• 제목/요약/키워드: SiC coating layer

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Low-temperature solution-processed aluminum oxide layers for resistance random access memory on a flexible substrate

  • 신중원;조원주
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.257-257
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    • 2016
  • 최근에 메모리의 초고속화, 고집적화 및 초절전화가 요구되면서 resistive random access memory (ReRAM), ferroelectric RAM (FeRAM), phase change RAM (PRAM)등과 같은 차세대 메모리 기술이 활발히 연구되고 있다. 다양한 메모리 중에서 특히 resistive random access memory (ReRAM)는 빠른 동작 속도, 낮은 동작 전압, 대용량화와 비휘발성 등의 장점을 가진다. ReRAM 소자는 절연막의 저항 스위칭(resistance switching) 현상을 이용하여 동작하기 때문에 SiOx, AlOx, TaOx, ZrOx, NiOx, TiOx, 그리고 HfOx 등과 같은 금속 산화물에 대한 연구들이 활발하게 이루어지고 있다. 이와 같이 다양한 산화물 중에서 AlOx는 ReRAM의 절연막으로 적용되었을 때, 우수한 저항변화특성과 안정성을 가진다. 하지만, AlOx 박막을 형성하기 위하여 기존에 많이 사용되어지던 PVD (physical vapour deposition) 또는 CVD (chemical vapour deposition) 방법에서는 두께가 균일하고 막질이 우수한 박막을 얻을 수 있지만 고가의 진공장비 사용 및 대면적 공정이 곤란하다는 문제점이 있다. 한편, 용액 공정 방법은 공정과정이 간단하여 경제적이고 대면적화가 가능하며 저온에서 공정이 이루어지는 장점으로 많은 관심을 받고 있다. 본 연구에서는 sputtering 방법과 용액 공정 방법으로 형성한 AlOx 기반의 ReRAM에서 메모리 특성을 비교 및 평가하였다. 먼저, p-type Si 기판 위에 습식산화를 통하여 SiO2 300 nm를 성장시킨 후, electron beam evaporation으로 하부 전극을 형성하기 위하여 Ti와 Pt를 각각 10 nm와 100 nm의 두께로 증착하였다. 이후, 제작된 AlOx 용액을 spin coating 방법으로 1000 rpm 10 초, 6000 rpm 30 초의 조건으로 증착하였다. Solvent 및 불순물 제거를 위하여 $180^{\circ}C$의 온도에서 10 분 동안 열처리를 진행하였고, 상부 전극을 형성하기 위해 shadow mask를 이용하여 각각 50 nm, 100 nm 두께의 Ti와 Al을 electron beam evaporation 방법으로 증착하였다. 측정 결과, 용액 공정 방법으로 형성한 AlOx 기반의 ReRAM에서는 기존의 sputtering 방법으로 제작된 ReRAM에 비해서 저항 분포가 균일하지는 않았지만, 103 cycle 이상의 우수한 endurance 특성을 나타냈다. 또한, 1 V 내외로 동작 전압이 낮았으며 104 초 동안의 retention 측정에서도 메모리 특성이 일정하게 유지되었다. 결론적으로, 간단한 용액 공정 방법은 ReRAM 소자 제작에 많이 이용될 것으로 기대된다.

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Stainless Steel Stent에 Pyrolytic Carbon과 SiC의 촉매적 CVD-Kinetic연구 (Catalytic CVD-Kinetics of Pyrolytic Carbon and SiC on the Stainless Steel Stent)

