• 제목/요약/키워드: Nano-coated film

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Enhanced Stability of LiCoO2 Cathodes in Lithium-ion Batteries Using Surface Modification by Atomic Layer Deposition

  • Jung, Yoon-S.;Cavanagh, Andrew S.;Dillon, Anne C.;Groner, Markus D.;George, Steven M.;Lee, Se-Hee
    • 한국세라믹학회지
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    • 제47권1호
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    • pp.61-65
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    • 2010
  • Ultrathin atomic layer deposition (ALD) coatings were found to enhance the performance of lithium-ion batteries (LIBs). Previous studies have demonstrated that $LiCoO_2$ cathode powders coated with metal oxides with thicknesses of $\sim100-1000{\AA}$ grown using wet chemical techniques improved LIB performance. In this study, $LiCoO_2$ powders were coated with conformal $Al_2O_3$ ALD films with thicknesses of only $\sim3-4{\AA}$ established using 2 ALD cycles. The coated $LiCoO_2$ powders exhibited a capacity retention of 89% after 120 charge-discharge cycles in the 3.3~4.5 V (vs. $Li/Li^+$) range. In contrast, the bare $LiCoO_2$ powders displayed only a 45% capacity retention. This dramatic improvement may result from the ultrathin $Al_2O_3$ ALD film acting to minimize Co dissolution or to reduce surface electrolyte reactions.

나노급 다이아몬드 파우더에 ALD로 제조된 ZnO 박막 연구 (Microstructure of ZnO Thin Film on Nano-Scale Diamond Powder Using ALD)

  • 박종성;송오성
    • 한국진공학회지
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    • 제17권6호
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    • pp.538-543
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    • 2008
  • 나노급 다이아몬드는 최근 폭발법이나 증착법에 의한 신공정으로 100 nm 이하의 분말형태의 제조가 가능하다. 나노급 다이아몬드의 소결을 이용하면 이상적인 연마기기의 제작이 가능하다. 이러한 나노급 다이아몬드의 소결 공정에서 생기는 비이상적인 나노결정의 결정립성장과 다이아몬드 결합장애를 방지하기 위해서 나노급 무기물을 균일하게 코팅하는 공정개발이 필요하다. 본 연구에서는 나노급 다이아몬드의 소결 특성을 향상시키기 위해서 ALD(atomic layer deposition)을 이용하여 진공에서 $20{\sim}30\;nm$ 두께의 ZnO 박막을 코팅해 보았다. 나노급 다이아몬드 분말 전면에 경제적으로 ZnO ALD를 위해서 기존의 기계적 진동효과 또는 전용 fluidized bed reactor를 대치하여 새로이 20 mm 석영튜브 안에 다이아몬드 분말을 넣고 다공성 유리필터로 막은 후 펄스와 퍼지 공정시의 압력에 의한 다이아몬드의 부유를 이용한 변형된 fluidized bed 공정을 채용하였다. 다공성 유리필터로 양쪽이 막힌 석영튜브 안에 전구체 DEZn (diethylzinc : $C_4H_{10}Zn$)와 반응기체 $H_2O$를 사용하여 ZnO 박막을 캐니스터 온도 $10^{\circ}C$에서 원자층증착하였다. 공정 순서 및 반응물질 주입 시간은 DEZn pulse-0.1초, DEZn purge-20초, $H_2O$ pulse-0.1초, $H_2O$ purge-40초와 같이 설정하였으며, 이 네 단계를 1 cycle로 정의하여 100 cycle 반복 실시하였다. 다이아몬드 분말과 ZnO 박막이 증착된 다이아몬드 분말의 미세구조를 확인하기 위하여 투과전자현미경 (transmission electron microscope)을 이용하였다. TEM 측정결과, ALD 증착 전 나노급 다이아몬드 분말의 직경이 약 $70{\sim}120\;nm$이었고 사면체, 육면체 등의 다양한 형태를 보임을 확인하였다. ZnO 박막이 ALD코팅된 다이아몬드 분말의 직경은 약 $90{\sim}150\;nm$이었고, 다이아몬드 분말과 ZnO의 명암차이에 의해 약 $20{\sim}30\;nm$ 두께의 균일한 ZnO 박막이 다각형 형태의 다이아몬드 파우더 표면에 성공적으로 증착되었음을 확인하였다.

