착력을 갖고 있으며, 고융점 금속을 포함하여 금속 합금 및 혼합물의 비율을 조정 및 금속 산화물, 질화물, 탄화물 등과 같은 금속의 증착도 stoichiometry를 조정하여 박막을 합성 시키는데 있어서 효과적이다. 이러한 초고속 증착을 만들기 위한 마그네트론 스퍼터링법의 요건은 마그네트론 원이 높은 타켓 power density를 가져야 하며, 타켓에서 효율적으로 플라즈마를 구속하여 스퍼터 되는 이온의 양을 최대화 시킬 수 있어 한다. 따라서 본 실험에서는 초고속 증착을 위해서 직경 50mm 타켓의 UBM magnetron원을 설계 제작하였다. 고밀도의 플라즈마를 형성시키기 위해서, Poisson simulation c code를 이용하여 자기장의 방향, 세기 및 밀도를 측정 하였고, 자기장 측정기(Gauss meter)를 이용하여 실제 자장을 측정 비교 분석하였다. 상기의 data를 바탕으로 여러 형상의 마그네트론원을 설계, 제작하였고. 마그네트론 원의 특성 분석을 위해 I-V 방전 특성을 평가하였고 substrate ion current density와 박막의 증착율을 측정하였다.duty-on 시간의 증가에 따라 $Cr_2N$ 상의 형성이 점점 많아져 80% duty-on 시간 경우에는 거의 CrN과 $Cr_2N$ 상이 공존하는 것으로 나타났다. 또한 duty-on 시간이 증가할수록 회절피크의 세기가 증가하여 결정화가 더 많이 진행되어짐을 알 수 있었다. 마찬가지로 바이어스 펄스이 주파수에 다른 결정성의 변화도 펄스의 주파수가 증가할수록 박막이 결정성이 좋아지고 $Cr_2N$ 상이 쉽게 형성되었다. 증착 진공도에 따른 결정성은 상대적으로 질소의 농도가 높은 낮은 진공도에서는 CrN 상이 주로 형성되었으며, 반대로 높은 진공도에서는 $Cr_2N$ 상이 많이 만들어졌다. 즉 $1.3{\times}10^{-2}Torr$의 증착 진공도에서는 CrN 상만이 보이는 반면 $9.0{\tiems}1-^{-2}Torr$ 진공도에서부터 $Cr_2N$ 상이 형성되기 시작하여 $5.0{\tiems}10^{-2}Torr$ 진공도에서는 두개의 상이 혼재되어 있음을 알 수 있었다. 박막의 내마모성을 조사한 결과 CrN 박막의 마찰 계수는 초기에 급격하게 증가한 후 0.5에서 0.6 사이의 값으로 큰 변화를 보이지 않았으며, $Cr_2N$ 박막도 비슷한 거동을 보였다.차 이, 목적의 차이, 그리고 환경의 의미의 차이에 따라 경관의 미학적 평가가 달라진 것으로 나타났다.corner$적 의도에 의한 경관구성의 일면을 확인할수 있지만 엄밀히 생각하여 보면 이러한 예의 경우도 최락의 총체적인 외형은 마찬가지로 $\ulcorner$순응$\lrcorner$

• 전기화학회지
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• 제16권3호
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• pp.157-161
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• 2013

다공성 $LiMn_{0.6}Fe_{0.4}PO_4$ (LMFP)를 졸-겔법을 이용하여 합성하였고, 원료물질을 양론비로 혼합한 후 혼합물을 $600^{\circ}C$에서 10시간 동안 가열하여 입자 표면 전체에 전도성 탄소물질이 균일하게 형성된 LMFP을 제조하였다. LMFP의 결정구조는 리트펠트법에 의해 조사하였고, 표면구조와 기공특성은 주사전자현미경, 투과전자현미경, BET로 분석하였다. 제조된 LMFP는 표면적이 크고, 입자 표면에는 웹(web) 형태의 다공성 탄소층이 균일하게 형성되어 있는 것을 확인하였다. 상온에서 LMFP를 양극으로 사용하여 0.1 C의 전류밀도에서 초기방전용량은 152 mAh/g, 에너지밀도는 570 Wh/kg로 높았고 사이클 성능도 장기적으로 안정적이었다. 졸-겔법에 의해 제조된 LMFP는 높은 기공도와 균일한 탄소코팅에 의한 시너지효과로 이온확산이 용이하여 우수한 전기화학적 특성을 나타내었다.

