• 동력기계공학회지
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• 제17권1호
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• pp.110-115
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• 2013

The electrochemical performance and microstructure of Al-Si, Al-Si/C was investigated as anode for lithium ion battery. The Al-Si nano composite with 5 : 1 at% ratio was prepared by arc-discharge nano powder process. However, some of problem is occurred, when Al nano composite was synthesized by this manufacturing. The oxidation film is generated around Al-Si particles for passivating processing in the manufacture. The oxidation film interrupts electrical chemistry reaction during lithium ion insertion/extraction for charge and discharge. Because of the existence the oxidation film, Al-Si first cycle capacity is very lower than other examples. Therefore, carbon synthsized by glucose ($C_6H_{12}O_6$) was conducted to remove the oxidation film covered on the composite. The results showed that the first discharge cycle capacity of Al-Si/C is improved to 113mAh/g comparing with Al-Si (18.6mAh/g). Furthermore, XRD data and TEM images indicate that $Al_4C_3$ crystalline exist in Al-Si/C composite. In addition the Si-Al anode material, in which silicon is more contained was tested by same method as above, it was investigated to check the anode capacity and morphology properties in accordance with changing content of silicon, Si-Al anode has much higher initial discharge capacity(about 500mAh/g) than anode materials based on Aluminum as well as the morphology properties is also very different with the anode based Aluminum.

• Composites Research
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• 제35권4호
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• pp.298-302
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• 2022

할라이드 페로브스카이트 물질은 우수한 광전특성으로 인해 차세대 디스플레이에 응용시킬 물질로서 주목받고 있다. 본 연구에서는 다공성 SiO₂ 나노입자의 기공 내부에서 제한시킨 결정 성장을 통하여 할라이드 페로브스카이트의 안정성 문제를 해결한, CsPbBr₃의 새로운 소결법을 제안한다. 최적의 소결 조건에서 소결된 CsPbBr₃-SiO₂ 나노입자는 515 nm의 발광 피크를 나타낸다. CsPbBr₃-SiO₂ 나노입자는 소결 과정 중 닫힌 기공에 말미암아 몇 종의 극성 용매 속에서도 안정적으로 발광 특성을 유지할 수 있었으며, 이는 디스플레이용 색변환 필름으로서의 응용 가능성을 보여준다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.79-79
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• 2013

Quantum-structures with nanoparticles have been attractive for various electronic and photonic devices [1,2]. In recent, nonvolatile memories such as nano-floating gate memory (NFGM) and resistance random access memory (ReRAM) have been studied using silicides, metals, and metal oxides nanoparticles [3,4]. In this study, we fabricated nonvolatile memories with silicides (WSi2, Ti2Si, V2Si) and metal-oxide (Cu2O, Fe2O3, ZnO, SnO2, In2O3 and etc.) nanoparticles embedded in polyimide matrix, and photovoltaic device also with SiC nanoparticles. The capacitance-voltageand current-voltage data showed a threshold voltage shift as a function of write/erase voltage, which implies the carrier charging and discharging into the metal-oxide nanoparticles. We have investigated also the electrical properties of ReRAM consisted with the nanoparticles embedded in ZnO, SiO2, polyimide layer on the monolayered graphene. We will discuss what the current bistability of the nanoparticle ReRAM with monolayered graphene, which occurred as a result of fully functional operation of the nonvolatile memory device. A photovoltaic device structure with nanoparticles was fabricated and its optical properties were also studied by photoluminescence and UV-Vis absorption measurements. We will discuss a feasibility of nanoparticles to application of nonvolatile memories and photovoltaic devices.

• 한국세라믹학회지
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• 제43권4호
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• pp.199-202
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• 2006

In this study, SiC whiskers were grown on a porous SiC diesel particulate filter for nanoparticle filtering. To grow the whiskers at the inner pore without closing the pores, we used chemical vapor infiltration with a solution source and a dilute. As the deposition time increased, the whiskers grew and formed a network structure. After 180 min of deposition, the mean diameter of the whiskers was 174 nm and the compressive strength was 58.4 MPa. The pores shrank from $10{\mu}m\;to\;0.4{\mu}m$ and, because the whiskers filed the inner pores, the gradient of permeability decreased as the deposition time increased. However, by using the network structure of whiskers deposited for 120 min and 180 min, we obtained a diesel particulate filter with pores of $0.98{\mu}m\;and\;0.4{\mu}m$, respectively. Furthermore, the filter shows better permeability than a porous body with pores of $1{\mu}m$. In short, by filtering the nanoparticulate materials, the network structure of whiskers improves the strength, reduces the pore size and minimizes the permeability drop.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제49권2호
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• pp.181-186
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• 2011