원자층 증착법을 통한 Nb-Si계 초내열합금 분말 상의 TiO2 박막 증착 연구 (TiO2 Thin Film Coating on an Nb-Si-Based Superalloy via Atomic Layer Deposition)

  • 박지영;은수민;변종민;최병준
    • 한국분말재료학회지
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    • 제31권3호
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    • pp.255-262
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    • 2024
  • Nano-oxide dispersion-strengthened (ODS) superalloys have attracted attention because of their outstanding mechanical reinforcement mechanism. Dispersed oxides increase the material's strength by preventing grain growth and recrystallization, as well as increasing creep resistance. In this research, atomic layer deposition (ALD) was applied to synthesize an ODS alloy. It is useful to coat conformal thin films even on complex matrix shapes, such as nanorods or powders. We coated an Nb-Si-based superalloy with TiO2 thin film by using rotary-reactor type thermal ALD. TiO2 was grown by controlling the deposition recipe, reactor temperature, N2 flow rate, and rotor speed. We could confirm the formation of uniform TiO2 film on the surface of the superalloy. This process was successfully applied to the synthesis of an ODS alloy, which could be a new field of ALD applications.

나피온을 이용하여 패키징된 무효소 혈당센서의 혈장 및 전혈에서의 특성 평가 (Characterization of Nafion Coated Non-enzymatic Glucose Sensor in Human Plasma and Whole Blood)

  • 이이재;김정두;박재영
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2008년도 제39회 하계학술대회
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    • pp.1474-1475
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    • 2008
  • 본 논문에서는 nanoporous Pt (Platinum) 전극을 이용한 무효소 혈당센서의 생체 적합성 및 전류응답 특성 향상을 위해 다양한 패키징 방법이 제안되었다. 생체적합성을 갖는 Nafion 멤브레인을 dipping, spin coating, chemical bonding 방법으로 패키징 한 후, 다양한 글루코오스 농도의 혈장, 전혈에서 특성을 분석, 비교하였다. 단백질 등이 포함되지 않은 환경에서 spin coating 방법으로 패키징한 센서의 전류응답 특성은 가장 좋았지만, 혈장 및 전혈에서는 dipping, chemical bonding 방법으로 패키징한 센서의 전류응답 특성에 미치지 못했다. Nafion film을 센서와 chemical bonding한 센서의 혈장에서 sensitivity 는 0.32 ${\mu}A/mM{\cdot}cm^2$ 이었다. 한편, 전혈에서 bare 센서가 급격한 bio-fouling 현상을 보이는 반면 패키징한 센서는 글루코오스 농도에 따라 일정한 전류변화를 보였다. 이는 Nafion을 이용하여 패키징한 무효소 혈당 센서가 생체환경에 적합할 뿐 아니라 생체이식형 및 연속 측정 가능한 시스템에 적용 가능함을 보여준다.

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SC1 세척공정을 이용한 고품질 Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) 전극 패턴 어레이의 개발 (Development of High-Quality Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) Electrode Pattern Array Using SC1 Cleaning Process)

  • 최상일;김원대;김성수
    • 통합자연과학논문집
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    • 제4권4호
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    • pp.311-314
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    • 2011
  • Application of self-assembled monolayers (SAMs) to the fabrication of organic thin film transistor has been recently reported very often since it can help to provide ohmic contact between films as well as to form simple and effective electrode pattern. Accordingly, quality of these ultra-thin films is becoming more imperative. In this study, in order to manufacture a high quality SAM pattern, a hydrophobic alkylsilane monolayer and a hydrophilic aminosilane monolayer were selectively coated on $SiO_2$ surface through the consecutive procedures of a micro-contact printing (${\mu}CP$) and dip-coating methods under extremely dry condition. On a SAM pattern cleaned with SC1 solution immediately after ${\mu}CP$, poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT) source and drain electrode array were very selectively and nicely vapour phase polymerized. On the other side, on a SC1-untreated SAM pattern, PEDOT array was very poorly polymerized. It strongly suggests that the SC1 cleaning process effectively removes unwanted contaminants on SAM pattern, thereby resulting in very selective growth of PEDOT electrode pattern.

