Zn와 Sn의 원자비가 2:1인 타겟을 고주파 스파터링하여 $ZnO-SnO_2(ZTO)$박막을 증착하고 열처리에 따른 구조적 특성변화를 조사하였다. 이 ZTO박막을 활성층으로 사용하여 투명박막트랜지스터(TTFT)를 제조하였다. 약 100 nm 두께의 $SiO_2$위에 100 nm의 $Si_3N_4$막을 기른 후 TTFT의 게이트 절연막으로 채택하였다. TTFT의 전달 특성을 통해 이동도, 문턱전압, 작동전류-차단전류 비($I_{on}/I_{off}$), 계면트랩밀도를 구하였다. 기판 가열 및 후속 열처리가 ZTO TTFT의 특성 변화에 미치는 영향을 분석하였다.
The measurement of specific gases is based on the reversible conductivity change of sensing materials in semiconductor type gas sensors. For an application as gas sensors of high sensitivity, porous $SnO_2$ films have been fabricated by anodizing of pure Sn foil in oxalic acid and characteristics of anodic tin oxide films have been investigated. Pore diameter and distribution were dependent on process conditions such as electrolyte concentration, applied voltage, anodizing temperature, and time. Characteristics of anodic films were explained with current density-time curves.
We present an easy method of preparing two-dimensional (2D) periodic hollow tin oxide ($SnO_2$) hemisphere array gas sensors using polystyrene (PS) spheres as a template. The structures were fabricated by the sputter deposition of thin tin (Sn) metal over an array of PS spheres on a planar substrate followed by calcination at an elevated temperature to oxidize Sn to $SnO_2$ while removing the PS template cores. The $SnO_2$ hemisphere array structures were examined by scanning electron microscopy and X-ray diffraction. The structures were calcined at various temperatures and their sensing properties were examined with varying operation temperatures and concentrations of nitric oxide (NO) gas. Their gas-sensing properties were investigated by measuring the electrical resistances in air and the target gases. The measurements were conducted at different NO concentrations and substrate temperatures. A minimum detection limit of 30 ppb, showing a sensitivity of S = 1.6, was observed for NO gas at an operation temperature of $150^{\circ}C$ for a sample having an Sn metal layer thickness corresponding to 30 sec sputtering time and calcined at $600^{\circ}C$ for 2 hr in air. We proved that high porosity in a hollow $SnO_2$ hemisphere structure allows easy diffusion of the target gas molecules. The results confirm that a 2D hollow $SnO_2$ hemisphere array structure of micronmeter sizes can be a good structural morphology for high sensitivity gas sensors.
리튬이차 박막전지로서, 실리콘 첨가(0, 2, 6, 10, 20㏖%)에 따른 주석 산화물 박막을 기판온도 30$0^{\circ}C$, Ar:O$_2$=7:3으로 R.F. magnetron sputtering법으로 제조하였다. 실리콘의 함량이 증가함에 따라, Si-O 결합량이 증가하고 Sn-O 결합량은 감소하였다. 적정량의 실리콘 첨가는 주석의 산화상태를 감소시켜 비가역성을 줄이고 충방전 동안 주석의 부피변화를 막아 사이클 특성이 향상되는 결과를 보여주었다. 6㏖% Si를 첨가한 주석 산화물 박막은 100사이클동안 700mAh/g의 용량을 가지는 가장 좋은 사이클 특성을 나타내었다.
The effect of oxygen pressure in the synthesis of $SnO_2$ micro/nanocrystals through thermal evaporation of Sn powder was investigated. The thermal evaporation process was performed at $1000^{\circ}C$ for 1 hr under various oxygen pressures. The pressure of oxygen changed from 10 to 500 Torr. The morphology of $SnO_2$ crystals changed drastically with oxygen pressure. $SnO_2$ nanoparticles with an average diameter of 120 nm were formed at oxygen pressure lower than 10 Torr. $SnO_2$ nanowires were grown under an oxygen pressure of 100 Torr. The nanowires have diameters in the range of 100 ~ 500 nm and lengths of several tens of micrometers. As increasing the oxygen pressure to 500 Torr, the sizes of wires increased. A strong visible emission peak centered at about 500 ~ 600 nm was observed in the room temperature cathodoluminescence spectra of all the products.
