• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 추계학술대회 논문집 Vol.21
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• pp.145-145
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• 2008

High-k materials have been paid much more attention for their characteristics with high permittivity to reduce the leakage current through the scaled gate oxide. Among the high-k materials, $ZrO_2$ is one of the most attractive ones combing such favorable properties as a high dielectric constant (k= 20 ~ 25), wide band gap (5 ~ 7 eV) as well as a close thermal expansion coefficient with Si that results in good thermal stability of the $ZrO_2$/Si structure. During the etching process, plasma etching has been widely used to define fine-line patterns, selectively remove materials over topography, planarize surfaces, and trip photoresist. About the high-k materials etching, the relation between the etch characteristics of high-k dielectric materials and plasma properties is required to be studied more to match standard processing procedure with low damaged removal process. Among several etching techniques, we chose the inductively coupled plasma (ICP) for high-density plasma, easy control of ion energy and flux, low ownership and simple structure. And the $BCl_3$ was included in the gas due to the effective extraction of oxygen in the form of $BCl_xO_y$ compounds. During the etching process, the wafer surface temperature is an important parameter, until now, there is less study on temperature parameter. In this study, the etch mechanism of $ZrO_2$ thin film was investigated in function of $Cl_2$ addition to $BCl_3$/Ar gas mixture ratio, RF power and DC-bias power based on substrate temperature increased from $10^{\circ}C$ to $80^{\circ}C$. The variations of relative volume densities for the particles were measured with optical emission spectroscopy (OES). The surface imagination was measured by scanning emission spectroscope (SEM). The chemical state of film was investigated using energy dispersive X-ray (EDX).

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 추계학술대회 논문집 Vol.21
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• pp.363-363
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• 2008

The development of dry etching process for sapphire wafer with plasma has been key issues for the opto-electric devices. The challenges are increasing control and obtaining low plasma induced-damage because an unwanted scattering of radiation is caused by the spatial disorder of pattern and variation of surface roughness. The plasma-induced damages during plasma etching process can be classified as impurity contamination of residual etch products or bonding disruption in lattice due to charged particle bombardment. Therefor, fine pattern technology with low damaged etching process and high etch rate are urgently needed. Until now, there are a lot of reports on the etching of sapphire wafer with using $Cl_2$/Ar, $BCl_3$/Ar, HBr/Ar and so on [1]. However, the etch behavior of sapphire wafer have investigated with variation of only one parameter while other parameters are fixed. In this study, we investigated the effect of pressure and other parameters on the etch rate and the selectivity. We selected $BCl_3$ as an etch ant because $BCl_3$ plasmas are widely used in etching process of oxide materials. In plasma, the $BCl_3$ molecule can be dissociated into B radical, $B^+$ ion, Cl radical and $Cl^+$ ion. However, the $BCl_3$ molecule can be dissociated into B radical or $B^+$ ion easier than Cl radical or $Cl^+$ ion. First, we evaluated the etch behaviors of sapphire wafer in $BCl_3$/additive gases (Ar, $N_2,Cl_2$) gases. The behavior of etch rate of sapphire substrate was monitored as a function of additive gas ratio to $BCl_3$ based plasma, total flow rate, r.f. power, d.c. bias under different pressures of 5 mTorr, 10 mTorr, 20 mTorr and 30 mTorr. The etch rates of sapphire wafer, $SiO_2$ and PR were measured with using alpha step surface profiler. In order to understand the changes of radicals, volume density of Cl, B radical and BCl molecule were investigated with optical emission spectroscopy (OES). The chemical states of $Al_2O_3$ thin films were studied with energy dispersive X-ray (EDX) and depth profile anlysis of auger electron spectroscopy (AES). The enhancement of sapphire substrate can be explained by the reactive ion etching mechanism with the competition of the formation of volatile $AlCl_3$, $Al_2Cl_6$ or $BOCl_3$ and the sputter effect by energetic ions.