  • 이보성;이무용
    • 한국산학기술학회:학술대회논문집
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    • 한국산학기술학회 2000년도 추계학술대회
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    • pp.30-33
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    • 2000
  • 최근 국내에서도 관 동맥 질환 환자의 수가 급증하고 있으며, 관 동맥 질환의 치료 방법인 관 동맥 성형 술은 관 동맥 stent의 도입에 의하여 보편화되어 국내에서 년간 5000개 이상의 stent가 시술되고 있다. 그러나 stent는 고가(1,200천원/개)로 전량 수입에 의존하고 있으며, 시술 후 사망까지 이를 수 있는 혈전에 의한 급성 페쇠와 재 협착이 문제점이다. 이를 위한 한가지 방법이 생체 적합성이 뛰어난 복합 stent의 개발인데 SiC나 Carbon을 coating한 stent는 시술 후 혈전 형성을 억제하는 것으로 알려져 있다. 특히 가장 순수한 Pyrolytic carbon은 hemocompatibility가 탁월하고 기밀 성이기 때문에 본 연구에서 그의 CVB-Kinetics를 연구코저 하는 것이다. methane으로부터 pyrolytic carbon의 CVD는 온도에 따라서 다양한 구조를 가지며 따라서 그의 mechanism도 다양하다는 것은 잘 알려져 있다. 더구나 광간(균질)반응과 표면(불균질)반응의 정량적 관계에 따라서도 다르다는 것도 확인되었다. 그러나 stainless steel 316L로 만든 stent는 12 - 15 %의 Ni과 2%의 Mo을 함유해서 금속성을 잃지 않는 저온(600℃)에서도 pyrolytic carbon의 속매적 CVD가 가능함을 그리고 SiC의 코팅에 적합한 buffer layer 역할을 함을 확인하였다. 그리하여 본 연구는 반응기 설계에 필요한 저온 촉매적 pyrolytic carbon의 CVD-kinetics의 연구결로 그의 mechanism과 함께 rate law 식을 유도, 확인하였으며 600℃, 90kPa에서 P/sub ch4//P/sub H2/=5:1과 체류시간 1.8 sec가 최적임을 발견하였다. 이때 석출속도 11.2 g-mol/g-cat.h 혹은 두께속도로 73 nm/sec를 나타내었다.메타놀-물 (1 : 1) 유출액에서 $(0.80\;{\mu}g)$ 검출되었다. 하면 morey eel내장에서 얻은 독물질도 DEAE-셀루로즈에서 ST-1 과 ST-2로 나누어지며, 이 ST-1의 TLC, HPLC 및 알루미나 컬럼상의 거동이 파랑비늘돔에서 얻은 ST-1의 그것과 같으므로 scaritoxin으로 보고한 ST-1은 ciguatoxin의 형태인 less polar cigutoxin (LPCTX) 으로 생각된다.에서 각각 대조구의 57, 413 및 315% 증진되었다. 거품의 열안정성은 15분 whipping시, pH 4.0(대조구, 30.2%) 및 5.0(대조구, 23.7%)에서 각각 $0{\sim}38.0$$0{\sim}57.0%$이었고 pH 7.0(대조구, 39.6%) 및 8.0(대조구, 43.6%)에서 각각 $0{\sim}59.4$$36.6{\sim}58.4%$이었으며 sodium alginate 첨가시가 가장 양호하였다. 전체적으로 보아 거품안정성이 높은 것은 열안정성도 높은 경향이며, 표면장력이 낮으면 거품형성능이 높아지고, 비점도가 높으면 거품안정성 및 열안정성이 높아지는 경향이 있었다.protocol.eractions between application agents that are developed using different languages. Dynamic agent invocation is accomplished by Java Native Interface(JNI) that links two heterogeneous methods, and by KQML language interface that facilitates the communications between heterogeneous agents. This scheme of dyna

굴절률 가변에 따른 silicon nitride 박막의 항온/항습 신뢰성 연구 (A study on refractive index of silicon nitride thin film according to the variable constant temperature and humidity reliable research)

  • 송규완;장주연;이준신
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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    • pp.56.1-56.1
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    • 2010
  • 결정질 실리콘 태양전지의 표면 ARC(Anti-reflection Coating)layer는 반사도를 줄여 광 흡수율을 증가시키고, passivation 효과를 통하여 표면 재결합을 감소 시켜 태양전지의 효율을 높이는 중요한 역할을 한다. Silicon nitride 박막은 외부 stress 요인에 대해 안정성을 담보할 수 있어야한다. 따라서, 본 연구에서는 굴절률 가변에 따른 silicon nitride 박막을 PECVD를 이용하여 증착하고, 항온/항습 stability test를 통해 박막의 안정성을 확인하였다. Silicon nitride 증착을 위해 PECVD를 이용하였고, 공정압력 0.8Torr, 증착온도 $450^{\circ}C$, 증착파워 300W에서 실험을 진행하였다 박막의 굴절률은 1.9~2.3의 범위로 가변하였다. 항온/항습에 대한 신뢰성을 test 하기 위하여 5시간동안의 test를 1cycle로 하여 20회 동안 실험을 실시하였다. 증착된 silicon nitride 박막의 lifetime은 firing 이후 57.8us로 가장 높았으며, 항온/항습 test 이후에도 유사한 경향을 확인 할 수 있었다. 또한, 100h 동안의 항온/항습 test 결과 silicon nitride 박막의 lifetme 감소는 8.5%에 불과했다. 본 연구를 통하여 온도와 습도의 변화에 따른 결정질 실리콘 태양전지의 SiNx 박막의 증착 공정 조건에 대한 신뢰성을 확인 할 수 있었다.

