It is possble to study charge transfer property which is caused by height variation because we can see the organic materials barrier height and STM tip by organic materials energy band gap. Here, we investigated the negative differential resistance(NDR) and charge transfer property of self-assembled 4,4-Di(ethynylphenyl)-2'-nitro-1-(thioacetyl)benzene, which has been well known as a conducting molecule. Self-assembly monolayers(SAMs) were prepared on Au(111), which had been thermally deposited onto pre-treatment($H_{2}SO_{4}:H_{2}O_{2}$=3:1) Si. The Au substrate was exposed to a 1 mM/l solution of 1-dodecanethiol in ethanol for 24 hours to form a monolayer. After thorough rinsing the sample, it was exposed to a $0.1{\mu}M/1$ solution of 4,4-Di(ethynylphenyl)-2'-nitro-1-(thioacetyl)benzene in dimethylformamide(DMF) for 30 min and kept in the dark during immersion to avoid photo-oxidation. After the assembly, the samples were removed from the solutions, rinsed thoroughly with methanol, acetone, and $CH_{2}Cl_{2}$, and finally blown dry with $N_2$. Under these conditions, we measured electrical properties of self-assembly monolayers(SAMs) using ultra high vacuum scanning tunneling microscopy(UHV-STM). The applied voltages were from -1.50 V to -1.20 V with 298 K temperature. The vacuum condition is $6{\times}10^{-8}$ Torr. As a result, we found that NDR and charge transfer property by a little change of height when the voltage is applied between STM tip and electrode.
The effects were examined from several conditions of $TiO_2$ photocatalysis reaction to phenols degradation by changing it's reacting conditions such as phenol concentration, pH, $TiO_2$ concentration, $H_2O_2$ concentration, flow rate, and intensity of ultraviolet rays. Phenol degradation was more efficient in low concentration of phenol, neutral pH. Phenol degradation appeared to increase as concentration of $TiO_2$ photocatalyst, that of $H_2O_2$ and intensity of ultraviolet rays increased. As $TiO_2$ dosage increased, initial rate constant k linearly increased. When $H_2O_2$ was injected more than optimum, phenol removal rate didn't increase in proportional to the change of $H_2O_2$ concentration as OH radicals was being consumed. When flow rate is less than $4.75m^3/m^2$ day, phenol removal efficiency appeared to decrease as ultraviolet rays transmission rate becomes low by $TiO_2$ suspension coated in photo reaction column. Meanwhile, initial rate constant according to light intensity change in less than $25mW/cm^2$ appeared to be in proportion to light intensity ($mW/cm^2$) Removal efficiency decreased about 12% after 180 minutes of reaction time while showed stable removal efficiency of 100% after 300 minutes when using regenerated $TiO_2$.
The current study evaluated the technical feasibility of the application of titanium dioxide ($TiO_{2}$) photo-catalytic air cleaners for the disinfection of bioaerosols present in indoor air. The evaluation included both laboratory and field tests and the tests of hydraulic diameter (HD) and lamp type (LT). Disinfection efficiency of photocatalytic oxidation (PCO) technique was estimated by survival ratio of bacteria or fungi calculated from the number of viable cells which form colonies on the nutrient agar plates. It was suggested that the reactor coating with $TiO_{2}$ did not enhance the adsorption of bioaerosols, and that the UV irradiation has certain extent of disinfection efficiency. The disinfection efficiency increased as HD decreased, most likely due to the decrease in the light intensity since the distance of the catalyst from the light source increased when increasing the HD. It was further suggested that the mass transfer effects were not as important as the light intensity effects on the PCO disinfection efficiency of bioaerosols. Germicidal lamp was superior to the black lamp for the disinfection of airborne bacteria and fungi, which is supported by the finding that the disinfection efficiencies were higher when the germicidal lamp was used compared to the black lamp in the laboratory test. These findings, combined with operational attributes such as a low pressure drop across the reactor and ambient temperature operation, can make the PCO reactor a possible tool in the effort to improve indoor bioaerosol levels.
This study aimed at advanced oxidation of hetero tri-functional reactive dye Acid orange 7 using photo-Fenton conditions in a lab-scale experiment. Decolourisation of Acid Orange 7 dye by Fenton's process was dependent on concentration of Hydrogen peroxide, Ferrous sulphate, pH, and contact time. A $2^3$ factorial design was used to evaluate the effects of these key factors: pH, Fe(II), and $H_2O_2$ concentration, for a dye concentration of 50 mg/L with COD of 340 mg/L at pH 3.0. The response function was removal of colour under optimised conditions; pH 3.0, [Fe(II)] 40.83 mg/L, [$H_2O_2$] 4.97 mmol/L; 13.6 min. of treatment resulting in 100% colour removal. The final COD of treated wastewater was nil suggesting that AOP is a potentially useful process of color removal and dye degradation/mineralisation of effluent having AO7. Minimum contact time for complete decolourisation was at 5 mmol/l $H_2O_2$ concentration. Increase in $FeSO_4$ (mg/l) concentration resulted in decrease of time for complete decolourisation. Box-Behnken Design was used to optimize the process variables. Maximum and minimum levels of pH (3-5), $H_2O_2$ (4-6 mmol/l), $FeSO_4$ (30-46 mg/l) and contact time (5-15 minutes) were used. The statistical analysis revealed a value of 0.88 for coefficient of regression ($R^2$) indicating a good fit of model. Calculated F-value was found higher than the tabulated value confirming to significance of the model. Based on student's t-test, Ferrous sulphate, pH, and contact time have a positive effect on the percent decolourisation of Acid Orange 7.
