• Journal of the Korean institute of surface engineering
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• v.53 no.5
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• pp.257-264
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• 2020

Anodization of Fe and Fe alloys is one of the most promising techniques to obtain iron oxide films applying to the various electrochemical devices due to their electrochemical catalytic properties. In this study, we investigate on the preparation of anodic iron oxide composite incorporated with WO₃ through a single-step anodization of stainless steel type-304 (STS304) as a substrate. The effects of applied voltage and tungsten precursor on the structural characteristics of iron oxide composite with different amount of incorporated WO₃ were observed. It is demonstrated that when the voltage of 60 V applied with 20 mM of Na₂WO₄ as a precursor, anodic iron oxide composite with a large pore diameter and a thick oxide length in which WO₃ is uniformly incorporated is obtained.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• v.10 no.3
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• pp.271-275
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• 2019

Anodic $TiO_2$ nanotubes were simultaneously grown and doped with $RuO_2$ by single-step anodization in a negatively-charged $RuO_4{^-}$ precursor. Subsequently, a high positive voltage was imposed on the nanotubes in an $F^-$-based electrolyte (a process referred to as potential shock), which led to the formation of a through-hole $RuO_2$-doped $TiO_2$ nanotube membrane without significant loss of the $RuO_2$ catalyst. XPS results confirmed that the doped Ru metal was converted into $RuO_2$ as the potential shock voltage increased. Further increases in the potential shock voltage led to the formation of $RuO_x/Ru$ in the $TiO_2$ nanotubes. All of our results clearly showed that a through-hole catalyst-doped $TiO_2$ nanotube membrane can be produced by a sequence consisting of single-step anodization and the potential shock process.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2015.05a
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• pp.50-50
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• 2015

양극산화를 통하여 타이타늄 산화물 나노튜뷰를 제조하고 전기화학적 촉매능을 향상시키기 위하여 다양한 방법의 촉매 도핑방법을 소개한다. 특히, 단일(single step) 양극산화법과 전기충격법(potential shock)를 통한 촉매도핑법을 비교하며 장횡비(high aspect ratio)가 높은 나노튜뷰에 균일하고 효율적인 촉매도핑법 및 도핑된 나노튜뷰를 활용한 물분해 실험결과를 소개한다.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.14 no.2
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• pp.117-122
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• 2001

In this paper, we report on photoelectrochemical etching process of 6H-SiC semiconductor wafer. The etching was performed in two-step process; anodization of SiC surface to form a deep porous layer and thermal oxidation followed by an HF dip. Etch rate of about 615${\AA}$/min was obtained during the anodization using a dilute HF(1.4wt% in H$_2$O) electrolyte with the etching potential of 3.0V. The etching rate was increased with the bias voltage. It was also found out that the adition of appropriate portion of H$_2$O$_2$ into the HF solution improves the etching rate. The etching process resulted in a higherly anisotropic etching characteristics and showed to have a potential for the fabrication of SiC devices with a novel design.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• v.17 no.3
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• pp.159-162
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• 2016

We studied an electrolyte-dielectric metal (EDM) device based on a Si₃N₄ layer-coated anodic aluminium oxide (AAO) template for chemical sensors. The AAO templates were fabricated using a two-step anodization procedure at 0℃ and 70 V in 0.3 M oxalic acid, after which the Si₃N₄ was deposited on them using plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD). The average pore size was approximately 106 nm and the depth of the AAO templates was 24.6 nm to 86.5 nm. The Si₃N₄ layer-coated AAO is more stable than a single AAO template.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2017.05a
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• pp.99.1-99.1
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• 2017

