• 제목/요약/키워드: Unidirectional crystal growth

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일방향 응고법에 의한 단결정 Si의 결정성장에 관한 연구 (Crystal Growth of Polycrystalline Silicon by Directional Solidification)

  • 김계수;이창원;홍준표
    • 한국결정성장학회지
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    • 제3권2호
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    • pp.149-156
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    • 1993
  • Si과 흑연 주형사이에 release layer로서 $CaCl_2$를 사용하여 vold와 crack이 없는 건전한 다결정 Si ingot를 제조하였다. 원소재로서 merallurgical-grade Si를 사용하였으며, 결정성장속도와 응고분율에 따른 불순물농도변화, X-선 회절분석, 비저항측정등을 행하였다. X-선 회절분석 결과 R=0.5mm/min으로 성장된 다결정 Si의 우선성장방향은 (220)면이고, R=0.2mm/min의 경우 우선성장방향은 (111)면임을 확인하였다. 또한 결정성장속도 및 응고분율의 증가에 따라 비저항값은 감소하는 경향을 나타내었다.

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유기결정 meta-Nitroaniline(mNA)의 과냉법에 의한 단결정 성장과 극성 외형의 이상성 (Supercooled melt growth and abnormal polar morphology of meta-Nitroaniline(mNA))

  • 류기한;윤춘섭
    • 한국결정성장학회지
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    • 제7권3호
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    • pp.349-358
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    • 1997
  • 비선형 광학 유기물질 meta-Nitroaniline(mNA)의 고품질 단결정을 과냉법을 사용하여 성장시키는데 처음으로 성공 하였다. 정제한 mNA를 녹인 뒤, 0.1 K의 일정한 과냉각 상태에서 종자 결정을 도입하여 하루 동안 크기가 약 $20{\times}15{\times}15 \textrm {mm}^3인 우수한 품질의 단결정을 성장시켰다. 성장된 결정의 전체적인 외형상 특징은 한쪽 방향으로만 성장했다는 것이다. 성장한 방향으로는 잘 발달된 {111}면과 {021}면으로 형성되어 있으나, 성장하지 않을 반대쪽 방향으로는 결정면이 생기기 않았다. 결정 성장이 이루어지는 방향은 파이로 전기적 방법으로 측정한 결과, [001] 방향으로 판명되었다. 성장된 결정의 결함 구조 특성은 싱크로트론 X-선 topography를 이용하여 조사하였으며, 비선형 광학 특성은 2차 조화파 변환 효율 및 광손상 문턱 값 측정으로 조사하였다.

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Processing and Mechanical Properties of Mullite Fiber / Fe Composite

  • Niibo, Yoshihide;Yuchi, Kazuhiro;Sameshima, Soichiro;Hirata, Yoshihiro
    • 한국결정성장학회:학술대회논문집
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    • 한국결정성장학회 2000년도 Proceedings of 2000 International Nano Crystals/Ceramics Forum and International Symposium on Intermaterials
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    • pp.195-214
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    • 2000
  • The high-speed steel (shorten as HSS) consists of Fe and several kinds of transition metal carbides. The cutting tools or wear-resistant materials made from HSS experience relatively high thermal shock because a coolant such as water or oil is flowed over the surface of heated HSS. The purpose of this research is to increase the hardness, strength, fracture toughness and thermal shock resistance of HSS. A possible strategy is to incorporate a hard ceramic material with high strength in HSS matrix. This paper describes the processing, microstructure and mechanical properties of the oriented unidirectional mullite fiber/HSS composite. The unidirectional mullite fibers of 10${\mu}{\textrm}{m}$ diameter were dispersed by the ultrasonic irradiation of 38 kHz in an ethylenglycol suspension containing HSS powder of 11${\mu}{\textrm}{m}$ median size. The dried green composites with 4-68 vol% fibers were hot-pressed for 2h at 100$0^{\circ}C$ in Ar atmosphere under a pressure of 39 MPa. The higher density was achieved in the composite with a lower content of fibers. The oriented unidirectional fibers were well dispersed in the HSS matrix. The average distance between the center of fibers in the cross section was close to the value calculated from the fiber fraction. No reaction occurred at the interfaces between HSS and mullite fibers in the composites. The composite with 13.6 vol% fibers showed 100 MPa of four point flexural strength at room temperature. The thermal expansion of composite with heating was influenced by the orientation of mullite fibers.

