• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권4호
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• pp.497-502
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• 2019

금속산화물 나노구조물은 고감도 가스센서 및 대용량의 리튬이온 전지와 같은 첨단 응용 분야에 활용될 수 있는 유망한 소재로 알려져 있다. 본 연구에서는 산화주석(SnO) 나노구조물을 두 영역 전기로 장치를 이용하여 다양한 온도에서 Si 웨이퍼 기판 위에 성장시켰다. 원료물질인 이산화주석($SnO_2$) 파우더를 알루미나 도가니 속에 넣어서 $1070^{\circ}C$에서 기상화시켰으며, 이송가스인 고순도 Ar 가스를 1000 sccm으로 흘려주었다. SnO 나노구조물은 $350{\sim}450^{\circ}C$, 545 Pa 조건에서 30분 동안 Si 기판 위에 성장되었다. 성장된 SnO 나노구조물의 표면형상을 전계방출형 주사전자현미경(FE-SEM)과 원자힘 현미경(AFM)으로 조사하였다. 또한 성장된 SnO 나노구조물의 결정학적 특징을 Raman 분광학으로 조사하였다. 그 결과 성장된 산화주석은 SnO 상을 가지고 있었다. 기판의 온도가 증가함에 따라 성장된 SnO 나노구조물의 두께와 결정립의 크기도 $424^{\circ}C$까지는 증가하였다. $450^{\circ}C$에서 성장된 SnO 나노구조물은 복잡한 다결정 형태의 표면형상을 나타내었지만, $350{\sim}424^{\circ}C$ 범위에서 성장된 SnO 나노구조물은 기판에 나란한 형태의 단순한 결정구조를 나타내었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권5호
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• pp.1-6
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• 2019

유기 염료가 도핑 된 실리카 나노입자는 바이오 라벨링, 바이오 이미징 및 바이오 센싱에 사용되고 있는 유망한 나노소재이다. 일반적으로 형광 실리카 나노입자는 수정된 스토버 방법($St{\ddot{o}}ber$ Method)으로 합성된다. 본 연구에서는 다양한 크기를 갖는 염료가 첨가되지 않은 형광 실리카 나노입자를 수정된 스토버 합성법인 졸겔 공정으로 합성하였다. 졸겔 공정 중에 기능성 물질인 APTES를 첨가제로 첨가하였다. 졸겔 공정으로 합성된 실리카 나노입자는 $400^{\circ}C$에서 2시간 동안 하소되었다. 합성된 실리카 나노입자의 표면형상과 크기를 전계방출 주사전자현미경으로 조사하였고, 합성된 실리카 나노입자의 형광 특성은 파장 365 nm의 자외선 램프를 조사하여 확인하였다. 또한 합성된 실리카 나노입자의 광발광 (PL) 특성을 형광 분석 형광법으로 조사하였다. 그 결과 합성된 실리카 나노입자는 입자의 크기와 무관하게 모두 청색 형광 특성을 갖는 것으로 확인되었다. 특히, 실리카 나노입자의 크기가 증가할수록 PL 강도는 감소하였다. 염료가 첨가되지 않은 실리카 나노입자의 청색 형광 특성은 APTES 층의 $NH_2$ 기능기와 실리카 매트릭스 뼈대 내부의 산소관련 결함과의 결합에 기인하는 것으로 추정된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권4호
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• pp.458-463
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• 2019