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이온 플레이팅법으로 제조한 (Ti$_{1-x}$Cr$_{x}$)N 박막의 마모특성에 관한 연구 (Wear properties of (Ti$_{1-x}$Cr$_{x}$)N coatings deposited by ion-plating method)

  • 이광희;박찬홍;이정중
    • 한국표면공학회지
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    • 제34권2호
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    • pp.125-134
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    • 2001
  • ($Ti_{1-x}$ $Cr_{x}$ )N coatings were deposited by an ion-plating method in a reactor with two separate metal sources, Ti and Cr. Ti was evaporated using an electron beam, while Cr evaporation was carried out by resistant heating. The Ti and Cr concentrations in the coatings were controlled by the Ti and Cr evaporation ratio. The coating hardness increased with increasing the Cr content(x) and showed a maximum value of 6,000 HK at around x=0.8. The critical load of the coatings, measured by the scratch test, was around 30 N. The wear resistance properties of the ($Ti_{1-x}$$Cr_{ x}$)N coatings were evaluated using a CSEM pin-on-disk type tribometer. A Cr-steel ball as well as a SiC ball, which had hardness values of 590 HK and 2,600 HK respectively, were used as the pin. After the wear test, the surface morphology, roughness and the concentration of the coatings were investigated, with the main focus being on the effect of wear debris and the transferred layer on the wear behavior.

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Chemistry of mist deposition of organic polymer PEDOT:PSS on crystalline Si

  • Shirai, Hajime;Ohki, Tatsuya;Liu, Qiming;Ichikawa, Koki
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.388-388
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    • 2016
  • Chemical mist deposition (CMD) of poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly(styrene sulfonate) (PEDOT:PSS) was investigated with cavitation frequency f, solvent, flow rate of nitrogen, substrate temperature $T_s$, and substrate dc bias $V_s$ as variables for efficient PEDOT:PSS/crystalline (c-)Si heterojunction solar cells (Fig. 1). The high-speed camera and differential mobility analysis characterizations revealed that average size and flux of PEDOT:PSS mist depend on f, solvent, and $V_s$. The size distribution of mist particles including EG/DI water cosolvent is also shown at three different $V_s$ of 0, 1.5, and 5 kV for a f of 3 MHz (Fig. 2). The size distribution of EG/DI water mist without PEDOT:PSS is also shown at the bottom. A peak maximum shifted from 300-350 to 20-30 nm with a narrow band width of ~150 nm for PEDOT:PSS solution, whose maximum number density increased significantly up to 8000/cc with increasing $V_s$. On the other hand, for EG/water cosolvent mist alone, the peak maximum was observed at a 72.3 nm with a number density of ~700/cc and a band width of ~160 nm and it decreased markedly with increasing $V_s$. These findings were not observed for PEDOT:PSS/EG/DI water mist. In addition, the Mie scattering image of PEDOT:PSS mist under white bias light was not observed at $V_s$ above 5 kV, because the average size of mist became smaller. These results imply that most of solvent is solvated in PEDOT:PSS molecule and/or solvent is vaporized. Thus, higher f and $V_s$ generate preferentially fine mist particle with a narrower band width. Film deposition occurred when $V_s$ was impressed on positive to a c-Si substrate at a Ts of $30-40^{\circ}C$, whereas no deposition of films occurred on negative, implying that negatively charged mist mainly provide the film deposition. The uniform deposition of PEDOT:PSS films occurred on textured c-Si(100) substrate by adjusting $T_s$ and $V_s$. The adhesion of CMD PEDOT:PSS to c-Si enhanced by $V_s$ conspicuously compared to that of spin-coated film. The CMD PEDOT:PSS/c-Si solar cell devices on textured c-Si(100) exhibited a ${\eta}$ of 11.0% with the better uniformity of the solar cell parameters. Furthermore, ${\eta}$ increased to 12.5% with a $J_{sc}$ of $35.6mA/cm^2$, a $V_{oc}$ of 0.53 V, and a FF of 0.67 with an antireflection (AR) coating layer of 20-nm-thick CMD molybdenum oxide $MoO_x$ (n= 2.1) using negatively charged mist of 0.1 wt% 12 Molybdo (VI) phosphoric acid n-Hydrate) $H_3(PMo_{12}O_40){\cdot}nH_2O$ in methanol. CMD. These findings suggest that the CMD with negatively charged mist has a great potential for the uniform deposition of organic and inorganic on textured c-Si substrate by adjusting $T_s$ and $V_s$.

