Dung, Mai Xuan;Lee, June-Key;Soun, Woo-Sik;Jeong, Hyun-Dam
Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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2010.08a
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pp.281-281
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2010
Very low refractive index (<1.4) materials have been proved to be the key factor improving the performance of various optical components, such as reflectors, filters, photonic crystals, LEDs, and solar cell. Highly porous SiO2 are logically designed for ultralow refractive index materials because of the direct relation between porosity and index of refraction. Among them, ordered macroporous SiO2 is of potential material since their theoretically low refractive index ~1.10. However, in the conventional synthesis of ordered macroporous SiO2, the time required for the crystallization of organic nanoparticles, such as polystyrene (PS), from colloidal solution into well ordered template is typical long (several days for 1 cm substrate) due to the low interaction between particles and particle - substrate. In this study, polystyrene - polyacrylic acid (PS-AA) nanoparticles synthesized by miniemulsion polymerization method have hydrophilic polyacrylic acid tails on the surface of particles which increase the interaction between particle and with substrate giving rise to the formation of PS-AA film by simply spin - coating method. Less ordered with controlled thickness films of PS-AA on silicon wafer were successfully fabricated by changing the spinning speed or concentration of colloidal solution, as confirmed by FE-SEM. Based on these template films, a series of macroporous SiO2 films whose thicknesses varied from 300nm to ~1000nm were fabricated either by conventional sol - gel infiltration or gas phase deposition followed by thermal removal of organic template. Formations of SiO2 films consist of interconnected air balls with size ~100 nm were confirmed by FE-SEM and TEM. These highly porous SiO2 show very low refractive indices (<1.18) over a wide range of wavelength (from 200 to 1000nm) as shown by SE measurement. Refraction indices of SiO2 films at 633nm reported here are of ~1.10 which, to our best knowledge, are among the lowest values having been announced.
Highly anti-reflective optical property has been focussed in the field of thin film and display because of increasing demands to the high transparency and clearness of optical component. In this study, to obtain anti-reflective property, the formation of aluminium oxide with nanoscaled flowerlike frame structure was introduced as oxide material monolayer on the substrate by hydrothermal synthesis through sol-gel method. The properties of coating layer were measured by the means of UV-Vis spectroscopy, FT-IR spectroscopy, XRD, and FE-SEM. The morphology of coating layer in alumina-sol coated samples was controlled by hydrothermal temperature and time with aid of ultrasound. It was found that high transparency and anti-reflective optical properties were obtained the formation of flowerlike nanoframe structure.
Kim, Min-Sung;Yoo, Ho-Suk;Oh, Sung-Tag;Hyun, Chang-Yong
Korean Journal of Materials Research
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v.23
no.12
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pp.722-726
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2013
Freeze drying of a porous Cu-Sn alloy with unidirectionally aligned pore channels was accomplished by using a composite powder of CuO-$SnO_2$ and camphene. Camphene slurries with CuO-$SnO_2$ content of 3, 5 and 10 vol% were prepared by mixing with a small amount of dispersant at $50^{\circ}C$. Freezing of a slurry was done at $-25^{\circ}C$ while the growth direction of the camphene was unidirectionally controlled. Pores were generated subsequently by sublimation of the camphene during drying in air for 48 h. The green bodies were hydrogen-reduced at $650^{\circ}C$ and then were sintered at $650^{\circ}C$ and $750^{\circ}C$ for 1 h. XRD analysis revealed that the CuO-$SnO_2$ powder was completely converted to Cu-Sn alloy without any reaction phases. The sintered samples showed large pores with an average size of above $100{\mu}m$ which were aligned parallel to the camphene growth direction. Also, the internal walls of the large pores had relatively small pores. The size of the large pores decreased with increasing CuO-$SnO_2$ content due to the change of the degree of powder rearrangement in the slurry. The size of the small pores decreased with increase of the sintering temperature from $650^{\circ}C$ to $750^{\circ}C$, while that of the large pores was unchanged. These results suggest that a porous alloy body with aligned large pores can be fabricated by a freeze-drying and hydrogen reduction process using oxide powders.
$TiO_2$ fine powders were synthesized via hydrolysis reaction of titanium isopropoxide in isopropanol solvent and the reaction rates were studied by use of UV spectroscopic method. The reactions were controlled to proceed to pseudo-first-order reaction in the presence of excess water in isopropanol solvent. The rate constants which varied with temperature and concentration of water were calculated by Guggenheim method. Reactions using $D_2O$ were also carried out to determine the catalytic character of water. n value of water molecules in transition state and the thermodynamic parameters showed that the reaction proceeded by $S_N2$ mechanism. $TiO_2$ powders synthesized in this reaction were almost spheric forms and had average particle size of $0.3{\mu}m$ diameter.
Kim, Jae-Myung;Yoo, Jung-Whan;Choi, Eui-Seok;Lee, Sung-Min;Kim, Hyung-Tae
Journal of the Korean Ceramic Society
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v.41
no.1
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pp.41-44
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2004
Hydrophilicity and hydrophobicity of pottery bodies can be controlled via chemical substitution of layered clay with hydrophilic and hydrophobic organics. In this study, organo-clay nanocomposites were prepared by ion-exchange of montmorillonite with dodecylamine and hexadecylamine, respectively. Substitution sites of organics and the interval changes of layered materials are characterized by FT-IR and WAXD and organics amounts loaded and water comtents contained by C/S analysis and TG-DSC. The organics were selectively intercalated so that increase layer interval from 12${\AA}\; to\;16{\AA}$. Organo-modified clay is changed to more hydrophobic comparing to clay itself.
