• 한국세라믹학회지
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• 제31권12호
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• pp.1577-1587
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• 1994

TiO2 thin films with the substitution of oxygen with nitrogen were deposited on silicon substrate by metalorganic chemical vapor deposition (MOCVD) using Ti(OCH(CH3)2)4 (titanium tetraisopropoxide, TTIP) and N2O as source materials. X-ray diffraction (XRD) results indicated that the crystal structure of the deposited thin films was anatase TiO2 with only (101) plane observed at the deposition temperatures of 36$0^{\circ}C$ and 38$0^{\circ}C$, and with (101) and (200) plane at above 40$0^{\circ}C$. Raman spectroscopic results indicated that the crystal structure was anatase TiO2 in accordance with the XRD results without any rutile, fcc TiN, or hcp TiN structure. No fundamental difference was observed with temperature increase, but the peak intensity at 194.5 cm-1 increased with strong intensity at 143.0 cm-1 for all samples. The crystalline size of the films varied from 49.2 nm to 63.9 nm with increasing temperature as determined by slow-scan XRD experiments. The refractive index of the films increased from 2.40 to 2.55 as temperature increased. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) study showed only Ti 2s, Ti 2p, C 1s, O 1s and O 2s peaks at the surface of the film. The composition of the surface was estimated to be TiO1.98 from the quatitative analysis. In the bulk of the film Ti 2s, Ti 2p, O 1s, O 2s, N 1s and N 2s were detected, and Ti-N bonding was observed due to the substitution of oxygen with nitrogen. A satellite structure was observed in the Ti 2p due to the Ti-N bonding, and the composition of titanium nitride was determined to be about TiN1.0 from the position of the binding energy of Ti-N 2p3/2 and the quatitative analysis. The spectrum of Ti 2p energy level could be the sum of a 4, 5, or 6 Gaussian curve reconstruction, and the case of the sum of the 6 Gaussian curve reconstruction was physically most meaningful. From the results of Auger electron spectroscopy (AES), it was known that the composition was not varied significantly throughout the whole thickness of the film, and silicon oxide was not observed at the interface between the film and the substrate. The composition of the film was possible (TiO2)1-x.(TiN)x or TiO2-2xNx and in this experimental condition x was found to be about 0.21-0.16.

• 한국광물학회지
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• 제27권1호
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• pp.1-15
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• 2014

지구시스템 이해에 중요한 지구 내부 맨틀 물질의 거시적인 성질을 이해하기 위해서는 고압상태의 Mg-규산염 결정질 및 비정질 물질에 대한 원자구조와 그에 수반하는 전자구조에 대한 이해가 필요하다. 근래에 in-situ 고압 실험의 어려움을 피하여 고압환경에 존재하는 지구물질의 원자구조와 그 전자구조를 규명하기 위한 방법론으로서 밀도 범함수 이론에 기반을 둔 양자화학계산이 많이 이용되고 있다. 본 연구에서는 FP-LAPW (full-potential linearized augmented plane wave) 방법론을 이용하는 WIEN2k 프로그램을 통하여 25 GPa와 120 GPa의 $MgSiO_3$ 페로브스카이트(Pv)의 전자 오비탈의 PDOS (partial density of states)와 O원자 K-전자껍질 ELNES (energy-loss near-edge structure) 스펙트럼을 계산하였다. 두 압력 조건의 $MgSiO_3$ Pv에 대하여 계산된 전자 오비탈의 PDOS와 O원자 K-전자껍질 ELNES 스펙트럼은 뚜렷한 차이를 보이고 있었다. 이와 같은 결과는 $MgSiO_3$ Pv에서 압력 증가에 의한 Si 원자 배위수의 변화가 나타나지 않더라도 Si-O 결합거리, O-O거리, Mg-O거리와 같은 O원자 주변 국소 원자구조의 변화가 O원자 주변 전자구조에 뚜렷한 영향을 미칠 수 있음을 의미한다. 본 연구의 결과는 $MgSiO_3$ 결정질 및 비정질 물질의 압력에 의한 전자구조 변화의 미시적 기원을 이해하고 더욱 나아가 다양한 지구물질의 압력에 의한 원자구조 변화와 그에 수반되는 전자구조 변화의 관계를 이해하는데 많은 도움을 줄 수 있을 것이다.