팔라듐 (Pd)은 촉매 또는 유해 가스 감지물질로서 널리 활용되고 있다. 특히 자체 부피의 900배까지 수소를 흡착할 수 있는 특성 때문에 수소가스 센서로서의 다양한 연구가 이루어졌다. 본 연구에서는 팔라듐 옥사이드 (PdO) 나노구조물을 실리콘 기판 ($SiO_2(300nm)/Si$) 위에 열화학기상증착 장비를 이용하여 $230^{\circ}C{\sim}440^{\circ}C$ 영역에서 3시간 ~ 5시간 동안 성장시켰다. 원료물질인 Pd 파우더는 $950^{\circ}C$에서 기상화시켰고, 이송가스인 고순도 아르곤 가스를 200 sccm으로 흘려주었다. 성장된 팔라듐 옥사이드 나노구조물의 형상을 전계방출 주사전자현미경으로 조사하였고, 결정학적 특성을 Raman 분광학으로 분석하였다. 그 결과 성장된 나노구조물은 PdO 상을 가지고 있었으며, 특정한 기판 온도와 성장 시간에서 나노큐브 형태의 PdO 나노구조물이 성장되었다. 특히 5시간 동안 성장된 $370^{\circ}C$ 영역에서 균일한 형태의 나노큐브 PdO 나노구조물이 성장되었다. 이러한 PdO 나노큐브는 기상-액상-고상 공정으로 성장된 것으로 판단되며, 그래핀 위에 성장되는 PdO 나노큐브 구조는 고감도 수소가스 감지 센서로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• Journal of Korean Dental Science
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• 제11권2호
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• pp.71-81
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• 2018

Purpose: The purpose of this study was to investigate the corrosion behaviors of dental implant alloy after microsized surface modification in electrolytes containing Mn ion. Materials and Methods: $Mn-TiO_2$ coatings were prepared on the Ti-6Al-4V alloy for dental implants using a plasma electrolytic oxidation (PEO) method carried out in electrolytes containing different concentrations of Mn, namely, 0%, 5%, and 20%. Potentiodynamic method was employed to examine the corrosion behaviors, and the alternatingcurrent (AC) impedance behaviors were examined in 0.9% NaCl solution at $36.5^{\circ}C{\pm}1.0^{\circ}C$ using a potentiostat and an electrochemical impedance spectroscope. The potentiodynamic test was performed with a scanning rate of $1.667mV\;s^{-1}$ from -1,500 to 2,000 mV. A frequency range of $10^{-1}$ to $10^5Hz$ was used for the electrochemical impedance spectroscopy (EIS) measurements. The amplitude of the AC signal was 10 mV, and 5 points per decade were used. The morphology and structure of the samples were examined using field-emission scanning electron microscopy and thin-film X-ray diffraction. The elemental analysis was performed using energy-dispersive X-ray spectroscopy. Result: The PEO-treated surface exhibited an irregular pore shape, and the pore size and number of the pores increased with an increase in the Mn concentration. For the PEO-treated surface, a higher corrosion current density ($I_{corr}$) and a lower corrosion potential ($E_{corr}$) was obtained as compared to that of the bulk surface. However, the current density in the passive regions ($I_{pass}$) was found to be more stable for the PEO-treated surface than that of the bulk surface. As the Mn concentration increased, the capacitance values of the outer porous layer and the barrier layer decreased, and the polarization resistance of the barrier layers increased. In the case of the Mn/Ca-P coatings, the corroded surface was found to be covered with corrosion products. Conclusion: It is confirmed that corrosion resistance and polarization resistance of PEO-treated alloy increased as Mn content increased, and PEO-treated surface showed lower current density in the passive region.

• 한국결정성장학회지
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• 제29권3호
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• pp.83-90
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• 2019

본 논문에서는 전력 반도체 소자용 Mg-doped AlN 에피층을 혼합 소스 수소화물 기상 에피택시 방법에 의해 성장하였다. p형 재료로는 Mg을 사용하였다. 소자응용을 위한 기초 기판으로서 역할을 하기 위하여 GaN 에피층이 성장된 기판과 GaN 에피층이 성장되어 패턴이 형성된 사파이어 기판 위에 Mg-doped AlN 에피층을 선택 성장하였다. Mg-doped AlN 에피층의 표면과 결정 구조는 FE-SEM 및 HR-XRD에 의해 조사하였다. XPS 스펙트럼과 라만 스펙트럼 결과로부터 혼합소스 HVPE 방법에 의해 성장된 Mg-doped AlN 에피층은 전력소자 등에 응용이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권5호
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• pp.81-86
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• 2019