• Environmental Analysis Health and Toxicology
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• 제19권1호
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• pp.33-40
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• 2004

Benzoyl peroxide is a High Production Volume Chemical, which is produced about 1,371 tons/year in Korea as of 2001 survey. The substance is mainly used as initiators in polymerization, catalysts in the plastics industry, bleaching agents for flour and medication for acne vulgaris. In this study, Quantitative Structure-Activity Relationships (QSAR) are used for getting adequate information on the physical -chemical properties of this chemical. And hydrolysis in water, acute toxicity to aquatic and terrestrial organisms for benzoyl peroxide were studied. The physical -chemical properties of benzoyl peroxide were estimated as followed; vapor pressure=0.00929 Pa, Log $K_{ow}$ = 3.43, Henry's Law constant=3.54${\times}$10$^{-6}$ atm-㎥/mole at $25^{\circ}C$, the half-life of photodegradation=3 days and bioconcentration factor (BCF)=92. Hydrolysis half-life of benzoyl peroxide in water was 5.2 hr at pH 7 at $25^{\circ}C$ and according to the structure of this substance hydrolysis product was expected to benzoic acid. Benzoyl peroxide has toxic effects on the aquatic organisms. 72 hr-Er $C_{50}$ (growth rate) for algae was 0.44 mg/1.,48 hr-E $C_{50}$ for daphnia was 0.07mg/L and the 96hr-L $C_{50}$ of acute toxicity to fish was 0.24mg/L. Acute toxicity to terrestrial organisms (earth worm) of benzoyl peroxide was low (14 day-L $C_{50}$ = > 1,000 mg/kg). Although benzoyl peroxide is high toxic to aquatic organisms, the substance if not bioaccumulated because of the rapid removal by hydrolysis (half-life=5.2 hr at pH 7 at $25^{\circ}C$) and biodegradation (83% by BOD after 21 days). The toxicity observed is assumed to be due to benzoyl peroxide rather than benzoic acid, which shows much lower toxicity to aquatic organisms. One can assume that effects occur before hydrolysis takes place. From the acute toxicity value of algae, daphnia and fish, an assessment factor of 100 was used to determine the predicted no effect concentration (PNEC). The PNEC was calculated to be 0.7$\mu\textrm{g}$/L based on the 48 hr-E $C_{50}$ daphnia (0.07 mg/L). The substance shows high acute toxicity to aquatic organisms and some information indicates wide-dispersive ore of this substance. So this substance is, a candidate for further work, even if it hydrolysis rapidly and has a low bioaccumulation potential. This could lead to local concern for the aquatic environment and therefore environmental exposure assessment is recommended.

• 한국자기학회지
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• 제19권4호
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• pp.121-125
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• 2009

비정질 $Ge_{1-x}Mn_x$ 박막을 $400^{\circ}C$에서 $700^{\circ}C$까지 온도범위에서 각 3분씩 고진공챔버($10^{-8}$ torr)에서 열처리하였고, as-grown 시료와 열처리한 시료의 전기적 특성과 자기수송특성을 연구하였다. 성분함량은 energy dispersive X-ray spectroscopy(EDS)와 x-ray photoelectron spectroscopy(XPS)로 측정하였으며, 박막의 구조분석은 x-ray diffractometer(XRD)와 transmission electron microscopy(TEM)를 이용하였다. 자성특성은 여러 범위의 자기장에서 Magnetic property measure system(MPMS)를 이용하였다. 박막의 전기적 특성은 standard four-point probe와 Physical property measurement system(PPMS)로 측정하였으며, van der Pauw 방법을 사용하여 Anomalous Hall effect를 측정하였다. X-ray 회절 패턴 분석을 통해 $500^{\circ}C$에서 3분 동안 열처리한 시료는 여전히 비정질 상태인 것을 알 수 있었으며, $600^{\circ}C$의 열처리 온도에서 결정화를 확인할 수 있었다. as-grown $Ge_1$_$_xMn_x$ 박막과 열처리한 $Ge_{1-x}Mn_x$ 박막을 온도에 따른 비저항 값의 변화를 측정하였고, 반도체의 특성을 보이는 것을 확인할 수 있었다. 또한 열처리 온도가 높을수록 비저항도 증가하는 것을 관찰할 수 있었다. $700^{\circ}C$에서 열처리한 $Ge_1$_$_xMn_x$ 박막은 저온에서 negative magnetoresistance(MR)을 확인할 수 있었고, MR ratio는 10 K에서 약 8.5 %를 보였다. 모든 MR 그래프에서 curve의 비대칭을 확인 할 수 있었으며, anomalous Hall Effect는 약하지만 250 K까지 관측이 되었다.