• 공업화학
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• 제7권5호
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• pp.999-1005
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• 1996

Carbon 표면에 작용기를 도입하기 위해 산화처리한 후, $H^+$과 Pt 양이온을 교환시키는 이온교환법과 백금용액을 계면활성제가 들어있는 메탄올로 환원을 시켜 carbon에 백금을 담지하는 메탄올 환원법으로 촉매를 제조하여 이미 널리 쓰이고 있는 colloid 방법으로 제조한 촉매와 비교하였다. 메탄올 환원법에서 계면활성제는 carbon과 백금입자의 분산효과를 높이고, 안정한 백금 colloid 용액의 유지를 위해 첨가하였다. 각 담지방법에 의해 담지된 백금입자가 $30{\sim}50{\AA}$의 크기로 분산되어 담지된 것을 TEM과 XRD를 통해 확인하였고, 담지방법에 따른 백금의 담지율은 모두 100%에 가까웠고, 그 중 이온교환법의 담지율이 DCP 측정으로는 99.92%, 연소법으로는 99.87%였다. 각 촉매의 활성을 전기화학적으로 비교하기 위하여 산소환원전류밀도를 측정한 결과, 초기에는(60시간 이내) colloid 방법에 의해 제조된 촉매로 제작한 산소극이 0.7V(vs. RHE)에서 $460mA/cm^2$로 이온교환법, 메탄올 환원법에 의해 제조된 촉매보다 더 우수한 전극성능을 나타냈지만, 장시간(약 100시간 이후) 운전시에 전극성능 감소율은 colloid 방법으로 제조한 촉매로 제작한 전극이 가장 높게 증가하였으며, 메탄올 환원법으로 제조한 전극이 가장 안정된 특성을 보였다.

• 공업화학
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• 제9권5호
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• pp.734-741
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• 1998

본 연구에서는 전극전위 분석법을 사용하여 중성운반체로 dibenzo-18-crown-6(D18Cr6)와 valinomycin(Val)을 이용하여 $K^+$ 이온선택성 PVC막 전극의 막과 용액계면에서의 전극특성을 검토하였다. PVC막에서 감응물질(운반체)에 기본전해질의 혼입 (doping)여부, 감응물질의 종류와 함량, 가소제, 막두께 및 이온의 활동도변화에 따른 전극의 기울기, 선형응답범위 한계측정농도 및 방해이온에 따른 선택계수 등 전극특성을 검토하였다. 중성운반체로 D18Cr6, Val을 $K^+$ 이온으로 착체형성하여 사용하였고, 가소제로 dibutylphthalate(DBP), dioctyl sebacate(DOS) 및 dibutyl sebacate(DBS)를, 혼입제인 기본전해질로 potassium tetraphenylborate (KTPB) 및 용매로 THF를 지지체로 PVC를 이용하여 막을 제조하였다. 운반체의 최적 함량은 D18Cr6와 Val의 경우 3.23 wt %이었고, 가소제는 DBP가 가장 적절한 가소제이었다. 막두께에 대한 영향은 최적 막두께 이상에서는 막두께가 얇아질수록 전극특성이 좋아졌으나, 막두께가 이 이하로 얇아지면 운반체의 용출, 막의 강도 등이 작용하여 전극특성이 나빠짐을 알 수 있었다. D18Cr6의 경우 $K^+$ 이온에 대한 혼합용액법에 의한 선택계수 서열은 다음과 같았다: $NH_4{^+}>Ca^{2+}>Mg^{2+}>Na^+$.