$TiO_2$는 기계적, 화학적 안정성이 높아 가혹한 화학적 환경 또는 고온 운전 조건에서 훌륭한 내구성을 보여주어 산업적으로 일찍이 널리 이용되어 왔다. 예를 들어, 염소발생 (chlorine evolution reaction) 또는 산소발생반응은 (oxygen evolution reaction) 염소 또는 산소 라디칼에 전극이 지속적으로 노출되기에 강한 내부식성을 지닌 전극재가 요구되었고, 그 결과 $TiO_2$를 골조로 한 불용성전극 (dimensionally stable anode)이 개발되어 이용되고 있다. 그러나, $TiO_2$는 절연성이 높은 금속 산화물 재료이기 때문에 넓은 표면적 획득 및 촉매제 사용을 통해 소재의 단점을 극복해야만 한다. 넓은 반응 표면적 획득의 한 방법으로써 전기화학적 양극산화 (electrochemical anodization)를 통한 $TiO_2$ 나노튜브 제조법은 경제적이면서도 구조 제어도 간편한 방법이다. $TiO_2$ 나노튜브는 100nm 전후의 기공 크기를 가짐과 동시에 매우 높은 종횡비를 지니고 있어 넓은 반응 표면적 획득에 특히 유리하다. 그러나, 이 높은 종횡비는 촉매 도입을 어렵게 하는 저해요소가 되기도 한다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 다양한 방법들이 연구되었으나 대부분이 번거롭거나 비싼 후단공정을 필요로 한다. 본 연구에서는 $TiO_2$ 나노튜브에 촉매를 도핑하기 위한 간단한 전기화학적 방법으로, 단일공정 양극산화법 (single-step anodization)과 전압충격법 (potential shock), 그리고 저전압충격법 (under potential shock)을 연구하였으며 이에 적용 가능한 촉매제의 종류를 소개한다. 또한, 촉매의 성질에 따른 응용분야와 그 성능평가 결과를 제시한다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2018.06a
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• pp.28-28
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• 2018

수전해(electrochemical water splitting)는 연료전지의 가역적 역반응을 이용하여 물로부터 수소와 산소를 발생시키는 기술이다. 산소는 음극에서 발생하는데, 이 때 음극 표면은 고농도의 산소 음이온 및 라디칼에 장시간 노출된다. 때문에 기계적, 화학적 내구성이 우수한 전극재를 사용할 필요가 있다. 불용성 전극 (dimensionally stable anode, DSA)은 이러한 기술적 요구사항을 잘 만족하는 상용화 된 전극이다. 티타늄이나 티타늄 합금 표면에 촉매를 미량 반복 살포하여 산화물 형태의 매우 견고한 표면을 형성함으로서 내구성을 확보한다. 그러나, 보통 DSA 제조 기법의 특징에 따라 다공성 표면 구조를 사용하지는 않기 때문에 생산 과정이 복잡하고 비용이 많이 발생하는 문제를 여전히 나타내고 있다. 본 연구는 상기 문제를 개선하기 위한 수전해용 음극 제조 기술에 관한 연구이다. 티타늄과 티타늄 합금은 동일한 양극산화 기술 적용이 가능하다는 점을 이용하여 티타늄 기판으로부터 다공성 구조를 형성함으로써 바인더의 사용을 배제하였다. 단일공정양극산화기법 (single-step anodization)을 이용하여 $IrO_2$와 $RuO_2$를 도핑함으로써 TiO2에 촉매능을 부여하였다. 제조된 나노튜브들의 구조적 특징을 HR-TEM (High-resolution transmission electron microscope)과 FE-SEM (Field-emission scanning electron microscope)으로 분석하고 SAED (selective area electron diffraction) 패턴을 분석하여 전극재의 결정성을 확인하였다. 알칼라인 분위기에서 일으킨 산소발생반응 (oxygen evolution reaction, OER)의 LSV (linear sweep voltammetry) 결과를 XPS (X-ray photoelectron microscoscopy) 결과와 연관지어 촉매 표면 구조와 과전압의 관계를 해석하였다. LSV 결과로부터 Tafel 분석을 연달아 수행함으로써 전극의 속도결정단계를 정의하였다. 최종적으로 사이클 테스트 통하여 DSA로써의 성능을 평가하였다.