금속산화물/그래핀 복합체는 고감도 가스센서 및 고용량의 이차전지와 같은 첨단 응용 분야에 활용될 수 있는 유망한 기능성 소재로 알려져 있다. 본 연구에서는 이산화주석($SnO_2$) 나노구조물을 두 영역 전기로 장치를 이용하여 화학적으로 합성된 그래핀 나노시트 위에 성장시켰다. 대면적의 그래핀 나노시트는 Cu foil 위에 열화학기상증착 장비를 이용하여 메탄가스와 수소가스로 합성하였다. 화학적으로 합성된 그래핀 나노시트는 PMMA를 이용하여 세척된 Si 기판위에 전사시켰고, $SnO_2$ 나노구조물은 그래핀 나노시트 위에 $424^{\circ}C$, 3.1 Torr 조건에서 3시간동안 성장시켰다. 합성된 그래핀의 품질과 성장된 $SnO_2$ 나노구조물의 결정학적 특성을 Raman 분광학으로 확인하였다. 그래핀 위에서 성장된 $SnO_2$ 나노구조물의 표면형상은 전계방출 주사전자현미경으로 조사하였다. 그 결과 합성된 그래핀 나노시트는 이중층 그래핀이었고, 그래핀 위에서 성장된 산화주석은 $SnO_2$ 상을 가지고 있었다. 그래핀 위에서 성장된 $SnO_2$ 나노구조물은 복잡한 표면형상을 나타내었는데, 이것은 Si 기판 위에서 성장된 $SnO_2$ 나노구조물이 nano-dots 형태인 것과 비교된다. 그래핀 위에서 성장된 $SnO_2$ 나노구조물이 복잡한 형상을 갖는 것은 그래핀 표면의 기능기의 영향인 것으로 판단된다.

• 광물과 암석
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• 제33권4호
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• pp.419-426
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• 2020

비전통 저류층에서 에너지 자원의 회수율을 높이기 위해서는 저류층 내의 미세 공극 형태와 연결도 등을 포함하는 공극 구조 연구가 필수적이다. 본 연구에서는 셰일 저류층 내 나노스케일의 공극 구조 연구에 적합한 조건과 방법을 찾기 위해 집속 이온 빔 시스템(Focused Ion Beam, FIB)과 이온 밀링 시스템(Ion Milling System, IMS)을 이용하여 분석을 진행하였다. 셰일 저류층 내 공극 구조 연구를 위해 리아드 분지에서 획득된 A-068 시추공의 시료를 사용하였다. 각 시료마다 특성이 다르기 때문에 시료 전처리 방법과 조건을 달리하여 최적의 조건을 찾았고 FE-SEM을 이용하여 공극 이미지를 획득하였다. 연구 결과 국소 부위의 공극구조를 관찰하기 위해서는 FIB를 사용하여 시표 표면을 밀링 후 바로 공극 이미지를 얻는 것이 효율적이고 반면에 넓은 면적을 단시간에 밀링하여 여러 공극 구조를 관찰하기 위해서는 IMS를 이용해야 한다는 것을 확인했다. 특히 탄산염 광물 함량이 높고 강도가 큰 암석에 대해서는 FIB보다는 IMS를 활용하여 밀링을 수행해야 공극 구조 관찰이 가능하다는 사실이 밝혀졌다. 본 연구를 통해 셰일 저류층 내 공극 구조 관찰을 위한 방법이 정립되었으며 향후 이를 이용한 셰일 가스 저류층 시료 분석을 통해 공극의 크기나 형태가 셰일가스 회수 증진에 미치는 영향을 밝힐 수 있을 것이다.

• 환경생물
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• 제38권4호
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• pp.554-562
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• 2020