구리나노입자가 코팅된 열교환기의 안전성 향상을 위한 임계 열유속 측정실험 (Critical heat flux measurement experiment to improve safety of copper nano-particle coated heat exchanger)

  • 모용현;김남진;전용한;이덕수
    • 대한안전경영과학회지
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    • 제19권4호
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    • pp.317-322
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    • 2017
  • When the heat flux on the heating surface following changing heat condition in the boiling heat transfer system exceeds critical heat flux, the critical heat flux phenomenon is going over to immediately the film boiling area and then it is occurred the physical destruction phenomenon of various heat transfer systems. In order to maximize the safe operation and performance of the heat transfer system, it is essential to improve the CHF(Critical Heat Flux) of the system. Therefore, we have analysis the effect of improving CHF and characteristics of heat transfer following the nanoparticle coating thickness. As the results, copper nanocoating time are increased to CHF, and in case of nano-coatings are increased spray-deposited coating times more than in the fure water; copper nanopowder is increased up to 6.40%. The boiling heat transfer coefficients of the pure water are increased up to 5.79% respectively. Also, the contact angle is decreased and surface roughness is increased when nano-coating time is increasingly going up.

저온 졸-겔 법을 이용한 투명 하드코팅 필름용 ZrO2/TiO2/Organosilane 복합체 연구 (ZrO2/TiO2/Organosilane Hybrid Composites via Low Temperature Sol-Gel Process for Hard and Transparent Coating)

  • 이수현;최종완
    • 한국응용과학기술학회지
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    • 제35권1호
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    • pp.80-88
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    • 2018
  • 본 연구에서는 투명도와 기계적 특성을 향상시키기 위해 저온 공정의 졸-겔 법을 이용하여 하이브리드 복합체의 코팅 박막을 제조하였다. 하이브리드 복합체로는 $ZrO_2/TiO_2/organosilane$을 사용하였으며, 그 중 organosilane은 3-(trimethoxysilyl)propyl methacrylate을 사용하였고 이는 저온 공정의 광경화 반응을 위해 도입되었다. 다양한 조성비로 합성된 복합체를 폴리 카보네이트 기판 위에 저온 공정의 졸-겔 법을 이용하여 광경화와 열처리 공정을 거처 코팅 박막을 제조하였고 이 코팅 박막의 광학 특성 및 기계적 강도를 확인하였다. 코팅 박막은 가시광선 영역에서 97.5 % 이상의 투과도를 가짐을 확인하였고 기계적 강도는 9H 이상의 연필 경도를 가진 것을 확인하였다. 특히 ZTS-2-1 코팅 박막의 나노 압입 경도는 1.14 GPa로 가장 높게 측정되었다.

전자선 조사를 통한 편광필름용 아크릴계 고분자의 가교화 반응에 대한 연구 (A Study on the Electron Beam Crosslinking of Acrylic Pressure Sensitive Adhesives for Polarizer Film)

