Transactions on Electrical and Electronic Materials
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제12권5호
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pp.200-203
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2011
In this research, nitrogen (N)-doped zinc oxide (ZnO) thin films have been grown on a sapphire substrate by dielectric barrier discharge (DBD) in pulsed laser deposition (PLD). DBD has been used as an effective way for massive in-situ generation of N-plasma under conventional PLD process conditions. Low-temperature photoluminescence spectra of N-doped ZnO thin films provided near-band-edge emission after a thermal annealing process. The emission peak was resolved by Gaussian fitting and showed a dominant acceptor-bound excitation peak ($A^{\circ}X$) that indicated acceptor doping of ZnO with N. The acceptor binding energy of the N acceptor was estimated to be approximately 145 MeV based on the results of temperature-dependent photoluminescence (PL) measurements.
Recently, enormous research efforts have been focused on the development of non-precious catalysts to replace Pt for electrocatalytic oxygen reduction reaction (ORR), and to reduce the cost of proton exchange membrane fuel cells (PEMFCs). In recent years, heteroatom (N, B, and P) doped carbon nanostructures have been received enormous importance as a non-precious electrode materials for oxygen reduction. Doping of foreign atom into carbon is able to modify electronic properties of carbon materials. In this study, nitrogen and boron doped carbon nanostructures were synthesized by using a facile and cost-effective thermal annealing route and prepared nanostructures were used as a non-precious electrocatalysts for the ORR in alkaline electrolyte. The nitrogen doped carbon nanocapsules (NCNCs) exhibited higher activity than that of a commercial Pt/C catalyst, excellent stability and resistance to methanol oxidation. The boron-doped carbon nanostructure (BC) prepared at $900^{\circ}C$ showed higher ORR activity than BCs prepared lower temperature (800, $700^{\circ}C$). The heteroatom doped carbon nanomaterials could be promising candidates as a metal-free catalysts for ORR in the PEMFCs.
To synthesize a high-performance photocatalyst, N doped $TiO_2$ nanotubes deposited with Ag nanoparticles were synthesized, and surface characteristics, electrochemical behaviors, and photocatalytic activity were investigated. The $TiO_2$ nanotubular photocatalyst was fabricated by anodization; the Ag nanoparticles on the $TiO_2$ nanotubes were synthesized by a reduction reaction in $AgNO_3$ solution under UV irradiation. The XPS results of the N doped $TiO_2$ nanotubes showed that the incorporated nitrogen ions were located in interstitial sites of the $TiO_2$ crystal structure. The N doped titania nanotubes exhibited a high dye degradation rate, which is effectively attributable to the increase of visible light absorption due to interstitial nitrogen ions in the crystalline $TiO_2$ structure. Moreover, the precipitated Ag particles on the titania nanotubes led to a decrease in the rate of electron-hole recombination; the photocurrent of this electrode was higher than that of the pure titania electrode. From electrochemical and dye degradation results, the photocurrent and photocatalytic efficiency were found to have been significantly affected by N doping and the deposition of Ag particles.
A visible-light photoactive $TiO_{2-x}N_x$ photocatalyst was synthesized successfully by means of cogrinding of anatase-$TiO_2(a-TiO_2)$ in $NH_3$ ambient, followed by heat-treatment at $200^{\circ}C$ in air environment. In general, it is well known that the grinding-operation induces phase transformation of a-$TiO_2$ to rutile $TiO_2$. This study investigates the influence of the amount of $NH_3$ gas on the phase transformation rate of a-$TiO_2$ and enhancement of visible-light photocatalytic activity, and also examines the relation between the photocatalytic activity and the period of grinding time. The phase transformation rate of a-$TiO_2$ to rutile is retarded with the amount of NH3 injected. And the visible-light photocatalytic activity of samples, was more closely related to the period of grinding time than $NH_3$ amount injected, which means that the doping amount of nitrogen into $TiO_2$ more effective to mechanical energy than $NH_3$ amount injected. XRD, XPS, FT-IR, UV-vis, Specific surface area (SSA), NOx decomposition techniques are employed to verify above results more clearly.
