• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제30권3호
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• pp.94-101
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• 2023

투명 전도성 산화물(TCO)를 대체할 수 있는 대표적인 물질로 알려진 ZnO는 3.37 eV의 bandgap과 60 meV의 exciton binding energy를 가진 반도체 물질이다. 본 연구에서는 투명 전극으로 사용하기 위한 높은 전기적 특성을 확보하기 위해 원자층 증착법을 기반으로 양이온과 음이온의 단일 및 이중 도핑에 따라 성장한 ZnO 박막을 제작하였다. 3가 양이온 Al, Ga과 음이온 F이 단일 및 이중 도핑된 ZnO 박막의 구조적, 광학적 특성 및 전기적 특성을 확인하였다. 단일 도핑의 경우, ZnO에 donor로 작용하는 Al, Ga, F에 의해 캐리어 농도가 도핑 전에 비해 증가하였고 근자외선 영역에서의 band-edge absorption이 증가하는 것을 확인하였다. 단일 도핑 중에서는 F이 ZnO 내 산소 공공 자리에 passivation 되면서 높은 mobility와 함께 가장 높은 전도도를 보였다. 이중 도핑의 경우, 각 원소들의 도핑 효과가 더해지면서 단일 도핑에 비해 높은 전기적 특성을 보였다. 결과적으로 Ga-F에 비해 Al-F 도핑 시 ionic radius 차이에 의한 lattice distortion 감소 및 delocalized 된 전자 상태의 증가로 가장 낮은 비저항 값을 보였으며 PDOS 분석을 통한 시뮬레이션 데이터로 측정 값과 일치하는 결과를 확인했다.

• 한국진공학회지
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• 제15권5호
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• pp.527-533
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• 2006

졸-겔(sol-gel) 방법을 이용하여 스피넬(spinel) 구조를 가지는 $LiNi_xMn_{2-x}O_4$ 박막을 x = 0.9까지 합성하였다. 니켈 치환된 박막은 작은 x 값에서는 cubic 구조가 유지되지만, $x{\geq}0.6$ 범위에서는 tetragonal 구조로 상전이가 일어남이 발견되었다. 이와 같은 cubic-tetragonal 상전이는 low-spin $(t_{2g}^6,e_g^1)$ 상태를 가지는 $N^{3+}(d^7)$ 이온이 팔면체 자리를 차지하게 됨으로써 나타나는 Jahn-Teller 효과에 의한 것으로 해석된다. 이와 같은 Ni 이온들은 +3 및 +2의 원자가를 가지고 존재함이 X-ray photoelectron spectroscopy 분석을 통하여 확인되었다. $LiNi_xMn_{2-x}O_4$ 박막들에 대하여 가시광선-자외선 영역에서 spectroscopic ellipsometry(SE)를 이용하여 광학적 성질을 조사하였고, 그 결과 분석을 통하여 화합물 전자구조에 대하여 고찰하였다. SE 측정된 유전함수 스펙트럼은 주로 전하이동(charge-transfer, CT) 전이(transition)에 의한 넓은 에너지 영역을 가지는 1.9, 2.3, $2.8{\sim}3.0$, $3.4{sim}3.6eV$ 근처의 흡수구조 들로 이루어져 있는데, $O^{2-}$에서 $Mn^{4+}$ 이온의 $t_{2g}$ (1.9 eV)와 $e_g$ $(2.8{\sim}3.0\;eV)$로의 전이 즉, $O^{2-}(2p){\rightarrow}Mn^{4+}(3d)$ 및 $O^{2-}$에서 $Mn^{3+}$ 이온의 $t_{2g}$ (2.3 eV)와 $e_g$ ($3.4{\sim}3.6$ eV)로의 전이 즉, $O^{2-}(2p){\rightarrow}Mn^{3+}(3d)$ 등에 의한 것으로 해석된다. 또한, 1.6, 1.8, 1.9 eV 부근에서 관측된 좁은 에너지 영역의 흡수구조 들은 팔면체 $Mn^{3+}$ 이온 내에서의 d-d 결정장(crystal-field) 전이에 의한 것으로 해석된다. 이러한 흡수구조는 Ni 치환량이 증가함에 따라 그 강도가 감소한다. x = 0.6의 경우 $e_g$ 상태와 관련된 CT 전이구조 들이 $t_{2g}$ 상태와 관련된 전이구조 들에 비하여 큰 폭으로 감소하는데 이것은 Jahn-Teller 효과에 의해서 격자상수가 tetragonal 구조로 확장됨에 따라 $e_g$ 상태와 $O^{2-}(2p)$ 상태 간의 파동함수 중첩이 감소한 것에 기인하는 것으로 해석된다.

