Recently, stable isotopes (${\delta}^{18}O$ and ${\delta}D$) of water are increasingly analyzed using laser-based technologies. These methods have advantages over Isotope Ratio Mass Spectrometry (IRMS) in that they can be used for in-situ measurements and require much less maintenance and preparation work. Two types of laser-based methods are currently available, which have different analytical principles; OA-ICOS (off-axis integrated cavity output spectroscopy) and WS-CRDS (wavelength-scanned cavity ring-down spectroscopy). In the WS-CRDS instrument, water is vaporized at controlled environment and transferred to an optical cavity by nitrogen carrier gas, and stable isotopic compositions of water vapor are measured using the degree of absorbance of specific wavelengths and the ratios of attenuation time of the laser intensity with the sensitivity of ppb to tens of ppt level. In this study, we introduce the principle of the WS-CRDS technology and the performance results including stability and comparisons with Isotope Ratio Mass Spectrometry (IRMS) and suggest possible applications of various topics in isotope hydrology.
Polycrystalline $Cd_{1-x}Zn_{x}S$ thin film were grown on slide glass(corning-2948) substrate using a chemical bath deposition (C.B.D) method. They were annealed at various temperature and X -ray diffraction patterns were measured by X-ray diffractometor in order to study $Cd_{1-x}Zn_{x}S$ polycrystal structure using extrapolation method of X-ray diffraction patterns for the CdS, ZnS sample annealed in $N_{2}$ gas at $550^{\circ}C$. It was found hexagonal structure which had the lattice constant $a_{0}\;=\;4.1364{\AA}$, $c_{0}\;=\;6.7129{\AA}$ in CdS and $a_{0}\;=\;3.8062{\AA}$, $c_{0}\;=\;6.2681{\AA}$ in ZnS, respectively. Hall effect on these sample was measured by Van der Pauw method and then studied on carrier density and mobility depending on temperature. We measured also spectral response, sensitivity maximum allowable power dissipation and response time on these sample.
Park, Kyun Young;Lee, Mi Sun;Kim, Min Cheol;Lee, Chan Hee;Park, Hoey Kyung;Kang, Tae Won;Jeong, Hae Seong;Han, Kyoung Ah;Huh, Weon Hoe;You, Ji Cheol
Korean Chemical Engineering Research
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v.51
no.3
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pp.407-410
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2013
The chlorination of a metallurgical-grade silicon was carried out in a fluidized bed reactor, 25 mm in diameter. The flow rate of the chlorine admitted into the reactor was 0.2 L/min and that of the carrier nitrogen was 0.8~1.0 L/min. The reactor temperature was maintained at $450^{\circ}C$ and the temperature of the coolant at the $SiCl_4$ condenser was at $-5^{\circ}C$. The $SiCl_4$ yield increased with increasing the mole fraction of chlorine in the feed gas, exhibiting 28% at the mole fraction of 0.2. Further increase of the chlorine mole fraction was not attempted in a worry that the reactor might be failed due to the high exothermicity of the reaction. The production of $SiCl_4$ from silicon by fluidized bed chlorination was demonstrated on a laboratory scale, which is a stepping stone for future studies under more severe conditions toward industrial application.
Polycrystalline CdS thin films were grown on ceramic substrate using a chemical bath deposition method. They were annealed at various temperature and X-ray diffraction patterns were measured by X-ray diffractometer in order to study CdS polycrystal structure. Using extrapolation method of X-ray diffraction patterns for the CdS samples annealed in $N_{2}$ gas at $550^{\circ}C$ it was found hexagonal structure whose lattice constants $a_{o}$ and $c_{o}$ were $4.1364{\AA}$ and $6.7129{\AA}$, respectively. Its grain size was about $0.35{\mu}m$. Hall effect on this sample was measured by Van der Pauw method and studied on carrier density and mobility defending on temperature. From Hall data, the mobility was likely to be decreased by piezo electric scattering at temperature range of 33K and 150k and by polar optical scattering at temperature range of 150K and 293K. We measured also spectral response, sensitivity (${\gamma}$), maximum allowable power dissipation and response time on these samples.