• 한국진공학회지
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• 제11권3호
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• pp.151-158
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• 2002

Decaborane ($B_{10}H_{14}$) 이온 주입법으로 n-type Si (100) 기판에 ultra-shallow $p^{+}-n$ 접합을 형성시켰다. 이온 주입에너지는 5kV와 10kV, 이온 선량은 $1\times10^{12}\textrm{cm}^2$와 $1\times10^{13}\textrm{cm}^2$로 decaborane을 이온 주입시켰다. 이온 주입된 시료들은 $N_2$ 분위기에서 $800^\{\circ}C$, $900^{\circ}C$, $1000^{\circ}C$에서 10초 동안 RTA(Rapid Thermal Annealing) 처리를 하였다. 또한 가속에너지에 따른 결함을 확인하기 위해서 15 kV의 이온 주입 에너지에서 $1\times10^{14}\textrm{cm}^2$만큼 이온 주입하였다. 2 MeV $^4He^{2+}$ channeling spectra에서 15 kV로 주입된 시료가 bare n-type Si와 5 kV, 10 kV의 에너지로 주입된 시료보다 주입시 생긴 결함에 의해 backscattering yield가 더 높게 나타났으며 spectra로부터 얻은 이온 주입으로 인한 비정질층의 두께는 표면으로부터 가속전압이 5kV, 10kV, 15kV일 때 각각 1.9nm, 2.5nm, 4.3nm였다. 10 kV에서 이온 주입된 시료를 $800^{\circ}C$ 열처리 한 결과 결함의 회복으로 인해 bare Si와 비슷한 backscattering yield를 보였으며 이때의 계산된 비정질 층의 두께는 0.98 nm이었다. 홀 측정과 면저항 측정은 dopant의 활성화가 주입된 에너지, 이온 선량, 열처리 온도에 따라 증가함을 보여주었다. I-V 측정 결과 누설 전류 밀도는 열처리 온도가 $800^{\circ}C$에서 $1000^{\circ}C$까지 증가함에 따라 감소하였고 주입에너지가 5kV에서 10kV까지 증가함에 따라 증가하였다.

• 공업화학
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• 제30권4호
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• pp.499-503
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• 2019

GaInP/GaAs 양자우물(quantum well)구조를 N-AlGaInP/p-GaInP 이종 접합구조 태양전지에 도입하여 그 특성을 조사하고 양자우물구조가 없는 태양전지와 비교하였다. 에피층은 (100)평면이 (111)A 방향으로 $6^{\circ}$ 기울어진 p-GaAs 기판 위에 성장하였다. 태양전지 박막구조는 두께 400 nm의 N-AlGaInP 층에 590 nm의 p-GaInP와 210 nm의 GaInP/GaAs 양자 우물 구조(10 nm GaInP/5 nm GaAs의 14겹 구조)가 도입된 양자우물 태양전지 구조와 800 nm의 p-GaInP의 단일이종접합 구조로 이루어진다. 측정결과 $1{\times}1mm^2$의 태양전지에서 단락전류밀도($J_{sc}$)는 양자우물구조가 도입된 태양전지에서는 $9.61mA/cm^2$, 양자우물 구조가 없는 태양전지에서는 $7.06mA/cm^2$가 각각 측정되었다. 이차이온질량 분석법(SIMS)과 외부양자효율(external quantum efficiency) 측정을 통하여 단락전류 증가에 의한 효율증가가 흡수 스펙트럼의 확대가 아닌 양자우물에 의한 carrier 재결합의 억제에 의한 효과임을 확인하였다.

• 대한화학회지
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• 제50권2호
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• pp.163-177
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• 2006

본 연구에서는 전기화학적인 방법을 사용하여 Pt와 Ni 기판 상에 니켈 나이트레이트 용액을 사용하여 박막 형태의 알파 상 니켈 수산화물을 형성한 후 층간 존재하는 음이온의 종류와 농도에 따라 층상구조물의 층간 거리에 대해여 조사하였다. 층간 존재하는 나이트레이트 음이온과 양전하를 가진 층 사이의 정전 인력에 의하여 층간 거리(d003)는 층간 음이온의 농도에 역비례 하는 것으로 관찰되었으며, 특히 FT-IR 분석을 통하여 층간 거리가 감소한 경우 hydrogen-bonded OH만이 존재함을 확인하였다. GC-MS 분석 결과, 본 연구에 니켈 나이트레이트 용액을 사용하였음에도 불구하고 층간에 많은 량이 카보네이트 이온이 존재하는 것으로 조사되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제39권2호
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• pp.82-88
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• 2017