• 한국광물학회지
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• 제5권2호
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• pp.109-121
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• 1992

본 연구는 토파즈의 인공착색 처리 방법을 설정하기 위하여 브라질, 중국, 인도, 나이지리아, 스리랑카 등 5개국에서 산출된 토파즈를 대상으로, 전자현미분석(EPMA), 중성자활성분석(NAA), X선 회절분석, 라만 분광분석, 주사현미경(SEM), 부식시험, 굴절률측정, 비중측정, 유체 포유물 관찰 등의 실험을 실시하여 광물학적, 화학적 특성에 관한 연구를 수행하였다. 연구 결과 토파즈는 산지에 따라 화학적, 구조적 및 물리적 특성의 차이를 나타내었으며 특히, F와 OH 고용체 함량의 차이는 물리적, 구조적 특성과 밀접한 관련성이 있음이 확인되었다. F에 대한 OH로 치환정도가 가장 높은 인도산 토파즈는 굴절률, 단위포상수 b, 단위포 체적 및 ${\Delta}021$값이 가장 크고, 비중값은 가장 작으며 스리랑카산, 중국산, 브라질산, 나이지리아산순으로 F에 대한 OH로 치환 정도가 낮다. F에 대한 OH로 치환정도가 가장 낮은 나이지리아산 토파즈는 굴절률, 단위포상수 b, 단위포 체적 및 ${\Delta}021$값이 가장 작고, 비중값은 가장 크다. 토파즈내에 함유되는 미량원소종은 Na, Fe, Br, Co, Ce, La, Sm, Th, Au, Sc, Cr 등이며 이러한 미량원소의 정성정량적 특성은 물리적 특성에는 거의 영향을 미치지 않았다. 라만 분광분석 결과 토파즈의 피크는 산지에 따라 강도의 차이를 나타내었으며 브라질산과 인도산은 455∼458($cm^{-1}$)근처의 피크, 중국산은 282∼284($cm^{-1}$) 근처의 피크가 나타나지 않았다. 산지에 따른 결정구조결함 특성은 주로 point-bottom pit의 negative crystal defect(인도산, 나이지리아산)와 curl-bottom pit의 net work defect(브라질산, 중국산)로 구분되며, 결정내에 발달하는 미세한 균열을 따라 형성된 선결함 양상(linear defect)을 보여준다. 유체 포유물의 특징은 브라질산이 액상 $CO_2$를 가지는 III형이고, 중국산에는 유체 포유물이 거의 관찰되지 않으며 단지 $10{\mu}m$이하의 매우 작은 크기인 초생포유물의 극소량 존재한다. 인도산은 기체가 풍부한 II형이고, 나이지리아산은 암염, 실바이트 등의 고체 포유물을 함유하는 IV형이며 스리랑카산은 거의 대부분의 유체 포유물이 2차 생성의 I형이 주로 형성되어 있다. 본 연구의 결과는 광물학적 특성의 차이를 갖는 산지별 토파즈의 인공착색을 위한 처리 방법을 설정하는 유용한 기초 자료로 이용될 수 있을 것이다.

• 한국진공학회지
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• 제22권5호
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• pp.270-275
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• 2013

화학 기상 증착법에 의해 제작한 단층 그래핀을 300 nm $SiO_2$/Si와 석영기판 위에 전사한 후 도핑하기 위해 그래핀 표면에 $AuCl_3$ 용액의 농도를 1에서 10 mM까지 변화시키면서 스핀코팅 하였다. 도핑농도에 따른 그래핀의 특성을 여러 구조적, 광학적, 및 전기적 실험기법으로 분석한 결과, 도핑 농도가 증가함에 따라 그래핀의 p형 특성이 더욱 강해진다는 것을 라만 주파수/최고점 세기 비율, 면저항, 일함수, 및 디락점 등의 변화로 확인할 수 있었다. 특히, 그래핀 전계효과 트랜지스터의 드레인 전류-게이트 전압 곡선 측정을 통해 처음으로 도핑농도의 증가에 따라 전하 이동도를 자세히 측정한 결과, 도핑농도가 증가할 때 전자의 이동도는 크게 감소한 것에 비해 정공의 이동도는 매우 적게 변화하였다. 이 결과는 $AuCl_3$가 그래핀의 p형 도핑 불순물로서 매우 우수하다는 것을 의미하여 향후 도핑된 그래핀의 소자활용에 있어 매우 유용할 것으로 전망된다.