• 한국결정학회지
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• 제12권3호
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• pp.177-181
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• 2001

TiO₂박막의 초친수성 특성을 열처리에 따른 박막의 결정구조 변화와 연관지어 연구하였다. 박막은 Sol-Gel법을 이용하여 실리콘 (100)웨이퍼 위에 제조하였다. 1차 소결후, 500℃에서 후열처리한 시편은 anatase 상을, 1000℃에서 열처리한 시편은 rutile 상을 가지며 그 중판 온도인 750℃에서 열처리한 경우는 anatase와 rutile상이 혼재 되어 있다. 이 후열 처리한 시편들은 UV를조사하지 않아도 친수성을 보였고, 특히 750℃에서 열처리한 시편은 5°이하의 초친수성을나타내었다. 친수성을 가지는 시편들은 암실처리 중 서서히 퇴화되어 소수성을 띄게되지만, UV를 조사하면 1시간 이내에 급격히 초진수성을 회복하는 우수한 특성을 보였다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제18권6호
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• pp.640-643
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• 1997

Pure titanium dioxide $(TiO_2)$ films were prepared by pulsed laser deposition on a single crystal Si(100) substrate. We have investigated the growth of crystalline titanium dioxide films with respect to substrate temperature and ambient oxygen pressure. The structural properties of the films were analyzed by X-ray diffraction. We found that the anatase as well as the rutile phases could be formed from the original rutile phase of the target $TiO_2$. At 0.75 torr of ambient oxygen pressure, the structure of $TiO_2$ film was amorphous at room temperature, anatase between 300 and 600 ℃, a mixture of anatase and rutile between 700 and 800 ℃, and only rutile at 900 ℃ and above. However, at a low ambient oxygen pressure, the rutile phase became dominant; the only rutile phase was obtained at the ambient oxygen pressure of 0.01 torr and the substrate temperature of 800 ℃. Therefore, the film structures were largely influenced by substrate temperature and ambient oxygen pressure.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 제39회 하계학술대회
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• pp.1256-1257
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• 2008

Dye-Sensitized Solar Cell(DSSC) is a new type of solar cell by using photocatalytic properties of $TiO_2$. The size and shape of $TiO_2$ particle are two of important parameters that are related to the characteristics of DSSC. And these can be changed by controlling $TiO_2$ sintering conditions especially temperature. The particles of $TiO_2$ are classified anatase and rutile. Anatase particles are created at low sintering temperature and rutile particles are created at high sintering temperature. Anatase particles have advantages such as increased surfaces that cause more attached dye molecules, and fast electron transportation. And rutile particles have advatages such as more efficient light scattering. Therefore, we studied characteristics of DSSC in this paper as $TiO_2$ sintering temperature is varied. As a result, we found that characteristics of DSSC are very good in the case that anatase and rutile particles are together and this sintering temperature is 450$^{\circ}C$.

• 한국재료학회지
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• 제12권10호
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• pp.809-813
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• 2002

Commercial nano crystalline $TiO_2$ powders were used to characterize photocatalyst, using thermal spray coating technique. The microstructure of coating layers were examined by SEM, FE-SEM and TEM. Also the cross sectional areas of TiO$_2$ coating layers were observed by SEM. The phases were analyzed by X-ray diffraction methed. Surface roughness and hardness were measured. It was found that phase transformation from anatase to rutile occurred, and the melted splats are all rutile, and unmeted nano particles were anatase. These unmelted anatase phase may enhance te play a role of photocatalyst.

• 한국세라믹학회지
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• 제49권5호
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• pp.469-474
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• 2012

The crystallinity and phase ratio of anatase to rutile in $TiO_2$ were estimated by x-ray diffraction (XRD) and x-ray absorption spectroscopy (XAS). Traditionally, the structural characterization of $TiO_2$ powders has been carried out by XRD techniques, which are comparatively easy in use and analysis. However, materials with amorphous phase, nano-sized or nano-structured crystallinities cannot be fully characterized by XRD because XRD analysis has a limit for abnormal contributions of the nano-crystal such as the surface contribution. From the comparison with the experimental and calculated Ti K-edge XAS spectra, we found the possibility of efficient estimation in the crystalinites and the phase ratio of anatase to rutile for nano-sized $TiO_2$ mixture.

• 한국자기학회지
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• 제16권1호
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• pp.45-50
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• 2006

졸-겔(sol-gel)방법으로 제작된 산소 결핍된 anatase 및 rutile구조의 $TiO_{2-\delta}$ 박막에 대하여 철(Fe)도핑에 의하여 생겨나는 전기적, 자기적 특성의 변화를 조사분석 하였다. 진동 시료 자화율(vibrating sample magnetometry; VSM)과 뫼스바우어 분광(conversion electron Mossbauer spectroscopy, CEMS) 측정을 통하여 Fe 도핑된 anatase 및 rutile $TiO_{2-\delta}$ 박막들에서 모두 상온에서 강자성(ferromagnetism)특성이 나타남이 관측되었다. VSM측정 결과 같은 양의 Fe도핑에 대하여 anatase 시료는 rutile 시료보다 더 큰 자기모멘트 값을 나타내었고 CEMS측정으로부터 팔면체 $Ti^{4+}$자리에 치환된 $Fe^{3+}$이온이 시료가 나타내는 강자성 특성에 주로 기여하는 것으로 해석된다. 홀 효과(Hall effect)측정 결과 anatase $TiO_{2-\delta}:Fe$ 박막은 상온에서 p-type특성을 보였으나 관측된 강자성은 he]e carrier 농도와는 무관한 것으로 해석된다. $TiO_{2-\delta}:Fe$ 박막에서 관측된 강자성 특성은 산소결핍자리(oxygen vacancy)에 갇힌 전자를 매개로 하여 이웃한 두 $Fe^{3+}$ 이온들 간에 존재하게 되는 직접적인 강자성 결합(direct ferromagnetic coupling)에 기인한 것으로 해석될 수 있다.