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산처리와 일방향 응고를 이용한 실리콘 정제 (Silicon purification through acid leaching and unidirectional solidification)

  • 음정현;장효식;김형태;최균
    • 한국결정성장학회지
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    • 제18권6호
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    • pp.232-236
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    • 2008
  • 최근 실리콘 원료의 부족에 따른 가격상승으로 인하여 99.9999% 이상의 순도를 지닌 폴리 실리콘을 더 저렴하게 제조하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 순도 99%의 금속급 실리콘(MG-Si)을 원료로 산처리와 일방향 응고를 통해 고순도로 정제하는 연구를 수행하였다. MG-Si 럼프를 플레너터리 밀로 분쇄한 후 HCl/$HNO_3$/HF 산 수용액에서 처리하였다. 그 결과 Al, Fe, Ca, Mn 등과 같은 금속 불순물들의 실리콘 내 함량이 크게 감소하면서 실리콘의 순도는 99.995%까지 향상되었다. 정제된 실리콘 분말을 성형한 후 HEM로를 이용하여 용융시킨 뒤, 일방향 응고를 통하여 잉곳을 제조하였다. 성장시킨 다결정 실리콘 잉곳은 $0.3{\Omega}{\cdot}cm$의 비저항과 $3.8{\mu}{\cdot}sec$의 열 운반자 소멸시간(minority carrier life time)을 나타내었다.

Crystal Structure of Ca1.29Bi0.14VO4

  • Kim, Myung-Seab;Lah, Myoung-Soo;Kim, Ho-Kun
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제23권1호
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    • pp.98-102
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    • 2002
  • The structure of a single crystal, grown by a slow cooling a melt of $Ca_{1.29}Bi_{0.14}VO_4$ composition, was analyzed. The crystals belong to the rhombohedral space group R3c and the dimensions of the unit cells are a = 10.848(1)${\AA}$, c = 38.048(6)${\AA}$, V = 3877.6(8)${\AA}^3$ for the pale yellow crystal, and a = 10.857(1), c = 38.063(6)${\AA}$, V = 3885.6(8)${\AA}^3$ for the yellow crystal, respectively. Unit cell dimensions of the crystal were larger than those of the host crystal, $Ca_3(VO_4)_2$, owing to the Bi that replaced Ca in the unit cell. Ca in the unit cell formed six, eight and nine coordinated polyhedra with O atoms and Bi replacing Ca entered the eight or nine coordinated Ca sites with different crystallographic environments in the unit cell. All the V in the unit cell formed four coordinated tetrahedra with O atoms, however V-O bond lengths in the tetrahedra were different from one another.

차단기 적용을 위한 초전도체의 합성 (Electric Properties of High-Tc Ceramic Superconductor for Breaker)

  • 이상헌
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제31권2호
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    • pp.90-93
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    • 2018
  • This aim of this study was to develop a process for creating bulk single-crystal YBaCuO superconductors in a high magnetic field. To support the bulk unidirectional growth of $YBa_2Cu_3O_{7-y}$, $SmBa_2Cu_3O_{7-y}$ seeds were planted inside YBaCuO composites and samples were produced by melting, enabling the growth of two YBaCuO superconductors. Due to the magnetism generated inside the superconductor of the upper sample, the magnetization inside the superconducting single crystals was evenly distributed, the sharpness of the induced magnetic force was improved, and the superconducting magnetization were significantly improved. This approach is widely applicable for the production of superconducting wires and current leads used for DC power breakers.

고/액 계면에서의 Peltier 열 측정 및 결정성장에의 응용 I : 이론적 접근 (Measurement of Peltier Heat at the Solid/Liquid Interface and Its Application to Crystal Growth I : Theoretical Approach)

  • 김일호;장경욱;이동희
    • 한국재료학회지
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    • 제9권11호
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    • pp.1108-1111
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    • 1999
  • 결정성장 도중 전류에 의해 고/액 계면에서 발생하는 Peltier 열을 이용하면 온도구배의 증가와 이에 따른 성장속도의 증가 및 결정성의 향상에 기여할 것이라 예상되어, 고/액 계면에서 복합적으로 발생하는 Peltier 효과를 조사하였다. 전류 밀도, 극성 및 온도구배의 변화에 따른 고상과 액상 및 그 계면에서의 온도변화로부터 이론적 추론에 의해 Peltier 열, Thomson 열 및 Joule 열만의 영향으로 분류할 수 있었고, 고상/액상 계에 대한 Peltier 계수 및 Thomson 계수도 구할 수 있었다.