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Multi-scale heat conduction models with improved equivalent thermal conductivity of TRISO fuel particles for FCM fuel

  • Mouhao Wang;Shanshan Bu;Bing Zhou;Zhenzhong Li;Deqi Chen
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제55권3호
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    • pp.1140-1151
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    • 2023
  • Fully Ceramic Microencapsulated (FCM) fuel is emerging advanced fuel material for the future nuclear reactors. The fuel pellet in the FCM fuel is composed of matrix and a large number of TRistructural-ISOtopic (TRISO) fuel particles which are randomly dispersed in the SiC matrix. The minimum layer thickness in a TRISO fuel particle is on the order of 10-5 m, and the length of the FCM pellet is on the order of 10-2 m. Hence, the heat transfer in the FCM pellet is a multi-scale phenomenon. In this study, three multi-scale heat conduction models including the Multi-region Layered (ML) model, Multi-region Non-layered (MN) model and Homogeneous model for FCM pellet were constructed. In the ML model, the random distributed TRISO fuel particles and coating layers are completely built. While the TRISO fuel particles with coating layers are homogenized in the MN model and the whole fuel pellet is taken as the homogenous material in the Homogeneous model. Taking the results by the ML model as the benchmark, the abilities of the MN model and Homogenous model to predict the maximum and average temperature were discussed. It was found that the MN model and the Homogenous model greatly underestimate the temperature of TRISO fuel particles. The reason is mainly that the conventional equivalent thermal conductivity (ETC) models do not take the internal heat source into account and are not suitable for the TRISO fuel particle. Then the improved ETCs considering internal heat source were derived. With the improved ETCs, the MN model is able to capture the peak temperature as well as the average temperature at a wide range of the linear powers (165 W/cm~ 415 W/cm) and the packing fractions (20%-50%). With the improved ETCs, the Homogenous model is better to predict the average temperature at different linear powers and packing fractions, and able to predict the peak temperature at high packing fractions (45%-50%).

Sol-gel deposited TiInO thin-films transistor with Ti effect

  • Kim, Jung-Hye;Son, Dae-Ho;Kim, Dae-Hwan;Kang, Jin-Kyu;Ha, Ki-Ryong
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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    • pp.200-200
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    • 2010
  • In recent times, metal oxide semiconductors thin films transistor (TFT), such as zinc and indium based oxide TFTs, have attracted considerable attention because of their several advantageous electrical and optical properties. There are many deposition methods for fabrication of ZnO-based materials such as chemical vapor deposition, RF/DC sputtering and pulsed laser deposition. However, these vacuum process require expensive equipment and result in high manufacturing costs. Also, the methods is difficult to fabricate various multicomponent oxide semiconductor. Recently, several groups report solution processed metal oxide TFTs for low cost and non vacuum process. In this study, we have newly developed solution-processed TFTs based on Ti-related multi-component transparent oxide, i. e., InTiO as the active layer. We propose new multicomponent oxide, Titanium indium oxide(TiInO), to fabricate the high performance TFT through the sol-gel method. We investigated the influence of relative compositions of Ti on the electrical properties. Indium nitrate hydrate [$In(NO^3).xH_2O$] and Titanium isobutoxide [$C_{16}H_{36}O_4Ti$] were dissolved in acetylacetone. Then monoethanolamine (MEA) and acetic acid ($CH_3COOH$) were added to the solution. The molar concentration of indium was kept as 0.1 mol concentration and the amount of Ti was varied according to weighting percent (0, 5, 10%). The complex solutions become clear and homogeneous after stirring for 24 hours. Heavily boron (p+) doped Si wafer with 100nm thermally grown $SiO_2$ serve as the gate and gate dielectric of the TFT, respectively. TiInO thin films were deposited using the sol-gel solution by the spin-coating method. After coating, the films annealed in a tube furnace at $500^{\circ}C$ for 1hour under oxygen ambient. The 5% Ti-doped InO TFT had a field-effect mobility $1.15cm^2/V{\cdot}S$, a threshold voltage of 4.73 V, an on/off current ratio grater than $10^7$, and a subthreshold slop of 0.49 V/dec. The 10% Ti-doped InO TFT had a field-effect mobility $1.03\;cm^2/V{\cdot}S$, a threshold voltage of 1.87 V, an on/off current ration grater than $10^7$, and a subthreshold slop of 0.67 V/dec.