본 연구에서는 산소 플라즈마 처리에 의한 카본블랙의 표면특성과 카본블랙/고무 복합재료의 기계적 계면물성에 대하여 고찰하였다. 산소플라즈마의 산화반응에 의한 카본블랙 표면특성은 표면산도-염기도와 제타전위, 그리고 X-ray photo-electron spectroscopy (XPS)를 통하여 알아보았으며 카본블랙/고무 복합재료의 기계적 물성은 인열에너지 ($G_{III}c$)를 측정하여 관찰하였다. 본 실험결과로부터 플라즈마 처리에 의해 카본블랙 표면에 카르복시기, 하이드록시기, 락톤, 카르보닐기와 같은 산소를 함유하는 극성관능기들이 플라즈마 처리시간이 증가함에 따라 증가하는 경향을 나타내었으며, 카본블랙 표면에 산소를 함유한 관능기와 극성고무인 NBR과 높은 상호작용으로 인해 카본블랙과 고무사이의 계면 결합력이 증가하여 카본블랙/고무 복합재료의 기계적 계면물성인 tearing energy가 증가한 것을 확인할 수 있었다.
본 연구에서는 금 나노입자 콜로이드를 이용하여 safranin-O의 광촉매적 분해를 관찰하였다. 금 나노입자는 용액상에서 safranin-O의 분해 속도를 빠르게 하기 위해서 사용되었다. 금 나노입자 콜로이드는 수용액상에서 $Na_2CO_3$와 PVP 고분자(poly(vinyl pyrrolidone))를 이용하는 환원방법에 의하여 제조하였다. Safranin-O의 분해현상은 자외선(UV light)와 과산화수소($H_2O_2$)의 존재 하에서 금 나노입자 콜로이드와 염화금의 농도, 반응계의 산도(pH), 반응시간과 같은 실험조건들의 조절을 통해 연구되었다. 분해반응에 사용된 금 나노입자 콜로이드의 농도가 증가함에 따라서 염료가 분해되는 속도가 증가하였다. Safranin-O의 광산화 반응은 광학적으로 측정되었고, 금 나노입자의 기본적인 물성과 촉매 특성은 UV-Vis 광학계를 이용하여 측정되었다.
군사적, 산업적 용도로 널리 활용되고 있는 적외선 검출기는 InSb, HgCdTe(MCT)와 같은 물질들을 감지 소자로 사용하고 있다. 현재 가장 많이 사용되는 MCT는 적외선의 전 영역을 감지할 수 있는 장점이 있지만, 대면적 제작이 어려운 단점이 있다. 이에 비해 InSb는 안정적인 재료의 특성, 높은 전하이동도($1.2\times10^6\;cm^2/Vs$) 그리고 대면적 소자 제작의 가능성 등이 높게 평가되어 차세대 적외선 검출소자로 각광 받고 있다. InSb 적외선 수광 소자는 1970년대부터 미국을 중심으로 이온주입, MOCVD 또는 MBE와 같은 다양한 공정을 이용하여 제작되어 왔으며, 앞으로도 군수용 제품을 비롯하여 산업전반에서 더욱 각광을 받을 것으로 예상된다. 하지만 InSb는 77 K에서 0.225 eV의 상대적으로 작은 밴드갭을 갖고 있기 때문에 누설전류로 인한 성능저하가 고질적인 문제로 대두되었고, 이를 해결하기 위한 고품질 절연막 연구가 InSb 적외선 수광 소자 연구의 주요 이슈 중 하나가 되어왔다. PECVD, photo-CVD, anodic oxidation 등의 공정을 이용하여 $SiO_2$, $Si_3N_4$, 양극산화막(anodic oxide) 등 다양한 물질들에 대한 연구가 진행되었고[1,2], 산화막과 반도체 계면에서의 열확산을 억제하여 계면트랩밀도를 최소화하기 위한 연구도 활발히 이루어졌다[3]. 하지만 InSb 소자의 성능개선을 위한 최적화된 산화막에 대한 연구는 여전히 불충분한 실정이다. 본 연구에서는 n형 (100) InSb 기판 (n = 0.2 ~ $0.85\times10^{15}cm^{-3}$ @ 77 K)을 이용하여 양극산화막, $SiO_2$, $Si_3N_4$ 등을 증착하고 절연막으로서 이들의 특성을 비교 분석하였다. 양극산화막은 상온에서 1 N KOH 용액을 이용하여 양극산화법으로 증착하였으며, $SiO_2$, $Si_3N_4$는 PECVD로 $150^{\circ}C$에서 $300^{\circ}C$까지 온도를 변화시켜가며 증착하였다. SEM분석과 XPS분석으로 두께의 균일도와 절연막의 조성, 계면확산 정도를 확인하였으며, I-V와 C-V 커브측정을 통해 각 절연막의 전기적 특성을 평가하였다. 이 분석들을 통해 각각의 공정 조건에 따른 절연막의 상태를 전기적 특성과 관련지어 설명할 수 있었다.
