• 공업화학
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• 제23권6호
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• pp.561-566
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• 2012

PtRuW/C 촉매를 Pt : Ru : W 비를 5 : 4 : 1, 2 : 1 : 1, 1 : 1 : 1, 1 : 2 : 2로 각각 합성하였다. 촉매의 조성은 EDX분석을 통해 이론값과 비슷하다는 것을 확인하였다. TEM분석과 XRD분석으로부터 3.5~5.5 nm의 균일한 입자 크기 및 결정질 분포를 가지고 있음을 확인하였다. 유효표면적, 전류밀도, 고유 활성 및 피독률과 같은 전기화학적 특성은 CO 스트리핑, 선형쓸음 전기량 측정법, 대시간 전류법 등과 같은 방법으로 분석하였다. 이러한 분석으로부터, $PtRu_2W_2/C$를 제외한 촉매는 상업촉매보다 우수한 반응성과 안정성을 가지고 있음을 확인하였다. 이 중 가장 우수한 촉매는 $Pt_5Ru_4W/C$였으며, $121.05mA{\cdot}m^{-2}$의 specific activity와 $0.01%{\cdot}s^{-1}$의 피독률을 보였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제19권5호
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• pp.423-429
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• 2008

This work was carried out to improve the performance of anodic electrocatalysts in direct ethanol fuel cell(DEFC). PtRu and $Pt_5Ru_4M$(M= Ni, Sn, Mo and W) electrocatalysts were prepared by using a $NaBH_4$ reduction method. Alloy crystal structure and particle size of electrocatalysts were characterized by X-ray diffraction(XRD) and transmission electron microscopy(TEM). The XRD analysis of the electrocatalysts revealed that the face-centered cubic(fcc) peaks shifted to slightly higher diffraction angles when third metals were added. Average size of the uniform particles was observed to be approximately $3{\sim}3.5\;nm$ from the TEM image. The electrochemical measurements were carried out in the solution 1M $H_2SO_4$ and 1M $C_2H_5OH$ at room temperature. Cyclic-voltammogram results showed that $Pt_5Ru_4W$ electrocatalyst exhibited much higher current density for ethanol oxidation of $2.73\;mA/cm^2$ than PtRu electrocatalyst of $0.73\;mA/cm^2$.

• 에너지공학
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• 제7권1호
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• pp.35-43
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• 1998

본 연구에서는 Pt/C와 Pt-Ru/C 촉매를 이용하여 직접메탄올 연료전지용 연료극 전극을 제조하고 전극 및 메탄올 산화 특성에 대하여 고찰하였다. 전극은 SEM, TEM 및 열중량 분석을 통하여 특성을 조사하였다. 메탄올의 산화 특성은 1M CH3OH+1M H2SO4 용액에서 정전위/정전류계를 이용하여 반전지 시험 및 순환 전압-전류법으로 조사하였다. 연구결과를 통하여 메탄올 산화전극은 촉매층 내에 PTFE가 20w% 포함되었을 경우가 백금촉매의 이용률이 높고 우수한 성능을 보여 주었다. Pt-Ru/C 이원촉매는 Pt/C 촉매에 비하여 메탄올 산화특성이 우수하고 성능이 우수한 촉매임을 알 수 있었다. Pt/Ru/C와 Pt/C 촉매를 이용하여 제조한 전극의 메탄올 산화반응에 대한 활성화 에너지는 11.60 kJ/mol과 26.85 kJ/mol이었다.

• 한국전기화학회:학술대회논문집
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• 한국전기화학회 2002년도 연료전지심포지움 2002논문집
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• pp.211-218
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• 2002

In this study, Pt/Pd (1.1), PtPd (2:1) and PtPd (3:1) binary catalysts and Pt/Ru/Pd (5:4:1) ternary catalyst were designed. The catalysts were synthesized by impregnation method using $NaBH_4$ as a reducing agent. A good catalyst for methanol oxidation requires low on-set potential, stable durability and low activation energy. In order to investigate the catalytic activity for the methanol oxidation, electrochemical measurements such as cyclic voltammetry and chronoamperometry were peformed in sulfuric acid with/without methanol solution. In order to calculate the activation energy of the reaction, electrochemical measurements were also tested at different temperatures. For investigation of the structural analysis such as particle size and alloying, X-ray diffraction and transmission electron microscopy analysis were used. In order to identify the role of the Pd and to determine the composition of the surface of the Pt/Pd nanoparticles, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) analysis was investigated. The XPS spectra of Pd showed that Pd appears only as a metallic state in the binary catalysts. The chemical states of Pt in PtPd catalysts are both metallic and oxidative. Polarization curves and power density data were obtained by testing the DMFC unit cell performance of PtPd and PtRuPd catalysts. These data showed that Pt/Pd (2:1) and Pt/Ru/Pd (5:4:1) have better performance than Pt and Pt/Ru, respectively.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 1998년도 제14회 학술발표회 논문개요집
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• pp.80-80
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• 1998