본 연구에서는 실리카 나노 입자의 표면 개질을 위해 실란 커플링제인 3-(trimethoxysilyl)propylmethacrylate(MPS) 를 사용하여 표면 개질 반응을 수행하였다. 용매의 pH, MPS의 가수 분해 반응시간, 표면 개질 반응시간 및 실리카 표면의 실라놀기(Si-OH)에 대한 MPS의 몰 비를 변화하여 각각의 반응조건이 실리카 표면개질 반응에 미치는 영향을 연구하였다. 개질반응 후 Fourier Transform Infrared Spectroscopy(FTIR), 원소분석(EA) 및 고체 상태 cross-polarization magic angle spinning(CP/MAS) Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy(NMR)법을 사용하여 표면이 개질된 실리카 입자들의 분석을 수행하였다. 연구 결과 용매의 pH가 4.5일 때 MPS가 단량체 형태로 실리카 표면의 실라놀기와 반응하고 이외의 pH에서는 MPS가 이량체, 삼량체 혹은 사량체의 올리고머 형태로 실리카의 실라놀기와 반응함이 우세함을 나타내었다. 가수분해반응 시간을 30분에서 90분으로 증가시키면 MPS가 올리고머 형태로 실리카 표면의 실라놀기와 반응하는 것이 우세하고, 투입한 MPS 몰 비의 증가도 MPS가 올리고머 형태로 실리카 표면의 실라놀기와 반응하는 것이 우세함을 나타내었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.295-295
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• 2014

일반적으로 박막 태양전지의 효율은 박막 종류에 따른 광 흡수율에 의해 결정되며, 이는 증착한 박막의 두께에 의해 결정된다. 증착한 박막의 두께가 두꺼워질수록 광 흡수율은 증가하지만, 박막 두께가 지나치게 두꺼워지면 열화 현상으로 인한 모듈의 효율 감소가 생기므로 적절한 박막의 두께가 요구된다. 특히 a-Si:H의 경우 가시광 영역에서 높은 흡수계수를 가지고 있어서 얇은 박막 두께로도 태양전지의 제작이 가능하지만, 동일한 박막 두께에서 효율을 더욱 향상시키기 위한 다양한 광 포획 기술에 대한 연구가 많이 진행 되고 있다. 본 연구에서는 자외선을 이용한 nano-imprint lithography 기술을 이용하여 a-Si:H 태양전지의 유리기판 위에 pattern을 삽입하여 광 산란 효과를 향상 시키고자 하였다. 또한 유리기판의 굴절률 (n=1.5)과 투명전극의 굴절률 (n=1.9)의 중간 값을 갖는 ZnO nanoparticles (n=1.7)이 분산 된 imprinting resin을 사용함으로써 점진적으로 굴절률을 변화시켜, 최종적으로 a-Si:H 층까지의 광 투과율을 높이고자 하였다. 제작한 기판의 종류는 다음과 같다. 첫 번째 기판으로는 유리기판 위에 ZnO nanoparticles이 분산 된 imprinting resin을 spin-coating 하여 점진적인 굴절률의 변화에 의한 투과도 향상을 확인하고자 하였다. 두 번째 기판으로는 규칙적인 배열을 갖는 micro 크기의 패턴을 형성하였다. 마지막으로는 불규칙한 배열을 갖는 nano 크기와 micro 크기가 혼재 된 패턴을 형성하여 투과도 향상과 동시에 빛의 산란을 증가시키고자 하였다. 후에 이 세가지 종류를 기판으로 사용하여 a-Si:H 기반의 박막 태양전지를 제작하였다. 먼저 제작한 박막 태양전지용 기판의 광학적 전기적 특성을 분석하였다. 유리 기판 위에 형성한 패턴에 의한 roughness 변화를 확인하기 위해 atomic force microscopy (AFM)를 이용하여 시편의 표면을 측정하였다. 또한 제작한 유리 기판 위에 투명 전극층을 형성 후, 이로 인한 전기적 특성의 변화를 확인하기 위해 hall measurement system을 이용하여 sheet resistance, carrier mobility, carrier concentration 등의 특성을 측정하였다. 또한, UV-visible photospectrometer 장비를 이용하여 각 공정마다 시편의 광학적 특성(투과도, 반사도, 산란도, 흡수도 등)을 측정하였고, 최종적으로 제작한 박막 태양전지의 I-V 특성과 외부양자효율을 측정하여 태양전지의 효율 변화를 확인하였다. 그 결과 일반적인 유리에 기판에 제작된 a-Si:H 기반의 박막 태양전지에 비해, ZnO nanoparticles이 분산 된 imprinting resin을 spin-coating 하여 점진적인 굴절률 변화를 준 것만으로도 약 12%의 태양전지 효율이 증가하였다. 또한, micro 크기의 패턴과 nano-micro 크기가 혼재된 패턴을 형성한 경우 일반적인 유리를 사용한 경우에 비해 각각 27%, 36%까지 효율이 증가함을 확인하였다.