Polycrystalline CdSe thin films were grown on ceramic substrate using a chemical bath deposition (CBD) method. They were annealed at various temperature and X-ray diffraction patterns were measured by X-ray diffractometer in order to study CdSe polycrystal structure. Using extrapolation method of X-ray diffraction patterns for the CdSe samples annealed in $N_{2}$ gas at $450^{\circ}C$ it was found hexagonal structure whose lattice parameters $a_{o}$ and $c_{o}$ were $4.302{\AA}$ and $7.014{\AA}$, respectively. Its grain size was about $0.3{\mu}m$. Hall effect on this sample was measured by Van der Pauw method and studied on carrier density and mobility depending on temperature. From Hall data, the mobility was likely to be decreased by piezo electric scattering at temperature range of 33 K and 200 K, and by polar optical scattering at temperature range of 200 K and 293 K. We measured also spectral response, sensitivity (${\gamma}$), maximum allowable power dissipation and response time on these samples.
Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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2000.02a
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pp.77-77
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2000
Titanium oxide (TiO2) thin films have valuable properties such as a high refractive index, excellent transmittance in the visible and near-IR frequency, and high chemical stability. Therefore it is extensively used in anti-reflection coating, sensor, and photocatalysis as electrical and optical applications. Specially, TiO2 have a high dielectric constant of 180 along the c axis and 90 along the a axis, so it is highlighted in fabricating dielectric capacitors in micro electronic devices. A variety of methods have been used to produce patterned self-assembled monolayers (SAMs), including microcontact printing ($\mu$CP), UV-photolithotgraphy, e-beam lithography, scanned-probe based micro-machining, and atom-lithography. Above all, thin film fabrication on $\mu$CP modified surface is a potentially low-cost, high-throughput method, because it does not require expensive photolithographic equipment, and it produce micrometer scale patterns in thin film materials. The patterned SAMs were used as thin resists, to transfer patterns onto thin films either by chemical etching or by selective deposition. In this study, we deposited TiO2 thin films on Si (1000 substrateds using titanium (IV) isopropoxide ([Ti(O(C3H7)4)] ; TIP as a single molecular precursor at deposition temperature in the range of 300-$700^{\circ}C$ without any carrier and bubbler gas. Crack-free, highly oriented TiO2 polycrystalline thin films with anatase phase and stoichimetric ratio of Ti and O were successfully deposited on Si(100) at temperature as low as 50$0^{\circ}C$. XRD and TED data showed that below 50$0^{\circ}C$, the TiO2 thin films were dominantly grown on Si(100) surfaces in the [211] direction, whereas with increasing the deposition temperature to $700^{\circ}C$, the main films growth direction was changed to be [200]. Two distinct growth behaviors were observed from the Arhenius plots. In addition to deposition of THe TiO2 thin films on Si(100) substrates, patterning of TiO2 thin films was also performed at grown temperature in the range of 300-50$0^{\circ}C$ by MOCVD onto the Si(100) substrates of which surface was modified by organic thin film template. The organic thin film of SAm is obtained by the $\mu$CP method. Alpha-step profile and optical microscope images showed that the boundaries between SAMs areas and selectively deposited TiO2 thin film areas are very definite and sharp. Capacitance - Voltage measurements made on TiO2 films gave a dielectric constant of 29, suggesting a possibility of electronic material applications.
Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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v.31
no.4
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pp.154-158
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2021
The optical transmittance of Mn-doped SnO2 monolayer film increased gradually from 80.9 to 85.4 % at 550 nm wavelengths upon increasing the O2/Ar+O2 concentration rate from 0 to 7.9 % and the band gap energy changed from 3.0 to 3.6 eV. The resistivity tended to decrease from 3.21 Ω·cm to 0.03 Ω·cm, reaching a minimum at 2.7 %, and then gradually increased from 0.03 to 52.0 Ω·cm at higher O2/Ar+O2 gas concentration ratio. Based on XPS spectra analysis, the Sn 3d5/2 peak of Mn-doped SnO2 single layer shifted slightly from 486.40 to 486.58 and O1s peak also shifted from 530.20 to 530.33 eV with increase the O2/Ar+O2 concentration ratio. Therefore, the XPS spectra results indicate that a multiphase with SnO and SnO2 coexisted in the sputtered Mn-doped SnO2 monolayer film.