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스핀밸브형 거대자기저항 다층박막의 자기적 특성 및 미세구조에 관한 연구 (A study on the magnetic properties and microstructure of spin-valve type multilayer for giant magnetoresistance)

  • 노재철;이두현;이명신;윤대호;서수정
    • 한국결정성장학회지
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    • 제8권1호
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    • pp.73-82
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    • 1998
  • 교환이방성이란 반강자성층과 강자성층의 이층막(bilayer)사이의 교환작용에 의해 발생하는 일방향 자기이방성을 말한다. 본 연구에서는 스퍼터링법으로 제작한 NiO/NiFe 이층막에서 발생하는 교환이방성에 대한 연구를 통하여 이를 스핀밸브형 거대자기저항 소자에 적용하고자 하였다. 먼저 NiO 증착조건 변화에 따른 NiO/NiFe 이층막의 특성변화를 살펴보았으며, 이를 통하여 NiO 증착중 Ar 압력 변화가 이층막의 교환이방성에 가장 중요한 인자임을 알수 있었다. 즉 Ar 압력이 낮을수록 교환이방성 특성이 더 우수하였다. 이러한 이층막 조건을 통하여 스핀밸브형 거대자기저항 다층막을 증착하였으며 그 결과 3.4%의 자기저항비와 0.25%/Oe의 민감도를 얻었다.

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고/액 계면에서의 Peltier 열 측정 및 결정성장에의 응용 II : 측정과 응용 (Measurement of Peltier Heat at the Solid/Liquid Interface and Its Application to Crystal Growth II : Measurement and Application)

  • 김일호;장경욱;이동희
    • 한국재료학회지
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    • 제9권11호
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    • pp.1112-1116
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    • 1999
  • $\textrm{Bi}_{2}\textrm{Te}_{3}$의 고/액 계면을 통하여 전류밀도와 방향을 달리 하면서 통전시켰을 때 발생하는 고상, 액상 및 고/액 계면에서의 미소 온도변화를 측정하였다. 이 냉각(가열) 효과는 전류밀도, 통전방향 및 시간에 따라 다르게 나타났으며, 온도변화에 미치는 Peltier 열, Thomson 열 및 Joule 열의 영향을 이론 및 실험에 의해 각각 분류하였다. $\textrm{Bi}_{2}\textrm{Te}_{3}$의 고/액상간의 Peltier 계수는 -1.10$\times\textrm{10}^{-1}$V이었으며, 고상과 액상의 Thomson 계수는 각각 7.31\times\textrm{10}^{-4}V/K와 5.77\times\textrm{10}^{-5}V/K이었다. 직류를 통전하면서 Bi$_2$Te$_3$결정을 성장한 결과, 고상에서 액상으로 통전한 경우, Peltier 냉각에 의한 온도구배의 상승으로 방향성이 향상된 결정을 얻을 수 있었지만, 전류의 방향을 반대로 하면, 결정성 향상에 별 도움을 주지 못하였다.

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결정화 소결에 의한 생체활성재료의 제조 (Preparation of bioactive materials by crystallization sintering)

  • 명중재;이안배;정용선;신건철;김호건
    • 한국결정성장학회지
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    • 제8권1호
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    • pp.169-178
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    • 1998
  • CaO-$SiO_2-P_2O_5$ 3성분계 유리화 영역(glass forning region)내의 여러조성(A:$SiO_2$- rich조성, B:CaO-rich조성, C:$P_2O_5$-rich조성, D, E:A, B, C의 중간조성)을 가지는 유리분말을 결정화시켰을 때 유리중에 석출되는 결정상(crystal phase)을 분말 XRD로 확인하였다. 여러조성중 apatite(($Ca_{10}(PO_4)_6O$)와 $\beta$-wollastonite($CaSiO_3$)결정이 석출되고, 굽힘강도가 우수한 E조성(CaO 49.4, $SiO_2\;36.8,\;P_2O_5$8.8wt%)을 선택하여 이 조성의 유리분말을 일방향으로 결정화 소결하였다. 제조된 결정화 소결체에 대하여 charaterization을 하고 굽힘강도를 측정하였다. 또한 결정화 소결체와 생체뼈와의 결합성을 조사하기 위하여 유사체액(simulated body fluid)내에서 침적실험을 하였으며, 결정화 소결체의 표면을 thin-film XRD, FT-IR로 분석하였다. 실험결과, apatite와 wollastonite 결정이 석출된 치밀한 결정화 소결체가 얻어졌으며, 이들 결정은 wollastonite 결정의 (202)면이 인상방향에 수직으로 성장하는 경향을 보였다. 또한 제조된 결정화 소결체는 평균 186.9MPa의 굽힘강도를 나타내어 일반적 방법으로 제조되는 결정화 소결체보다 높은 역학적 성질을 보였다. 유사체액내의 침적실험결과, 시료표면위에 apatite 결정층이 3일후부터 형성되어 생체뼈와 화학결합을 이룰 가능성이 있음을 알았다.

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