  • 박정진;최홍준;고환순;정은환;육지호
    • 폴리머
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    • 제36권3호
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    • pp.344-350
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    • 2012
  • 전자선 조사 방법을 이용하여 편광필름용 아크릴계 고분자를 가교화시킨 후 이의 점착 특성을 평가하였다. 아크릴 공중합체는 $n$-butylacrylate(BA), 2-hydroxyethyl methacrylate(HEMA), acrylic acid(AA)를 기본 단량체로 하여 다양한 조성으로 중합하였다. 아크릴 공중합체를 25 ${\mu}m$ 두께로 PET 이형필름에 코팅한 후 편광필름에 합지하고 그 위에 전자선을 조사하여 아크릴 공중합체의 가교화 반응을 진행하였다. 모든 아크릴 공중합체는 조사선량 50 kGy에서 93% 이상의 높은 젤분율을 보였으며, 아크릴 공중합체에 도입된 HEMA 단위가 많을수록 높은 가교밀도를 보였다. BA/HEMA/AA(89.5/10/0.5 w/w/w)의 단량체 공급비로 중합된 아크릴 공중합체에 50 kGy로 전자선을 조사하여 얻어진 아크릴 점착제가 가장 우수한 박리력, 내크리프성, 내구신뢰성, 내열빛샘 특성을 보였다. 전자선 조사를 이용한 편광필름용 아크릴계 점착제의 제조 방법을 적용하면 액정 표시장치용 편광필름의 생산성 및 작업성을 크게 개선할 것으로 기대된다.

각막 내피세포 성장 거동에 대한 락타이드 글리콜라이드 공중합체 필름과 세포외 기질의 효과 (Effect of Extracellular Matrix on the Growth Behavior of Corneal Endothelial Cells to Poly(lactic-co-glycolic acid) Film)

  • 김은영;김혜민;송정은;이현수;주천기;강길선
    • 폴리머
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    • 제38권6호
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    • pp.702-707
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    • 2014
  • 각막 내피세포는 각막 가장 안쪽의 단일 세포층이며, 데스메막 위에 놓여있다. 데스메막은 피브로넥틴, 콜라겐, 라미닌, 단백당 등의 포함하는 세포외 기질이라 불리는 다양한 단백질들로 구성되어 있다. 본 연구에서, 조직공학에서 널리 이용되고 있는 락타이드 글리콜라이드 공중합체를 이용하여 투명한 필름을 제작하였으며, 표면에 다양한 부착 분자들(피브로넥틴, 콜라겐 타입 I, IV, 라미닌, FNC 코팅 믹스)을 코팅한 후, 세포 형태 관찰, 세포 증식 및 부착, ZO-1과 $Na^+/K^+-ATPase$의 발현을 확인하였으며, RT-PCR을 통해 각막 내피세포의 인자들을 확인하였다. 실험결과, in vitro 상에서 PLGA 필름은 각막내피세포 전달체로서 역할을 하며 코팅된 세포외 기질들은 각막 내피세포의 거동에 긍정적인 영향을 미침을 확인하였다.

질화탄소 표면층 및 열처리가 탄소 나노튜브 미세팁의 전계방출 및 장시간 안정성에 미치는 영향 (Effects of Carbon Nitride Surface Layers and Thermal Treatment on Field-Emission and Long-Term Stability of Carbon Nanotube Micro-Tips)

  • 노영록;김종필;박진석
    • 반도체디스플레이기술학회지
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    • 제9권1호
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    • pp.41-47
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    • 2010
  • The effects of thermal treatment on CNTs, which were coated with a-$CN_x$ thin film, were investigated and related to variations of chemical bonding and morphologies of CNTs and also properties of field emission induced by thermal treatment. CNTs were directly grown on nano-sized conical-type tungsten tips via the inductively coupled plasma-chemical vapor deposition (ICP-CVD) system, and a-$CN_x$ films were coated on the CNTs using an RF magnetron sputtering system. Thermal treatment on a-$CN_x$ coated CNT-emitters was performed using a rapid thermal annealing (RTA) system by varying temperature ($300-700^{\circ}C$). Morphologies and microstructures of a-$CN_x$/CNTs hetero-structured emitters were analyzed by FESEM and HRTEM. Chemical composition and atomic bonding structures were analyzed by EDX, Raman spectroscopy, and XPS. The field emission properties of the a-$CN_x$/CNTs hetero-structured emitters were measured using a high vacuum (below $10^{-7}$ Torr) field-emission measurement system. For characterization of emission stability, the fluctuation and degradation of the emission current were monitored in terms of operation time. The results were compared with a-$CN_x$ coated CNT-emitters that were not thermally heated as well as with the conventional non-coated CNT-emitters.