The world's long reliance on fossil fuels (e.g., oil, coal, and natural gas) is severely changing its environment and climate. Energy research has focused on developing hydrogen as the most promising energy carrier and a key technology for sustainable energy development. Hydrogen can be classified as gray, blue, green, and otherwise according to the raw materials and methods used for production and processing. For the development of hydrogen energy, geologists are attempting to identify the mechanism of abiotic hydrogen generation by serpentinization or hydrothermal alteration. Teams in the United States, France, and Australia have researched laboratory-scale hydrogen production through water-rock interactions under various conditions, whereas there has been almost no research on abiotic hydrogen in South Korea. This paper reviews the current state of international research on hydrothermal alteration and offers suggestions for future investigations of abiotic hydrogen production in South Korea.
Hydrogen, a carrier of large-capacity chemical and clean energy, is an important industrial gas widely used in the petrochemical industry and fuel cells. In particular, hydrogen is mainly produced from fossil fuels through steam reforming and gasification, and carbon dioxide is generated as a by-product. Therefore, in order to obtain high-purity hydrogen, carbon dioxide should be removed. This review focused on free-standing polymeric membranes and mixed-matrix membranes (MMMs) that separate hydrogen from carbon dioxide reported in units of Barrer [1 Barrer = 10-10 cm3 (STP) × cm / (cm2 × s × cmHg)]. By analyzing various recently reported papers, the structure, morphology, interaction, and preparation method of the membranes are discussed, and the structure-property relationship is understood to help find better membrane materials in the future. Robeson's upper bound limits for hydrogen/carbon dioxide separation were presented through reviewing the performance and characteristics of various separation membranes, and various MMMs that improve separation properties using technologies such as crosslinking, blending and heat treatment were discussed.
While extensive research is being conducted to reduce greenhouse gases in industrial fields, the International Maritime Organization (IMO) has implemented regulations to actively reduce CO2 emissions from ships, such as energy efficiency design index (EEDI), energy efficiency existing ship index (EEXI), energy efficiency operational indicator (EEOI), and carbon intensity indicator (CII). These regulations play an important role for the design and operation of ships. However, the calculation of the index and indicator might be complex depending on the types and size of the ship. Here, to calculate the EEDI of two target vessels, first, the ships were set as Deadweight (DWT) 50K container and 300K very large crude-oil carrier (VLCC) considering the type and size of those ships along with the engine types and power. Equations and parameters from the marine pollution treaty (MARPOL) Annex VI, IMO marine environment protection committee (MEPC) resolution were used to estimate the EEDI and their changes. Technical measures were subsequently applied to satisfy the IMO regulations, such as reducing speed, energy saving devices (ESD), and onboard CO2 capture system. Process simulation model using Aspen Plus v10 was developed for the onboard CO2 capture system. The obtained results suggested that the fuel change from Marine diesel oil (MDO) to liquefied natural gas (LNG) was the most effective way to reduce EEDI, considering the limited supply of the alternative clean fuels. Decreasing ship speed was the next effective option to meet the regulation until Phase 4. In case of container, the attained EEDI while converting fuel from Diesel oil (DO) to LNG was reduced by 27.35%. With speed reduction, the EEDI was improved by 21.76% of the EEDI based on DO. Pertaining to VLCC, 27.31% and 22.10% improvements were observed, which were comparable to those for the container. However, for both vessels, additional measure is required to meet Phase 5, demanding the reduction of 70%. Therefore, onboard CO2 capture system was designed for both KCS (Korea Research Institute of Ships & Ocean Engineering (KRISO) container ship) and KVLCC2 (KRISO VLCC) to meet the Phase 5 standard in the process simulation. The absorber column was designed with a diameter of 1.2-3.5 m and height of 11.3 m. The stripper column was 0.6-1.5 m in diameter and 8.8-9.6 m in height. The obtained results suggested that a combination of ESD, speed reduction, and fuel change was effective for reducing the EEDI; and onboard CO2 capture system may be required for Phase 5.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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