In this article, pure $m-LaVO_4:Eu^{3+}$ and $t-LaVO_4:Eu^{3+}$ nanocrystals were prepared by an EG-assisted hydrothermal method with regular shapes. A series of controlled experiments showed that the pH value of a mixed solution, the volume ratio of $EG/H_2O$ and the dosage of the doped $Eu^{3+}$ all had an important effect on the sizes and shapes of the final products. Furthermore, the constitutional unit of the products changed from 0D to 2D with an increase in the EG dosage. The PL results showed that $t-LaVO_4$ doped with $Eu^{3+}$ ions had better luminescence properties than $m-LaVO_4$ due to its special structure. All of these results not only expand our understanding of the luminescence properties of lanthanide orthovanadates, but they also elucidate the principles of the crystal growth.
Park, Byung-Ki;Lee, Hak-Soo;Kim, Young-Ho;Lee, Jung-Min
Journal of the Korean Ceramic Society
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v.41
no.11
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pp.864-871
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2004
Porous pseudo-boehmite gel was prepared through the aging process of amorphous aluminum hydroxides gel precipitated by the hydrolysis reaction of dilute NaOH solution and AlCl$_3$ solution. In this study, the synthesis method was studied on porous pseudo-boehmite gel having maximum pore volume, as being investigated the changes of crystal structure, infrared rays absorption spectrum, BET surface area and pore structure when the hydrolysis reaction is controlled in the range of pH 7.6~11.6 and the aging process is hold up for 2~24 h at 60~10$0^{\circ}C$. We could find that the gel precipitates deposited in in range of pH 7.6~9.6 were developed into porous pseudo-boehmite which surface area was 250~357 $m^2$/g, pore volume was 0.4~0.7 cc/g and average pore size was 58~l14$\AA$. However, the gel precipitates deposited in range of pH 10.6~11.6 were developed into bayerite which pore volume was very little.
As one of the chemical powder fabrication methods, the powder preparation method by using oxalate has the following advantages; (1) easy to control the chemical stoichiometry, (2) easy to fabricate homogeneous and fine particles, and (3) easy to be thermaly decomposed at low temperature. In the present study, the initial morphology and size distribution of the powder were controlled and the homogeniaty was improved. By carefully controlling the pH with NH4OH, the Bi(Pb)-Sr-Ca-Cu-O superconducting powders were prepared and investigated for their properties. The microstructures and the superconducting properties of the pelletized samples were investigated. Also, the microstructures and electrical properties of the samples prepared by tape casting method were investigated. The fabricated powders were spherical with less than 400 nm, but most of them were agglomerated to be 1~3 ${\mu}{\textrm}{m}$ in size. The critical temperature of the pelletized sample annealed at 84$0^{\circ}C$ for 72 hours in air was 110K. And the critical currents of annealed samples in air prepared by tape casting process for 24 hours and 72 hours were 0.6 A (Jc=600A/$\textrm{cm}^2$) and 1.9A (Jc=1, 900A/$\textrm{cm}^2$) respectively.
Carbon supports for dispersed platinum (Pt) electrocatalysts in direct methanol fuel cells (DMFCs) are being continuously developed to improve electrochemical performance and catalyst stability. However, carbon supports still require solutions to reduce costs and improve catalyst efficiency. In this study, we prepare well-dispersed Pt electrocatalysts by introducing titanium dioxide (TiO2) into biomass based nitrogen-doped carbon supports. In order to obtain optimized electrochemical performance, different amounts of TiO2 component are controlled by three types (Pt/TNC-2 wt%, Pt/TNC-4 wt%, and Pt/TNC-6 wt%). Especially, the anodic current density of Pt/TNC-4 wt% is 707.0 mA g-1pt, which is about 1.65 times higher than that of commercial Pt/C (429.1 mA g-1pt); Pt/TNC-4wt% also exhibits excellent catalytic stability, with a retention rate of 91 %. This novel support provides electrochemical performance improvement including several advantages of improved anodic current density and catalyst stability due to the well-dispersed Pt nanoparticles on the support by the introduction of TiO2 component and nitrogen doping in carbon. Therefore, Pt/TNC-4 wt% may be electrocatalyst a promising catalyst as an anode for high-performance DMFCs.
Polyamic acid (PAA) was prepared from cyclobutane-1,2,3,4-tetracarboxylic dianhydride (CBDA) and 4,4'-fiaminodiphenyl ether (DDE). In order to impart a photosensitivity to the PAA, diazonaphthoquinone (DNQ) derivative (DI) was added. However, the addition of the DI was not enough to inhibit the dissolution of the PAA for a aqueous alkal solution. Therefore, we had synthesized poly(amic acid ester)s by an adding 1,2-epoxy-3-phenoxypropane to the PAA. That is, an acidity of the PAA could be controlled by an esterification reaction of 1,2-epoxy-3-phenoxypropane with the PAA. Significant difference of a dissolution rate of the poly(amic acid ester) between an o(posed and unexposed area was observed at an acid content of 60% and less. Resolution of the positively patterned film showed about $25{\mu}m$ at the exposure dose of $200mJ/cm^2$.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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