• 펄프종이기술
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• 제42권5호
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• pp.37-46
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• 2010

This study was carried out to develop new application field and obtain the basic data of mixed paper with wood pulp and chitosan fiber for producing functional paper. Two types of wood pulp, such as SwBKP and HwBKP, were mixed with chitosan fiber. Physical and optical properties, water vapor absorption, air permeability, antibacterial activity and ash were measured. And the surface morphology of manufactured paper was observed using SEM. The results are as follows. It was revealed that density, breaking length, burst index, tear index, folding endurance and brightness were reduced but water vapor absorption and air permeability were on the rise in the structural view of SwBKP according to increasing the chitosan fiber ratio. Those HwBKP added chitosan fiber were great not only in the strength but also water vapor absorption and air permeability except for brightness. The water vapor absorption was lower and the air permeability was higher in the HwBKP added various chitosan fiber ratios than those with no chitosan fiber. It is estimated that these properties were related with various mixed rate of chitosan fiber. Particularly, air permeability was strongly dependent on the mixed rate of chitosan fiber. The chitosan fiber has superior antibacterial property, comparing with wood fiber. Adding chitosan fiber to the wood pulp was found to have an excellent antibacterial activity, more than 90%. The ashes were determined within 0.5%. Special bonds between chitosan fiber and wood pulp was observed by SEM and it means that the chitosan fiber were combined equally in the interior of wood pulp. In conclusion, mixing wood pulp with chitosan fiber can not only improves the quality of paper but also extend the usage of paper as a functional paper by using inherent property of chitosan. After all, production of functional paper added chitosan fiber is expected for new valuable industry of paper.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제31권1호
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• pp.126-137
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• 2024

카라기난 기반 복합필름은 세 가지 다른 아연 염(zinc acetate, zinc chloride 및 zinc nitrate) 원료를 사용하여 합성한 ZnONPs를 카라기난에 첨가하여 solvent casting 방법으로 제작되었다. SEM 결과에 따르면, 사용된 아연 염의 종류에 따라 ZnONPs의 크기와 모양에 차이가 나타났지만, 모든 ZnONPs가 카라기난 복합필름 내에서 균일하게 분산되어 있는 것을 확인할 수 있었다. 카라기난 기반 복합필름(Car-ZnONPs)의 두께는 아연 염의 종류와 관계없이 순수 카라기난 필름에 비해 증가하였다. 파단 연신율(EB)은 증가하였고, 인장강도(TS)는 유의적으로 감소하였으며, 탄성 계수(EM)는 유의적 차이를 나타내지 않았다. 이를 통해 복합필름의 기계적 특성인 TS와 EB는 첨가된 나노입자의 크기와 첨가량에 영향을 받는다는 것을 확인하였다. 또한, 모든 종류의 Car-ZnONPs 복합필름은 E. coli O157:H7 및 L. monocytogenes 에 대해 강한 항균 활성을 나타냈으며, 특히 zinc chloride로 합성된 Car-ZnONPs^ZC 필름이 가장 우수한 항균 성능을 나타냈다. 이는 zinc chloride에서 합성된 나노입자가 다른 아연 염에 비해 더 많은 아연 이온을 방출하기 때문으로 판단된다. 아연 염의 종류가 ZnONPs의 항균 능력에 영향을 미치며, 이러한 영향은 염의 종류에 따라 변화하는 ZnONPs의 크기, 형태 및 아연 이온 방출 정도에서 기인한다. 평가된 복합필름 중 Car- ZnONPs^ZC가 가장 높은 자외선 차단 특성을 보였으며, 파단 연신율도 순수 카라기난 필름에 비해 유의미하게 증가하여, 포장된 식품의 안전성을 유지하고 유통기한을 연장하는 데 활성 포장 필름으로 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.669-669
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• 2013