반도체 집적 공정의 발달로 차세대 소자용으로 30 A 이하의 극 박막 Si02 절연막이 요구되고 있으며, 현재 제품으로 50-70 A 두께의 절연막을 사용한 것이 발표되고 있다. 절연막의 두께가 앓아질수록 많은 문제가 발생할 수 있는데 그 예로 절연막의 breakdo때둥에 의한 신뢰성 특성의 악화, 절연막올 통한 direct tunneling leakage current, boron풍의 dopant 침투로 인한 소자 특성 ( (Threshold Voltage)의 불안, 전기적 stress하에서의 leakage current증가와 c charge-trap 및 피terface s쩌.te의 생성으로 인한 소자 특성의 변화 둥으로 요약 된다. 절연막의 특성올 개선하기 위해 여러 가지 새로운 공정들이 제안되었다. 그 예로, Nitrogen올 Si/Si02 계면에 doping하여 절연막의 특성을 개선하는 방법 으로 고온 열처 리 를 NH3, N20, NO 분위 기 에서 실시 하거 나, polysilicon 또는 s silicon 기판에 nitrogen올 이온 주입하여 열처리 하는 방법, 그리고 Plasma분 위기에서 Nitrogen 함유 Gas를 이용하여 nitrogen을 doping시키는 방법 둥이 연구되고 있다. 또한 Oxide cleaning 후 상온에서 성장되는 oxide를 최소화 하여 절연막의 특성올 개선하기 위하여 LOAD-LOCK을 이용하는 방법, C뼈피ng 공정의 개선올 통한 contamination 감소와 silicon surface roughness 감소 로 oxide 신뢰성올 개선하는 방법 둥이 있다. 구조적 인 측면 에 서 는 Polysilicon 의 g없n size 를 최 적 화하여 OxideIPolysilicon 의 계면 특성올 개선하는 연구와 Isolation및 Gate ETCH공정이 절연막의 특성에 미 치 는 영 향도 많이 연구되 고 있다 .. Plasma damage 가 Oxide 에 미 치 는 효과 를 제어하는 방법과 Deuterium열처리 퉁올 이용하여 Hot electron Stress하에서 의 MOS 소자의 Si/Si02 계면의 신뢰성을 개선하고 있다. 또한 극 박막 전연막의 신뢰성 특성올 통계적 분석올 통하여 사용 가능한 수명 올 예 측 하는 방법 과 Direct Tunneling Leakage current 를 고려 한 허 용 가농 한 동작 전 압 예측 및 Stress Induced Leakage Current 둥에 관해서 도 최 근 활발 한 연구가 진행되고 있다.
본 논문에서는 실리콘 카바이드(silicon carbide)를 기반으로 한 tilt-implanted trench Schottky diode(TITSD)를 제안한다. 4H-SiC 트랜치 쇼트키 다이오드(trench Schottky diode)에 형성되는 트랜치 측면에 경사 이온주입(tilt-implantation)을 하여 소자가 역저지 상태(reverse blocking mode)로 동작 시 trench insulator가 모든 퍼텐셜(potential)을 포함하는 구조를 제안하고, 그 특성을 시뮬레이션을 통해 확인하였다. TITSD는 트랜치의 측면(sidewall)에 nitrogen을 $1{\times}10^{19}cm^{-3}$ 으로 도밍(doping) 하여 항복전압(breakdown voltage) 특성도 경사 이온주입을 하지 않았을 때와 같게 유지하면서 trench oxide insulator가 모든 퍼텐셜을 포함하도록 함으로써 termination area를 감소시켰다. 트랜치 깊이(trench depth)를 $11{\mu}m$로 깊게 하고 최적화된 폭(width)을 선택함으로써 2750V의 항복전압을 얻었고, 동급의 항복전압을 가진 가드링(guard ring) 구조보다 termination area를 38.7% 줄일 수 있다. 이에 대한 전기적 특성은 synopsys사의 TCAD simulation을 사용하여 분석하였으며, 그 결과를 기존의 구조와 비교하였다.