ATO(antimony-doped tin oxide) 투명전도막을 sol-gel dip coating 방법에 의해 $SiO_2$/glass 기판 위에 성공적으로 제조하였다 ATO막의 결정상은 $SnO_2$상임을 확인하였고, 막의 두께는 withdrawal speed를 50 mm/minute로 코팅시 약 100 nm/layer였다. $SiO_2$/glass 기판 위에 코팅한 400 nm두께의 ATO 박막을 질소분위기에서 annealing한 후, 측정한 광 투과율과 전기 저항치는 각각 84%와 $5.0\times 10^{-3}\Omega \textrm{cm}$였다. 이러한 특성은 $SiO_2$막이 Na 이온의 확산을 제어하여 $Na_2SnO_3$ 및 SnO와 같은 불순물의 형성을 억제하고, 막 내부의 Sb의 농도와 $Sb^{3+}$에 대한 $Sb^{5+}$의 비를 증가시키는데 기여했기 때문으로 확인되었다. 또한, $N_2$ annealing은 $Sb^{5+}$뿐만 아니라 $Sn^{4+}$를 환원시킴으로써 전기전도도를 향상시킴을 확인하였다.
In order to investigate Sn substitution sites and interstitial O atoms in tin-doped indium oxide, molecular dynamics (MD) simulations were carried out. There are two kinds of cation sites in $In_2O_3$, namely b-site and d-site. NTP-MD simulations under the condition of 300 K and 0 GPa were performed with two kinds of cells substituted by Sn atoms at each site. The excess oxygen atom accompanied with Sn doping was also taken into consideration. According to the calculations of Sn potential energies in each site, it was revealed that Sn atoms were substituted for b-sites rather than for d-sites. It was also revealed that the interstitial excess oxygen atoms tend to be connected with the Sn atoms substituted for the d-sites Sn rather than for the b-site. There MD simulation results well agreed with the experimental results.
이산화주석은 리튬 이온 전지의 Anode 전극물질, 또는 $H_2$, NO, $NO_2$ 등의 가스 분자가 표면에 흡착되면 전기저항이 변하는 특성을 이용하여 가스센서로 활용되고 있으며, 나노구조를 갖는 이산화주석의 합성과 관련하여 많은 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 나노구조물의 경우 Bulk 상태보다 체적 대비 표면적비가 높기 때문에 기체분자의 흡착확률을 높일 수 있으므로 고감도 가스 센서의 구현이 가능하고, Li-ion 이차전지의 경우에도 비정전용량을 향상시킬 수 있다. 본 연구에서는 열화학기상증착 장비를 이용하여 기상수송방법으로 $SnO_2$ 나노구조물을 Si 기판 위에 직접 성장시켰다. 이때 이송가스로 이용되는 고순도 Ar 가스에 고순도 산소가스를 혼합하였고, 산소가스의 혼합량에 따라 다른 형태의 산화주석 나노구조물이 성장되는 것을 확인하였다. 기상수송방법으로 성장된 산화주석 나노구조물의 결정학적 특성은 Raman 분광학 및 XRD 분석을 통하여 확인하였고, 표면형상을 주사전자현미경을 통하여 확인하였다. 분석결과 산화주석 나노구조물은 산소가스 혼합량에 민감하게 영향을 받았으며, 이송가스로 이용되는 고순도 Ar 1000 SCCM에 고순도 산소가스 10 SCCM을 혼합하였을 때, 적당한 두께를 가지면서 Nanodots 형태의 표면형상을 갖는 $SnO_2$ 결정상의 나노구조물이 성장되는 것을 확인하였다.
Tin dioxide ($SnO_2$) thin films were prepared on Si(100) substrate by PE-ALD using the $DBDTA((CH_{3}CO_2)_{2}Sn[(CH_2)_{3}CH_3]_2)$ Precursor. The properties were studied as a function of source temperature, substrate temperature, and purging time. Scanning probe microscopic images at the source temperature $50^{\circ}C$ and the substrate temperature $300^{\circ}C$ shows lower roughness than those $40/60^{\circ}C$ source and $200/400^{\circ}C$ substrate temperature samples. The purging time for optimum process was 8sec and the deposition rate was about 1 nm per 10 cycles. The conductance of $SnO_2$ thin film showed a constant region in the range of $200^{\circ}C\;to\;500^{\circ}C$. The thin films deposited for 200 cycle show a better sensitivity to CO gas.
A study of the recovery of tin and nickel from steel ball scraps for barrel plating was carried out through a physical treatment, a leaching treatment, hydrogen reduction and an electrolysis experiment. The recovery of the iron component was over 95% by the physical treatment. We obtained tin oxide in the form of metastannic acid ($SnO_2{\cdot}xH_2O$) with impurities of less than 5% from the leaching treatment. We also recovered the high-purity metallurgical tin at a rate that exceeded 99.9% by the electrolysis of crude tin obtained from the hydrogen reduction of metastannic acid.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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