Hierarchical N doped TiO2 nanostructured catalyst with micro, meso and macro porosity have been synthesized by a facile self-formation route using ammonia and titanium isopropoxide precursor. The samples were calcined in different calcination temperature ranging from $300^{\circ}C$ to $800^{\circ}C$ at slow heating rate ($5^{\circ}C$/min) and designated as NHPT-300 to NHPT-800. $TiO_2$ nanostructured catalyst have been characterized by physico-chemical and spectroscopy methods to explore the structural, electronic and optical properties. UV-Vis diffuse reflectance spectra confirmed the red shift and band gap narrowing due to the doping of N species in TiO2 nanoporous catalyst. Hierarchical macro porosity with fibrous channel patterning was observed (confirmed from FESEM) and well preserved even after calcination at $800^{\circ}C$, indicating the thermal stability. BET results showed that micro and mesoporosity was lost after $500^{\circ}C$ calcination. The photocatalytic activity has been evaluated for methanol oxidation to formaldehyde in visible light. The enhanced photocatalytic activity is attributed to combined synergetic effect of N doping for visible light absorption, micro and mesoporosity for increase of effective surface area and light harvestation, and hierarchical macroporous fibrous structure for multiple reflection and effective charge transfer.

• 한국재료학회지
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• 제23권9호
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• pp.537-542
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• 2013

Two types of Tb- and Na-substituted green phosphors $Ca_{(1-1.5x)}WO_4:Tb_x^{3+}$: and $Ca_{(1-2x)}WO_4:Tb_x^{3+},Na_x^+$ were synthesized with various x values, using a solid-state reaction. The former phosphors contained both substitutional and vacancy point defects, while the later had only substitutional defects. X-ray diffraction results showed that the main diffraction peak, (112), was centered at $2{\theta}=28.72^{\circ}$ and indicated that there was no basic structural deformation caused by substitutions or vacancies. The photoluminescence emission and photoluminescence excitation spectra revealed the optical properties of trivalent terbium ions, $Tb^{3+}$. Typical transitions, $^5D_3{\rightarrow}^7F_6,\;^7F_5,\;^7F_4$ and $^5D_4{\rightarrow}^7F_6,\;^7F_5,\;^7F_4,\;^7F_3$, and cross relaxations were observed. Subtle differences in the photoluminescence of green phosphors were observed as a result of the point defects. The FT-IR spectra indicated that some of the ungerade vibrational modes had shifted positions and changed shapes, spreading out over a wide range of frequencies. This change can be attributed to the different masses of $Tb^{3+}$ and $Na^+$ ions and $V_{Ca}$" vacancies compared to $Ca^{2+}$ ions. The gerade normal modes of the Raman spectra exhibited subtle differences resulting from point defects in $Ca_{(1-1.5x)}Tb_xWO_4$ and $Ca_{(1-2x)}Tb_xNa_xWO_4$.

• 분석과학
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• 제6권2호
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• pp.239-246
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• 1993

ITO coated glass, bare glass, 그리고 (100)Si 기판 위에 증착된 $(BaSr)TiO_3$ 박막의 구조는 기판의 종류에 관계없이 변하지 않았으나 결정성은 다결정 ITO층과 (100)Si 기판에 있어서 증대되었다. ITO coated glass 기판 위에 증착된 $(BaSr)TiO_3$ 박막의 조성은 거의 화학양론적으로 일치하였으며 ((Ba+Sr)/Ti=1.08~1.09) 증착 중 상당히 치밀하고 균질하였다. 그러나 증착온도가 증가함에 따라 성장한 박막과 ITO층 사이에, 그리고 ITO층과 base glass 사이에 확산이 보다 심화되었다. ITO coated glass 기판 위에 증착된 $(BaSr)TiO_3$ 박막은 상당히 투명하였으며(투과율 약 80%) 굴절률($n_f$)은 기판온도의 증가에 따라 2.138~2.286이었다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제34권9호
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• pp.2769-2773
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• 2013