$Yb^{3+}$ 이온이 25 at.%까지 치환된 $Y_3Al_5O_{12}$ 단결정을 Czochralski 법으로 성장시켰다. 0.8 mm/h의 인상속도와 10 rpm의 회전 속도로 40 mm의 결정 직경과 160 mm의 결정 길이를 가진 단결정을 얻었다. 결정 성장 분위기는 순수한 질 소 혹은 질소와 산소를 혼합한 가스 분위기였다. 순수한 질소 분위기에서는 청록색을 띤 결정이 성장되었고 99 %의 질소와 1 %의 산소를 혼합한 가스 분위기에서 성장한 결정은 무색이었다. 농도 분석결과를 보면, 결정의 길이가 길어짐에 따라 $Yb^{3+}$의 농도는 감소하고, core 영역의 $Yb^{3+}$ 농도는 core 없는 영역보다 다소 높게 검출되었다. $Yb^{3+}$ 이온의 도핑 농도가 증가함에 따라 형광 수명은 감소하였다.
A gas chromatographic method using nitrogen phosphorous selective detection was developed for simultaneous determination of haloperidol and its metabolite, reduced haloperidol, in human plasma. Combelen was used as internal standard, The method involved extraction and trimethylsilylation followed by the injection of $2-4\;{\mu}l$ of benzene layer, which was used to dissolve the trimethylsilylated derivatives of haloperidol and reduced haloperidol, onto SE-54 column [5% phenyl methyl silica fused capillary column, $16m{\times}0.22\;mm$$(I.D.){\times}0.33\;{\mu}m$ (coated thickness)]. The temperature of column oven was programmed from $200^{\circ}C\;to\;300^{\circ}C$ at the increase rate of $10^{\circ}C/min and also the temperatures of injector and detector were set at $300^{\circ}C$. Helium was used as carrier gas and its flow rate was maintained at 30 ml/min. The detection was conducted with nitrogen phosphorous selective detector. The retention times for combelen, reduced haloperidol and haloperidol were found to be 9.14, 9.75 and 9.99 min, respectively. The detection limits for haloperidol and reduced haloperidol in human plasma were both 0.2 ng/ml. The coefficients of variation of the intra-assay were generally low (below 9.8%). The mean absolute recoveries of added haloperidol and reduced haloperidol from plasma were 72% and 84%, respectively. No interferences from endogenous substances were found.
Hierarchically porous carbon materials with high nitrogen functionalities are extensively studied as high-performance supercapacitor electrode materials. In this study, nitrogen-doped porous carbon textile (N-PCT) with hierarchical pore structures is prepared as an electrode material for supercapacitors from a waste cotton T-shirt (WCT). Porous carbon textile (PCT) is first prepared from WCT by two-step heat treatment of stabilization and carbonization. The PCT is then nitrogen-doped with urea at various concentrations. The obtained N-PCT is found to have multi-modal pore structures with a high specific surface area of 1,299 m2 g-1 and large total pore volume of 1.01 cm3 g-1. The N-PCT-based electrode shows excellent electrochemical performance in a 3-electrode system, such as a specific capacitance of 235 F g-1 at 1 A g-1, excellent cycling stability of 100 % at 5 A g-1 after 1,000 cycles, and a power density of 2,500 W kg-1 at an energy density of 3.593 Wh kg-1. Thus, the prepared N-PCT can be used as an electrode material for supercapacitors.
파일롯트 램프와 숫자표시를 목적으로 국내에서 처음으로 화합물반도체인 갈륨 인을 사용해서 발광다이오드를 만들었다. 이같이 만든 다이오드는 밝고 선명한 붉은 빛을 냈으며 발광하는데 필요한 순방향 바이아스 전류는 5mA 이하였다. 다이오드의 p-n 접합면은 n형 GaP 단결정 기판에 liquid phase epitaxy방법으로 성장시켰고 이때의 Ga 용액의 온도는 약 1300°K정도를 유지했다. 이렇게 하여 제조된 p-n 접합체에 wire bonding으로 ohmic contact시켜 다이오드를 제조했다. 칼륨인 발광다이오드는 매우 적은 전류로 발광되는 장점과 성장 반웅시 질소를 불순물로 doping시키면 녹색으로 발광되는 장점을 갖고 있으므로 앞으로 양산화의 전망이 매우 밝다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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