• 공업화학
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• 제27권6호
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• pp.583-589
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• 2016

Zinc dialkyldithiophosphate (ZDDP)와 같이 금속을 포함한 윤활유 첨가제는 값이 싸다는 이점 때문에 널리 사용되고 있으나, 재와 같은 불순물이 발생한다는 단점이 있다. 본 연구에서는 ZDDP를 부분적으로 대체하여 zinc와 같은 금속을 포함하지 않는 구조인 알칸디올로부터 유래하는 bis[3-(dialkyloxyphosphorothionyl) thio-2-methylpropanyloxy] butane(BAP4)을 간편하고 효율적으로 합성하였고, 합성한 BAP4 화합물들에 따른 내 마모 특성을 살펴보았다. 여러 가지 알킬기가 있는 BAP4 화합물들이 4-ball 시험법에 의해 마모 직경(Wear scar diameter, WSD) 값이 측정되었다. BAP4 화합물에서 알킬기가 4에서 8로 증가함에 따라 WSD 값은 0.59 mm에서 0.45 mm로 급격히 감소했으나, BAP4의 알킬기가 8에서 14로 증가할 경우 WSD 값은 0.45 mm에서 0.50 mm로 서서히 증가했다. 따라서 BAP4 화합물 중 가장 WSD 값이 적게 나타난 것은 B8P4이었다. 윤활기유에 B8P4와 ZDDP를 0.50 wt%로 첨가하여 4-ball 시험을 실시한 결과, B8P4와 ZDDP의 WSD 값은 각각 0.45, 0.54 mm로 측정되었다. 또한, 열 중량 분석기(Thermogravimetric Analyzer, TGA)를 통해 열안정성을 확인하였고, 에너지 분산형 X-선 분광분석기(Energy-Dispersive X-rays Spectroscopy, EDS)로 tribofilm이 제대로 형성되었는지를 측정하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제53권2호
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• pp.224-230
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• 2015

본 연구는 반탄화 처리한 낙엽송 및 백합나무 칩을 이용하여 제조한 펠릿의 내구성에 대한 영향 인자를 조사하기 위하여 펠릿 제조 및 내구성 측정, 그리고 제조된 펠릿의 현미경 관찰을 수행하였다. 또한 반탄화 펠릿의 내구성 향상을 위하여 수분 및 바인더를 첨가하여 펠릿을 제조하고, 이에 대한 내구성을 측정하여 수분 및 바인더가 펠릿의 내구성에 미치는 영향을 분석하였다. 반탄화 낙엽송 및 백합나무 목분으로 제조한 펠릿의 내구성은 무반탄화 펠릿과 비교하여 낮았으며, 반탄화 펠릿의 내구성은 $230^{\circ}C$/30분의 조건에서 가장 높았다. SEM-EDX를 이용한 펠릿의 관찰에서 무반탄화 펠릿의 표면에는 리그닌이 광범위하게 분포하고 있었으며, 반탄화 펠릿에서는 리그닌이 국부적으로 응집하여 존재하는 것을 확인할 수 있었다. 펠릿 제조시 목분에 수분 첨가는 반탄화 낙엽송 펠릿의 내구성 향상에 기여하였으나, 반탄화 백합나무 펠릿의 내구성은 수분 첨가와 함께 감소하였다. 한편 반탄화 펠릿의 내구성은 바인더의 첨가와 함께 향상되었으며, 리그닌과 단백질이 전분보다 내구성 향상에 효과적인 것으로 조사되었다. 결과를 종합하면, 반탄화 낙엽송 및 백합나무를 이용한 펠릿 제조시 $230^{\circ}C$ 이하의 온도와 30분 이하의 조건에서 반탄화 처리하는 것이 펠릿의 내구성 유지를 위한 적절한 반탄화 조건이라 판단된다. 또한 반탄화 처리한 고비중의 목재를 펠릿의 원료로 이용할 경우 내구성 향상을 위하여 원료에 대한 적절한 함수율 조절이, 그리고 저비중 목재는 함수율 조절보다 반탄화 처리 조건의 조절을 통하여 펠릿 제조용 원료로 이용하는 방안이 효과적일 것으로 생각한다.