Red phosphors $Ca_{(1-1.5x)}Eu_xWO_4$ and $Ca_{(1-2x)}Eu^_xNa_xWO_4$ were synthesized with various concentrations x of $Eu^{3+}$ ions by using a solid-state reaction method. The crystal structure of the red phosphors were found to be a tetragonal scheelite structure with space group $I4_1/a$. X-ray diffraction (XRD) results show the (112) main diffraction peak centered at $2{\theta}=28.71^{\circ}$, and indicate that there is no basic structural deformation caused by the vacancies ${V_{Ca}}^{{\prime}{\prime}}$ or the $Eu^{3+}$ (and $Na^+$) ions in the host crystals. Densities of $Ca_{(1-1.5x)}Eu_xWO_4$ were measured on a (helium) gas pycnometer. Comparative results between the experimental and theoretical densities reveal that $Eu^{3+}$ (and $Na^+$) ions replace the $Ca^{2+}$ ions in the host $CaWO_4$. Also, the photoluminescence (PL) emission and photoluminescence excitation (PLE) spectra show the optical properties of trivalent $Eu^{3+}$ ions, not of divalent $Eu^{2+}$. Raman spectra exhibit that, without showing any difference before and after the doping of activators to the host material $CaWO_4$, all the gerade normal modes occur at the identical frequencies with the same shapes and weaker intensities after the substitution. However, the FT-IR spectra show that some of the ungerade normal modes have shifted positions and different shapes, caused by different masses of $Eu^{3+}$ ions (or $Na^+$ ions, or ${V_{Ca}}^{{\prime}{\prime}}$ vacancies) from $Ca^{2+}$.

• 한국재료학회지
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• 제23권5호
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• pp.255-259
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• 2013

An effect of thermal annealing on activating phosphorus (P) atoms in ZnO nanorods (NR) grown using a hydrothermal process was investigated. $NH_4H_2PO_4$ used as a dopant source reacted with $Zn^{2+}$ ions and $Zn_3(PO_4)_2$ sediment was produced in the solution. The fact that most of the input P elements are concentrated in the $Zn_3(PO_4)_2$ sediment was confirmed using an energy dispersive spectrometer (EDS). After the hydrothermal process, ZnO NRs were synthesized and their PL peaks were exhibited at 405 and 500 nm because P atoms diffused to the ZnO crystal from the $Zn_3(PO_4)_2$ particles. The solubility of the $Zn_3(PO_4)_2$ initially formed sediment varied with the concentration of $NH_4OH$. Before annealing, both the structural and the optical properties of the P-doped ZnO NR were changed by the variation of P doping concentration, which affected the ZnO lattice parameters. At low doping concentration of phosphorus in ZnO crystal, it was determined that a phosphorus atom substituted for a Zn site and interacted with two $V_{Zn}$, resulting in a $P_{Zn}-2V_{Zn}$ complex, which is responsible for p-type conduction. After annealing, a shift of the PL peak was found to have occurred due to the unstable P doping state at high concentration of P, whereas at low concentration there was little shift of PL peak due to the stable P doping state.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제31권7호
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• pp.502-509
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• 2018

Epitaxial ZnO nanowires (NWs) were synthesized on sapphire (001) substrates using a hydrothermal process. The effects of the pH value of the precursor solution on the structural and optical properties of the resulting NWs was studied. The epitaxial relationship and the domain matching configuration between the sapphire (001) substrate and the as-grown ZnO NWs were determined using synchrotron X-ray diffraction measurements. The (002) plane of $w{\ddot{u}}rtzite$ ZnO NW grows in the surface normal direction parallel to the sapphire (001) direction. However, three types of in-plane domain matching configurations were observed, such as the on-position, $30^{\circ}$-rotated position, and ${\pm}8.5^{\circ}$-rotated position relative to the on-position, which might be attributed to inheriting the in-plane domain configuration of the ZnO seed layer.