RU02 박막은 전이금속으로서 rutile 구조이며, 넓은 온도 영역에서 금속성의 를 나타내고, 700도 이상의 높은 온도에서 열적 안정성을 갖는 물질이다 이러한 특성 때문 에 RU02 박막은 실리콘 디바이스에서 배선 게이트 전극 확산 장벽 등에 응용가능성이 높 은 물질로 각광을 받고 있다- 특히 다결정 RU02 박막은 DRAM (dynamic random access m memory) 내의 강유전성 축전기의 전극으로서 유망한 물질이다. 지금까지 이러한 응용분야에 사용된 전극물질은 pt 금속이었다 그러나 이러한 금속전극은 SI 산소 그리고 강유전체의 구성물질 등과의 상호확산, pt 표면의 hillock의 존재로 생기는 전기적 단락, 기판과의 나쁜 점작성, 어려운 에칭 프로세스 등의 단점을 가지고 있다 더욱 더 심각한 문제는 P Pt'ferroelectric/Pt 구조에서 나타나는 aging과 fatigue인데, 이는 108 사이쿨 이후에 스위칭 가 능한 잔류 pOlarization 으$\mid$ 감소를 유발하게 된다- 최근 Berstein은 Pt 대신에 RU02를 사용함으로써 강유전체 축전기에서의 fatigue 현상을 크게 감소시켰다고 보고 한 바 있다 Burst川도 RU02 가 실리콘 표면과 유전체 물질 사이에 전기전도 어떠한 상호 확산도 일어나지 않음을 보였다. 그러나 이러한 연구 결과에도 증착조건과 RU02 박악의 특성에 관한 상호 관계가 충분히 더욱 더 중은 강유전성 박막올 만들기 위해서는 이러한 박막 전극에 않고 있다 연구되지 대한 상세한 연구가 반드시 필요하다고 본다. RU02 박막은 실리콘 기판 위에 고주파 마그네트론 스퍼터링 방법으로 증착하였다. 사용 한 타켓은 2 인치의 직경을 가지는 CERAC 사에서 제작한 Ruol다 초기 진공은 1O~6 Torr 이하였고, 고주파 전력은 20 - 80W 까지 변화시켰다 반응성 스퍼터링율 하기 위해 아르곤과 산소롤 주입하였고, 산소/(산소+아르곤)의 비를 변화시켰다 기판의 온도와 증착압력은 각각 상온에 서 500도까지 , 5mTorr에 서 100mTorr 까지 변 화시 켰 다 RU02 박막의 결정성을 조사하기 위해 XRD 표면 형상과 단면을 조사하기 위해 SEM을 사용하였다‘ 박악의 비저항을 조사하기 위해 4-단자법 van der Pauw 방법을 사용하였다. RU02 박막은 증착압력이 높을수록 비저항은 높아지고, 두께는 감소하였다. 특히 1 100mTorr에서는 작업가스와 스퍼터된 입자사이의 심각한 산란 때문에 아예 증착이 이루어 지지 않았다‘ RF 전력이 증가할수록 비저항이 낮아졌다. 이는 두께에 의존하는 결과이며 전형적인 금속박막에서 나타나는 현상과 유사함을 알 수 있었다- 기판온도와 작업가스의 산소 분압이 높을수록 비저항이 감소하였다‘ 이러한 사실은 성장한 박악의 결정구조와 밀접한 관련이 있음을 보여준다.

• 한국결정성장학회지
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• 제8권4호
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• pp.599-604
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• 1998

본 논문은 PZT 박막의 기억소자 응용을 위한 Pt 그리고 RuO2 박막을 조사하였다. 초고주파 마그네트론 스퍼터링 방법을 이용하여 하부전극을 성장하였으며, 조사된 실험변수는 기판온도, 가스 부분압, RF 전력 그리고 후열처리 등이다. 기판온도는 Pt, $RuO_2$박막의 결정구조 뿐만 아니라 표면구조 및 비저항 성분에 크게 영향을 주었다. Pt 박막의 XRD 분석으로 기판온도가 상온에서 $200^{\circ}C$까지는 (111) 그리고 (200) 면이 혼재하는 결과를 보였으나 $300^{\circ}C$에서는 (111) 면으로 우선 방위 성장 특성을 보였다. XRD와 AFM 해석으로부터 Pt 박막 성장시 기판온도 $300^{\circ}C$, RF 전력 80W가 추천된다. 산소 분압비를 0~50%까지 가변하여 조사한 결과 산소가 5% 미만으로 공급되면 Ru 금속이 성장되고, 산소 분압비가 10 ~40%까지는 Ru와 $RuO_2$ 상이 공존하였으며 산소 분압비가 50%에서는 순수한 $RuO_2$상만이 검축되었다. 이 결과로부터 RuO2/Ru 이층 구조의 하부전극 형성이 산소 가스 부분압을 조절하여 한번의 공정으로 성장 가능하며, 이런 구조를 이용하면 금속의 낮은 비저항을 유지하면서도 PZT 박막의 산소 결핍에 의한 기억소자의 피로도 문제를 완화할 것으로 사료된다. 후 열처리 온도를 상온에서부터 $700^{\circ}C$까지 증가할 때 Pt와 $RuO_2$의 비저항 성분은 선형적 감소 추세를 보였다. 본 논문은 강유전체 기억소자 응용을 위한 최적화된 하부전극 제적조건을 제시한다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.191-194
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• 2009