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코팅된 무색 합성 모이사나이트의 특징 (Characterization of coated colorless synthetic moissanite)

  • 최현민;김영출;장한수;석정원
    • 한국결정성장학회지
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    • 제32권1호
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    • pp.7-11
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    • 2022
  • 한미보석감정원은 최근에 5개의 투명한 합성 모이사나이트를 검사했다. 그 샘플들은 라운드 브릴리언트 컷의 무색, 핑크, 황색, 청색, 적색 컬러와 0.93~0.96 ct 중량을 가지고 있었다. FT-IR과 Raman 분석 결과 합성 모이사나이트임을 확인하였고, 확대검사 결과 무색을 제외한 나머지 샘플에서 코팅의 흔적이 발견되었다. EDXRF 분석 결과 무색 샘플을 제외한 모든 샘플의 코팅부분에서 Ca, Ti, Co의 미량원소가 검출되었다. 무색 샘플의 Raman 분석에서 탄소 원자의 sp3 bonding에 의해 생성되는 1332 cm-1 또는 graphite와 관련된 sp2 bonding에 의해 생성되는 ~1550 cm-1는 발견되지 않았다. 무색 샘플의 SEM 이미지에서도 코팅의 흔적은 발견되지 않았으나, TEM 이미지에서 3~8 nm의 코팅층의 존재가 발견됐다. EDX line 프로파일과 EDX elements map을 통해 무색 샘플의 코팅층을 구성하는 원소는 C, Si, O로 추정된다.

중간층 레진 적용이 단일 접착과정 상아질 접착제의 접착에 미치는 영향 (Effect of the additional application of a resin layer on dentin bonding using single-step adhesives)

  • 최승모;박상혁;최경규;박상진
    • Restorative Dentistry and Endodontics
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    • 제32권4호
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    • pp.313-326
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    • 2007
  • 본 연구는 단일 접착과정 상아질 접착제와 복합레진 사이에는 부적합성이 존재하며, 이를 개선하기 위해 중간 레진층이 필요하다는 가설을 규명하기 위해 시행되었다. 발치된 치아의 협설측 상아질에 3종의 단일 접착과정 상아질 접착제를 도포 후 광중합, 2종의 중간 레진층 적용, 광중합 또는 자가중합형 복합레진의 사용여부에 따라 30개의 실험군으로 분류하였다. 미세전단 결합강도를 측정하고 투과전자현미경 (TEM)을 이용하여 접착계면에서의 미세 누출과 수분의 이동경로를 관찰하여 접착제의 투과성을 평가하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 중간 레진층을 적용 시 접착층의 투과도가 감소되었고 복합레진에 대한 단일 접착과정 상아질 접착제의 결합강도가 증가되었다. 따라서 시간 절약 및 간단한 접착과정을 선호하여 단순화된 상아질 접착제를 선택하는 것은 재고되어야 한다.

Vapor Permeation Characteristics of TiO2 Composite Membranes Prepared on Porous Stainless Steel Support by Sol-Gel Method

  • Lee, Yoon-Gyu;Lee, Dong-Wook;Kim, Sang-Kyoon;Sea, Bong-Kuk;Youn, Min-Young;Lee, Kwan-Young;Lee, Kew-Ho
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제25권5호
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    • pp.687-693
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    • 2004
  • Composite membranes with a titania layer were prepared by soaking-rolling method with the titania sol of nanoparticles formed in the sol-gel process and investigated regarding the vapor permeation of various organic mixtures. The support modification was conducted by pressing $SiO_2$ xerogel of 500 nm in particle size under 10 MPa on the surface of a porous stainless steel (SUS) substrate and designed the multi-layered structure by coating the intermediate layer of ${\gamma}-Al_2O_3$. Microstructure of titania membrane was affected by heat-treatment and synthesis conditions of precursor sol, and titania formed at calcination temperature of 300$^{\circ}C$ with sol of [$H^+$]/[TIP]=0.3 possessed surface area of 210 $m^2$/g, average pore size of 1.25 nm. The titania composite membrane showed high $H_2/N_2$ selectivity and water/ethanol selectivity as 25-30 and 50-100, respectively. As a result of vapor permeation for water-alcohol and alcohol-alcohol mixture, titania composite membrane showed water-permselective and molecular-sieve permeation behavior. However, water/methanol selectivity of the membrane was very low because of chemical affinity of permeants for the membrane by similar physicochemical properties of water and methanol.