• 광물과 암석
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• 제35권4호
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• pp.409-421
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• 2022

자연계에서 산출되는 망가니즈단괴 내 광물종 및 원소의 공간적 분포를 규명하는 것은 단괴의 형성 과정 중 변화하는 생성 환경 및 지화학적 조건에 대한 이해를 가능하게 한다. 최근의 라만 분광분석을 이용한 연구에서 구형으로 성장한 단괴의 성장에 따른 산화망가니즈 광물종의 변화에 대해 연구한 바 있으나, 상대적으로 천해에서 획득되는 비구형 단괴 내 광물종의 분포는 자세히 연구되지 않았다. 이에 본 연구에서는, 동시베리아해 천해(수심 약 73 m)에서 산출되는 판상의 비구형 망가니즈단괴 내 서로 다른 성장 방향에서 획득된 라만 분광분석 결과를 바탕으로 단괴 내 광물종 및 해당 광물의 구조적 특성에 대하여 면밀히 연구하였다. 또한 에너지분산형 X-선 분광분석(energy dispersive spectroscopy, EDS)을 통하여 단괴 내부 구조 및 부수광물의 존재에 대하여도 관찰을 수행하였다. 그 결과, 본 연구에서 사용한 비구형 단괴의 내부는 중심으로 부터 외곽 방향으로 크게 핵, 철 기질부, Mn-Fe 층으로 구분되었다. Mn-Fe 층 내 서로 다른 성장 방향에서 획득된 라만 분광분석 결과는 모든 방향에 대하여, 단괴 중심부로부터 외곽부로 신호 획득위치가 옮겨감에 따라 산화망가니즈 광물의 경우 터널형 광물의 비율이 감소하는 경향성을 관찰할 수 있었다. 이 때, 단괴 내 성장 방향에 따라 구성 광물의 상대적 비율 및 구조적 특성이 크게 다르다는 것이 확인되었다. 총 3가지의 실험 방향 중, 한 방향에서 획득된 라만 분광분석 결과는, 철 수산화물의 비율이 낮고, 버네사이트나 토도로카이트와 같은 산화망가니즈 광물들의 결정도가 상당히 높다는 것을 보여주었다. 반면, 나머지 두 방향에서 획득된 신호를 분석한 결과, 산화망가니즈 광물들의 결정도가 매우 낮으며 비정질 내지는 결정도가 낮은 철 수산화물들의 비율이 높다는 것이 확인되었다. 이러한 결과는 비구형 단괴가 속성 과정으로 형성되는 동안 단일 단괴 내에서도 지화학적 조건에 차이가 있었다는 것을 지시한다. 더하여, 부수광물로서 암염이 일부 층에서 관찰되는 것을 확인할 수 있었다. 이는 단괴 내 존재하던 해수의 증발로 인해 암염 결정이 형성되었음을 지시한다. 이처럼 본 연구에서는 라만 분광분석을 통해 비구형 단괴 내 광물종의 분포 및 구조적 특성에 대해 제시하였고 향후 본 연구 방법은 다양한 단괴 연구에 적용되어 지구물질의 지질학적 형성 과정에 대한 보다 세밀한 이해를 가능하게 할 것으로 기대된다.

• 환경생물
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• 제40권4호
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• pp.413-422
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• 2022

돌맛조개(Barnea manilensis)는 조간대 하부의 석회암이나 이암 등 무른 암석을 천공하는 이매패류로, 입구는 좁고 안쪽은 넓은 구멍을 만들어 일생을 암석 안에서 서식한다. 본 연구에서는 실체현미경과 FE-SEM (Field Emission Scanning Electron Microscope)을 이용하여 돌맛조개의 형태와 패각의 미세구조를 관찰하였으며, EDS (Energy Dispersive X-ray Spectroscopy) 분석을 통하여 부위별 원소함량을 측정하였다. 또한 3D모델링 및 구조동역학해석을 이용하여 돌맛조개의 천공 행동에 대한 시뮬레이션을 진행하였다. 미세구조 관찰 결과 패각은 상하 비대칭형이고 천공에 직접적으로 관여하는 앞쪽의 패각에는 두드러지게 융기되어 있는 쟁기 모양의 돌기가 일정한 방향성을 가지고 분포되어 있으며, 패각의 두께는 앞쪽이 뒤쪽보다 두꺼운 것으로 나타났다. EDS 결과 패각의 대부분을 차지하는 CaCO₃ 이외에도 Al, Si, Mn, Fe, Mg 등의 금속 원소가 앞쪽 패각 돌기 외곽에만 첨가된 것으로 보아 이는 패각의 강도를 높여 천공에 유리하게 작용될 것이라 추측된다. 시뮬레이션 결과 패각의 앞쪽과 패각 돌기 중 앞부분에 두드러지게 융기된 돌기가 모든 각도에서 하중을 받는 것을 확인할 수 있었다. 이는 실제로 암석을 천공하며 하중을 받는 부위는 앞쪽 패각 돌기임을 시사한다. 돌맛조개의 비정형 패각을 이용한 천공 기작은 추후 효율적인 천공 메커니즘을 고안하기 위한 기초 데이터로 활용될 것이라 기대된다.