• Composites Research
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• 제31권6호
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• pp.365-370
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• 2018

One of the critical parameters to improve the output power for triboelectric nanogenerators (TENGs) is the surface charge density. In this work, we modify the tribo-material of TENG by introducing the $TiO_x$ embedded Polydimethylsiloxane (PDMS) in anatase and rutile phase. The effect of dielectric constant and electronic structure of the $TiO_x$ on the capacitance of TENG and the output power as well are discussed. The surface charge density is increased as the control of the dielectric constant in difference weight percent of $TiO_x$ and PDMS. As the results of that, the 5% $TiO_x$ rutile phase and 7% $TiO_x$ anatase phase embedded PDMS exhibit the highest TENG output. The peak value of voltage/current obtained from $TiO_x$ rutile and anatase phase are ${\sim}180V/8.2{\mu}A$ and $211.6V/8.7{\mu}A$, respectively, at the external force of 5 N and working frequency of 5 Hz, which gives over 12-fold and 15-fold power enhancement compared with the TENG based on the pristine PDMS film. This study provides a better understanding for TENG performance enhancement from the materials view.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.466.1-466.1
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• 2014

$TiO_2$는 저렴한 가격, 적절한 bandgap, 열적, 화학적, 생물학적 안정성 등으로 촉망받는 광촉매 물질이다. $TiO_2$는 rutile (tetragonal, space group: P42/mnm), anatse (tetragonal, space group: I41/amd), and brookite (orthorhombic, space group: Pbca )의 3가지 대표적인 결정구조를 가지고 있다. Rutile과 anatase는 1972년 Fujishima와 Honda가 $TiO_2$의 광촉매 특성을 발견 한 후로 아주 많은 연구가 되어왔다. 반면 brookite의 경우는 자연에 거의 존재하지 않으며, 합성방법도 어려워서 rutile과 anatase에 비해 많은 연구가 되지 않았다. 본 연구에서는 brookite를 포함한 다양한 $TiO_2$ 나노구조를 간단한 수열합성법으로 티타늄 호일 위에 합성하였다. 합성된 $TiO_2$는 반응 온도와 시간, additive의 농도에 따라서 sheet, tube, wire, pyramidal 의 4가지 morphologies를 가졌다. 이 다양한 morphologies은 SEM과 TEM으로 분석되었으며, 각 물질의 결정 구조는 XRD분석과 TEM의 SAED pattern 분석으로 sheet, tube, wire은 anatase, pyramidal 구조는 brookite라는 것이 확인 되었다. 위의 방법으로 합성된 각각의 $TiO_2$ 물질들을 working 전극으로, Pt와 Ag/AgCl을 reference와 counter 전극으로 만들어서 photoelectrochemical 특성을 측정해서 비교를 해보았을 때, brookite 물질이 anatase보다 더 좋은 photoelectrochemical 특성을 나타내는 것을 확인하였다.

• 한국세라믹학회지
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• 제41권6호
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• pp.471-475
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• 2004

졸겔 공정으로 안정한 TiO$_2$, SiO$_2$, PBA(Pseudo Boehemite Alumina) 졸을 제조하였다. 제조한 졸 용액은 비교적 균일한 10∼30nm의 입자크기를 나타내었다. TiO$_2$졸에 SiO$_2$졸의 첨가량이 증가함에 따라, anatase상에서 rutile 상으로 전이되는 상전이 온도를 $600^{\circ}C$ 이상으로 증가시켜 광분해 특성을 향상시켰다. 또한, TiO$_2$ 졸 용액에 SiO$_2$ 졸을 10∼30wt% 첨가하여 120$0^{\circ}C$ 이상의 고온 소성 후에도 anatase가 주된 상으로 소량의 rutile 상이 관찰되었다 또한 SiO$_2$20wt% 첨가 시, 최대의 광분해 특성을 나타내었다. 그러나, PBA 졸의 첨가는 첨가량에 관계없이 광분해 특성에 영향을 주지 않았다.

• 청정기술
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• 제20권3호
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• pp.306-313
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• 2014

나노다공성 $TiO_2$ 필름은 주로 염료감응형 태양전지의 작동전극으로 사용된다. 지금까지 염료감응형 태양전지의 광전환효율을 높이기 위해 $TiO_2$ 나노구조체에 대한 다양한 연구가 시도되어왔다. 본 연구에서는 수열합성법을 이용하여 FTO glass 위에 루타일 $TiO_2$ 나노로드를 수직적으로 성장시켰고 그 위에 아나타제 $TiO_2$ 필름을 재 합성하였다. 이 새로운 방법은 아나타제 $TiO_2$ 합성시 요구되는 시드층 합성단계를 피할 수 있었다. 밀집한 아나타제 $TiO_2$ 층은 전자생성층으로써 고안되었고 시드층 대신 합성된 루타일 $TiO_2$ 나노로드는 생성된 전자들이 FTO glass로 이동하는 통로역할을 하게 되었다. 전자이동률을 증진시키기 위해 루타일 나노로드에 $TiCl_4$ 수용액을 이용하여 표면 처리하였고 열처리 후 표면 위에 얇은 아나타제 $TiO_2$ 필름을 형성시켰다. 합성된 루타일-아나타제 $TiO_2$ 구조체의 두께는 $4.5-5.0{\mu}m$이고 셀 테스트 결과 3.94%의 광전환효율을 얻게 되었다. 이는 루타일 $TiO_2$ 나노로드 전극과 비교했을 때 광전환효율이 상당히 향상되는 것을 확인할 수 있었다.