PtRu based and PtSn based ternary catalysts were prepared by a conventional impregnation method using NaBH4 as reducing agent. The alloy formation, crystalline size and chemical composition of the in-house catalysts were determined by XRD, TEM and EDX, respectively. The chemical compositions of in-house catalysts were quite similar to the nominal value and good alloy formations were also observed. Further, crystalline sizes of ternary catalysts were comparatively smaller than binary catalysts and were approximately 3.5 ~ 5.5 nm. The electrochemical measurements were carried out in the solution 1 M $H_2SO_4$ with 1 M $C_2H_5OH$ at room temperature. LSV results obtained that ternary catalysts were higher current densities and specific activities. Especially, in case of tungsten addition system, Pt5Sn4W/C have the highest specific activities values and was approximately 21.2 and 3.1 times higher than that of PtRu/C and PtSn/C electrocatalyst.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1998년도 추계학술대회 논문집 학회본부 C
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• pp.801-803
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• 1998

We investigated Pt and $RuO_2$ as a bottom electrode and PZT thin film for ferroelectric applications. XRD examination shows that a mixed phase of (111) and (200) Pt peak for the temperature ranged from RT to $200^{\circ}C$, and a preferred (111) orientation for the substrate temperature of $300^{\circ}C$. From the XRD and AFM results, we recommend the substrate temperature of $300^{\circ}C$, 80 W for the Pt bottom electrode growth. From the study of an oxygen partial pressure from 0 to 50%, we learned that only Ru metal was grown with $0{\sim}5%$, a mixed phase of Ru and $RuO_2$ for $10{\sim}40%$, pure $RuO_2$ at 50%. Having optimized the bottom electrode growth conditions, we employed two step process in PZT film capacitor: PZT film growth at the low substrate temperature of $300^{\circ}C$ and then post RTA anneal treatments. PZT films were randomly oriented on $RuO_2$ and (110) preferentially oriented on Pt electrode. Leakage current density of PZT film demonstrated two to three orders higher for $RuO_2$ bottom electrode. From C-V results we observed a dielectric constant of PZT film higher than 1200. This paper presents the optimized process conditions of the bottom electrodes and properties of PZT thin films on these electrodes.

• 한국결정성장학회:학술대회논문집
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• 한국결정성장학회 1998년도 PROCEEDINGS OF THE 14TH KACG TECHNICAL MEETING AND THE 5TH KOREA-JAPAN EMGS (ELECTRONIC MATERIALS GROWTH SYMPOSIUM)
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• pp.57-60
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• 1998

Lean zirconate titanate (PZT) is an attractive material for the memory device applications. We have investigated Pt and{{{{ { RuO}_{2 } }}}} as a botton electrode for a device application of PZT thin film. The bottom electrodes were prepared by using an RF magnetron sputtering method. The substrate temperature influenced the resistivity of Pt and {{{{ { RuO}_{2 } }}}} a s well as the film crystal structure. XRD examination shows that a preferred(111) orientations for the substrate temperature of 30$0^{\circ}C$. From the XRD and AFM results, we recommend the substrate temperature of 30$0^{\circ}C$ for the bottom electrode growth. We investigated and anneal temperature effect because Perovskite PZT structure is recommended for the memory device applications and the structural transformation is occurred only after and elevated heat treatment. As post anneal temperature was increased from RT to $700^{\circ}C$, the resistivity of Rt and {{{{ { RuO}_{2 } }}}} w as decreased. Surface morphology was observed by AFM as a function of post anneal temperature.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제31권2호
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• pp.331-334
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• 2010

In the present study, carbon supports mixed with purified multi-walled carbon nanotubes (MWNTs) and carbon blacks (CBs) were used to improve the cell performance of direct methanol fuel cells (DMFCs). Additionally, the effect of $O_2$ plasma treatment on CBs/MWNTs supports was investigated for different plasma RF powers of 100, 200, and 300 W. The surface and structural properties of the CBs/MWNTs supports were characterized by FT-IR, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), X-ray diffraction (XRD), and inductive coupled plasma-mass spectrometer (ICP-MS). The electrocatalytic activity of PtRu/CBs/MWNTs catalysts was investigated by cyclic voltammetry measurement. In the experimental results, the oxygen functional groups of the supports were increased with increasing plasma RF power, while the average Pt particle size was decreased owing to the improvement of dispersibility of the catalysts. The electrochemical activity of the catalysts for methanol oxidation was gradually improved by the larger available active surface area, itself due to the introduction of oxygen functional groups. Consequently, it was found that $O_2$ plasma treatments could influence the surface properties of the carbon supports, resulting in enhanced electrocatalytic activity of the catalysts for DMFCs.