최근, 미생물전기화학기술(microbial electrochemical technology, MET)을 혐기성 소화에 적용하여 바이오가스 발생량을 증대시키는 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 하지만, 내부저항에 따른 Scale-up 측면에서는 아직 활발한 연구가 필요하며, 내부저항을 최소화하기 위한 방안으로는 전류밀도가 높은 전극의 선정, 이온강도 및 전기전도도의 증가, 다양한 전극의 형태 및 재질 선정 등이 보고되고 있다. 최근 Stainless steel은 내구성이 강할 뿐만 아니라 비용 역시 저렴하고, 특히 음극으로 사용되는 경우 백금 금속이나 탄소기반의 섬유재질의 전극과 유사한 효율이 나타남에 따라 그 관심이 높아지고 있다. 따라서, 본 연구에서는 Graphite carbon에 전기전도도 및 전류밀도, 내구성을 향상시킬 수 있는 Ni, Cu, Fe의 코팅 여부와 최근 주목받고 있는 Stainless steel 재질의 판형과 그물망 형태의 전극을 사용하여 전기화학적 특성과 바이오가스 발생량을 비교함으로서 그 효율을 평가하였다. 그 결과, 각 전극 재질에 따른 전류밀도는 $GC-C_M$, GC, SUS-P, SUS-M이 각각 2.03, 1.36, 1.04, $1.13A/m^2$으로 나타났으며, 메탄수율은 $GC-C_M$, GC, SUS-P, SUS-M이 각각 0.27, 0.14, 0.19, 0.21 $L-CH_4/g-COD_{rem.}$로 나타났다. 즉, Stainless 재질의 금속이 코팅된 Graphite carbon과 유사한 전류밀도와 메탄수율을 나타냄을 확인할 수 있었다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집D
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• pp.97-103
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• 2001

The effects of the electrohydrodynamic (EHD) flow and turbulent diffusion on the collection efficiency of a model ESP composed of the plates with a cavity were studied through numerical computation. The electric field and ion space charge density were calculated by the Poisson equation of the electrical potential and the current continuity equation. The EHD flow field was solved by the continuity and momentum equations of the gas phase including the electrical body force induced by the movement of ions under the electric field. The RNG $k-{\varepsilon}$ model was used to analyze the turbulent flow. The particle concentration distribution was calculated from the convective diffusion equation of the particle phase. As the ion space charge increased, the particulate collection efficiency increased because the electrical potential increased over the entire domain in the ESP. The collection efficiency decreased and then increased, i.e. had a minimum value, as the EHD circulating flow became stronger when the electrical migration velocity of the charged particle was low. However, the collection efficiency decreased with the stronger EHD flow when the electrical migration of the particle was higher relatively. The collection efficiency of the model ESP increased as the turbulent diffusivity of the particle increased when the electrical migration velocity of the particle was low. However, the collection efficiency decreased for increasing the turbulent diffusivity when the electrical migration of the particle was higher relatively.

• 한국세라믹학회지
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• 제43권2호
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• pp.121-125
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• 2006

[ $LiFePO_4$ ] is one of the promising materials for cathode material of secondary lithium batteries due to its high energy density, low cost, environmental friendliness and safety. $LiFePO_4$ was synthesized by the solid-state reaction method at 500 - 800°C. The crystal structure of $LiFePO_4$ was analyzed by X-ray powder diffraction. The samples synthesized at 600 and $700^{\circ}C$ showed a single phase of a olivine structure. The particle sizes were increased and the specific surface areas were decreased with heating temperatures. The electrochemical performance was investigated by coin cell test. The discharge capacities at 0.1 C-rate were 118 mAh/g and 112 mAh/g at $600^{\circ}C,\;700^{\circ}C$, respectively. In an attempt to improve the electrical conductivity of cathode materials, $LiFePO_4/graphite$ composite was prepared with various graphite contents. The electrical conductivity and discharge capacity were increased with increasing the graphite contents in composite samples. The rate capabilities at high current densities were also improved.