The characteristic of negative differential resistance(NDR) is decreased current when the applied voltage is increased. The NDR is potentially very useful in molecular electronics device schemes. Here, we investigated the NDR characteristic of self-assembled 4,4'-di(ethynylphenyl)-2'-nitro-1-benzenethiolate, which has been well known as a conducting molecule. Self-assembly monolayers(SAMs) were prepared on Au(111), which had been thermally deposited onto $pre-treatment(H_2SO_4:H_2O_2=3:1)$ Si. The Au substrate was exposed to a 1 mM/1 solution of 1-dodecanethiol in ethanol for 24 hours to form a monolayer. After thorough rinsing the sample, it was exposed to a 0.1 ${\mu}M/l$ solution of 4.4'-di(ethynylphenyl)-2'-nitro-1-(thioacetyl)benzene in dimethylformamide(DMF) for 30 min and kept in the dark during immersion to avoid photo-oxidation. After the assembly, the samples were removed from the solutions, rinsed thoroughly with methanol, acetone, and $CH_2Cl_2,$ and finally blown dry with N_2. Under these conditions, we measured electrical properties of self-assembly monolayers(SAMs) using ultra high vacuum scanning tunneling microscopy(UHV-STM). The applied voltages were from -2 V to +2 V with 298 K temperature. The vacuum condition was $6{\time}10^{-8}$ Torr. As a result, we found the NDR voltage of the 4,4'-di(ethynylphenyl)-2'-nitro-1-benzenethiolate were $-1.61{\pm}0.26$ V(negative region) and $1.84{\pm}0.33$ V(positive region). respectively.
The characteristic of negative differential resistance(NDR) is decreased current when the applied voltage is increased. The NDR is potentially very useful in molecular electronics device schemes. Here, we investigated the NDR property of self-assembled 4,4- Di(ethynylphenyl)-2'-nitro-1-(thioacetyl)benzene, which has been well known as a conducting molecule. Self-assembly monolayers(SAMs) were prepared on Au(111), which had been thermally deposited onto pre-treatment$(H_2SO_4:H_2O_2=3:1)$ Si. The Au substrate was exposed to a 1mM/l solution of 1-dodecanethiol in ethanol for 24 hours to form a monolayer. After thorough rinsing the sample, it was exposed to a $0.1{\mu}M/l$ solution of 4,4-Di(ethynylphenyl)-2'-nitro-1-(thioacetyl)benzene in dimethylformamide(DMF) for 30 min and kept in the dark during immersion to avoid photo-oxidation. After the assembly, the samples were removed from the solutions, rinsed thoroughly with methanol, acetone, and $CH_2Cl_2$, and finally blown dry with $N_2$. Under these conditions, we measured electrical properties of self-assembly monolayers(SAMs) using ultra high vacuum scanning tunneling microscopy(UHV-STM). The applied voltages were from -2V to +2V with 299K temperature. The vacuum condition is $6{\times}10^{-8}$ Torr. As a result, we found the NDR voltage of the nitro-benzene is $-1.61{\pm}0.26$ V(negative region) and $1.84{\pm}0.33$ (positive region), respectively.
본 연구에서는 광 반응기 내부의 영향반경을 평가하기 위해 자외선(UV-C) 램프의 강도와 photochemical에 의한 OH 라디칼 생성량을 측정하였다. 또한 $TiO_2$ (Degussa P-25)를 농도별로 첨가하여 자외선 램프의 영향반경을 측정하였다. 광 반응기는 아크릴 재질의 bath 타입을 사용하였고, 254 nm의 파장을 가진 UV-C 자외선 램프를(SANKYO DENKI, 지름 : 2.2 cm, 길이 : 18.5 cm) 사용하였다. 램프의 소비전력은 10.5 W이고, OH 라디칼 생성량을 측정하기 위해 KI dosimetry를 사용하였다. 실험 결과로부터 광 반응기에서 자외선의 강도가 0.367 mW/$cm^2$이상 조사되어야하고, 거리는 13 cm 이내에서 OH 라디칼 생성에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 또한 광촉매 반응기에서는 촉매의 농도로 인해 자외선의 영향반경이 매우 감소하는 것을 확인할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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