• Asian Journal of Atmospheric Environment
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• 제6권2호
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• pp.83-95
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• 2012

China has been a top producer and exporter of refined lead products in the world since the year 2000. After the phasing-out of leaded gasoline in the late 1990s, non-ferrous metallurgy and coal combustion have been identified as potential major sources of aerosol lead in China. This paper presents the single particle analytical results of ambient aerosol particles collected near a lead smelter using a scanning electron microscopy- energy dispersive x-ray spectroscopy (SEM-EDX). Aerosol particle samples were collected over a 24-hour period, starting from 8 pm on 31 May 2002, using a high volume TSP sampler. For this near source sample, 73 particles among 377 particles analyzed (accounting for 19.4%) were lead-containing particles mixed with other species (S, Cl, K, Ca, and/or C), which probably appeared to be from a nearby lead smelter. Lead-containing particles of less than $2{\mu}m$ size in the near source sample were most frequently encountered with the relative abundances of 42%. SEM-EDX analysis of individual standard particles, such as PbO, PbS, $PbSO_4$, $PbCl_2$, and $PbCO_3$, was also performed to assist in the clear identification of lead-containing aerosol particles. Lead-containing particles were frequently associated with arsenic and zinc, indicating that the smelter had emitted those species during the non-ferrous metallurgical process. The frequently encountered particles following the lead-containing particles were mineral dust particles, such as aluminosilicates (denoted as AlSi), $SiO_2$, and $CaCO_3$. Nitrate- and sulfate-containing particles were encountered frequently in $2-4{\mu}m$ size range, and existed mostly in the forms of $Ca(NO_3,SO_4)/C$, $(Mg,Ca)SO_4/C$, and $AlSi+(NO_3,SO_4)$. Particles containing metals (e.g., Fe, Cu, and As) in this near source sample had relative abundances of approximately 10%. Although the airborne particles collected near the lead smelter contained elevated levels of lead, other types of particles, such as $CaCO_3$-containing, carbonaceous, metal-containing, nitrates, sulfates, and fly-ash particles, showed the unique signatures of samples influenced by emissions from the lead smelter.

• 대한화학회지
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• 제63권6호
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• pp.453-458
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• 2019

Synthesis of ZnCo₂O₃ oxide is performed by sol-gel method via nitrate-citrate route. Powder X-ray diffraction (XRD) study shows monoclinic unit cell having lattice parameters: a = 5.721(1) Å, b = 8.073(2) Å, c = 5.670(1) Å, β = 93.221(8)°, space group P_2/m and Z = 4. Average crystallite sizes determined by Scherrer equation are the range ~14-32 nm, whereas SEM micrographs show nano-micro meter size particles formed in ZnCo₂O₃. Endothermic peak at ~798 K in the Differential scanning calorimetric (DSC) trace without weight loss could be due to structural transformation and the endothermic peak ~1143 K with weight loss is due to reversible loss of O₂ in air atmosphere. Energy Dispersive X-ray (EDX) analysis profile shows the presence of elements Zn, Co and O which indicates the purity of the sample. Magnetic measurements in the range of +12 kOe to -12 kOe at 10 K, 77 K, 120 K and at 300 K by PPMS-II Physical Property Measurement System (PPMS) shows hysteresis loops having very low values of the coercivity and retentivity which indicates the weakly ferromagnetic nature of the oxide. Observed X-band EPR isotropic lineshapes at 300 K and 77 K show positive g-shift at g_iso ~2.230 and g_iso ~2.217, respectively which is in agreement with the presence of paramagnetic site Co²⁺(3d⁷) in the oxide. DC conductivity value of 2.875 ×10^-8 S/cm indicates very weakly semiconducting nature of ZnCo₂O₃ at 300 K. DRS absorption bands ~357 nm, ~572 nm, ~619 nm and ~654 nm are due to the d-d transitions ⁴T_1g(⁴F)→²E_g(²G), ⁴T_1g(⁴F)→⁴T_1g(⁴P), ⁴T_1g(⁴F)→⁴A_2g(⁴F), ⁴T_1g(⁴F)→⁴T_2g(⁴F), respectively in octahedral ligand field around Co²⁺ ions. Direct band gap energy, E_g~ 1.5 eV in the oxide is obtained by extrapolating the linear part of the Tauc plot to the energy axis indicates fairly strong semiconducting nature of ZnCo₂O₃.