• 한국분말재료학회지
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• 제21권5호
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• pp.377-381
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• 2014

This work describes the coloration, chemical stability of $SiO_2$ and $SnO_2$-coated blue $CoAl_2O_4$ pigment. The $CoAl_2O_4$, raw materials, were synthesized by a co-precipitation method and coated with silica ($SiO_2$) and tin oxide ($SnO_2$) using sol-gel method, respectively. To study phase and coloration of $CoAl_2O_4$, we prepared nano sized $CoAl_2O_4$ pigments which were coated $SiO_2$ and $SnO_2$ using tetraethylorthosilicate, $Na_2SiO_3$ and $Na_2SiO_3$ as a coating material. To determine the stability of the coated samples and their colloidal solutions under acidic and basic conditions, colloidal nanoparticle solutions with various pH values were prepared and monitored over time. Blue $CoAl_2O_4$ solutions were tuned yellow color under all acidic/basic conditions. On the other hand, the chemical stability of $SiO_2$ and $SnO_2$-coated $CoAl_2O_4$ solution were improved when all samples pH values, respectively. Phase stability under acidic/basic condition of the core-shell type $CoAl_2O_4$ powders were characterized by transmission electron microscope, X-ray diffraction, CIE $L^*a^*b^*$ color parameter measurements.

• 한국염색가공학회지
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• 제30권3호
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• pp.190-198
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• 2018

We fabricated high transmission and high scattering poly(ethylene-co-vinyl acetate)(EVA) films embedding $SiO_2$ nanoparticles to improve outcoupling efficiency in organic display. The 800nm diameter $SiO_2$ nanoparticles aggregated and formed $1.56{\mu}m$ (with ${\pm}0.853{\mu}m$ standard deviation) diameter microparticles in EVA. The total transmission of scattering film was 83.3% on Polyethylene terephthalate(PET), which was higher than reference 82.8% PET substrate. The diffuse transmission and haze of the $SiO_2$ embedded EVA film were 76.1% and 91.4%, respectively. The optimized condition was 1:1 weight ratio of $SiO_2$ nanoparticles to EVA in Tetrahydrofuran(THF) solution. When the ratio of $SiO_2$ was larger than 1, the total transmission decreased by the increase in backscattering of light due to high scattering. With the optimized condition, we could succeed to fabricate a large scale film(35m in length) with a roll-to-roll process.

• 통합자연과학논문집
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• 제3권3호
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• pp.133-137
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• 2010

New synthetic route and characterization of alkyl-capped nanocrystalline silicon (R-n-Si) were achieved from the reaction of silicon tetrachloride with sodium/benzophenone ketal reducing agent followed by n-butyllithium. Surface of silicon nanoparticles was derivatized with butyl group. Effect of oxidation of silicon nanoparticle with benzophenone was investigated for their stabilization. Optical characteristics of silicon nanoparticles were characterized by fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), ultraviolet-visible spectroscopy (UV-vis), and photoluminescence (PL) spectroscopy. Butyl-capped silicon nanoparticles exhibited an emission band at 410 nm with excitation wavelength of 360 nm. Average size of n-butyl-capped silicon nanoparticles was obtained by particle size analyzer (PSA) and transmission electron microscopy (TEM). Average size of n-butyl-capped Si nanoparticles was about 6.5 nm.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.135.1-135.1
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• 2014

Silicon nanoparticles can be synthesized in a standard radio-frequency glow discharge system at low temperature (${\sim}200^{\circ}C$). Plasma synthesis of silicon nanoparticles, initially a side effect of powder formation, has become over the years an exciting field of research which has opened the way to new opportunities in the field of materials deposition and their application to optoelectronic devices. Hydrogenated polymorphous silicon (pm-Si:H) has a peculiar microstructure, namely a small volume fraction of plasma synthesized silicon nanoparticles embedded in an amorphous matrix, which originates from the unique deposition mechanism. Detailed discussion on plasma synthesis of silicon nanoparticles, growth mechanism and photovoltaic application of pm-Si:H will be presented.