본 연구에서는 생태모방적 관점에서 목질을 천공하는 송곳벌과 밑드리좀벌의 산란관의 형태적 특징을 비교하였다. 벌목에 속하는 송곳벌과 밑드리좀벌은 목질부를 천공하는 유사한 특징이 있으나 실체현미경, 전계방사형주사전자현미경, 광학현미경을 이용하여 산란관의 형태적 특징을 관찰한 결과 두 종 간에 큰 차이를 보였다. 송곳벌의 산란관 말단은 등쪽과 배쪽에 모두 규칙적인 돌기가 발달하여, 회전형 드릴 비트와 흡사한 형태를 띤 반면 밑드리좀벌의 산란관 말단은 한쪽 방향에만 몇 개의 돌기가 있고 다른 부분은 매끄러워 마치 톱과 비슷한 형태를 보였다. 또한 얼룩송곳벌 산란관의 말단은 대칭적으로 4등분으로 되어있다가 14번째 돌기를 지나면서 2 : 1 : 1의 비율로 3등분이 되는 반면, 밑드리좀벌 산란관의 말단은 2 : 1 : 1의 비율로 3등분되어 있음을 확인할 수 있었다. 또한, 송곳벌의 산란관의 중간을 수평으로 자른 단면구조에서는 dovetail joint의 구조가 확인되었으며, 이를 통해 천공을 위해 수직 운동을 한다는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 두 종의 형태적 차이는 목질 부분을 먹이원으로 이용하는 송곳벌과 벌의 유충을 이용하는 밑드리좀벌의 생활방식뿐만 아니라 계통분류학적 차이에 의해 기인한 것으로 사료된다. 끝으로, 산란관 말단 부분의 성분분석결과 두 종 모두에서 높은 강도의 특성을 부여하는 아연이 검출되었다. 이는 주로 목질을 천공하는 두 종의 생태적 적응 과정에 의하여 특이적으로 진화된 것으로 사료된다.

• 한국분말재료학회지
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• 제28권2호
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• pp.143-149
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• 2021

In this study, (GaN)_1-x(ZnO)_x solid solution nanoparticles with a high zinc content are prepared by ultrasonic spray pyrolysis and subsequent nitridation. The structure and morphology of the samples are investigated by X-ray diffraction (XRD), field-emission scanning electron microscopy, and energy-dispersive X-ray spectroscopy. The characterization results show a phase transition from the Zn and Ga-based oxides (ZnO or ZnGa₂O₄) to a (GaN)_1-x(ZnO)_x solid solution under an NH3 atmosphere. The effect of the precursor solution concentration and nitridation temperature on the final products are systematically investigated to obtain (GaN)_1-x(ZnO)_x nanoparticles with a high Zn concentration. It is confirmed that the powder synthesized from the solution in which the ratio of Zn and Ga was set to 0.8:0.2, as the initial precursor composition was composed of about 0.8-mole fraction of Zn, similar to the initially set one, through nitriding treatment at 700℃. Besides, the synthesized nanoparticles exhibited the typical XRD pattern of (GaN)_1-x(ZnO)_x, and a strong absorption of visible light with a bandgap energy of approximately 2.78 eV, confirming their potential use as a hydrogen production photocatalyst.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제50권2호
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• pp.211-217
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• 2022

차아염소산나트륨(NaClO)은 병원 및 식품산업 분야에서 널리 사용되는 소독제로 세균, 곰팡이, 바이러스에 대해서도 항균 활성이 있다. 차아염소산나트륨의 항균 활성은 용액의 pH에 의해 조절되는 안정적인 HClO 농도의 유지에 있다. 차아염소산(HClO)은 화학적으로 중성이므로 세균의 막에 쉽게 침투할 수 있으며 차아염소산나트륨의 항균 활성은 차아염소산염 이온(ClO^-)보다는 용액 내 HClO 농도에 의존하리라 사료된다. 본 연구에서 pH 조절에 따른 차아염소산나트륨의 항균 활성을 time kill test와 차아염소산나트륨 처리 전후의 활성산소종(ROS) 및 ATP 농도 변화로 조사하였다. 또한 전계방출형 주사 전자 현미경(FE-SEM)을 통하여 세포벽의 파괴정도를 확인하였다. pH 5 조건에서 5 ppm 차아염소산나트륨은 Escherichia coli (E. coli), Staphylococcus aureus (S. aureus) 균에 대하여 99.9%의 항균 활성을 나타내었고, ROS 생성량은 pH 7 조건보다 48% 증가하였다. 또한, pH 5 조건의 차아염소산나트륨에 노출된 E. coli와 S. aureus의 ATP 농도가 각각 94%와 91% 감소하였다. FE-SEM 결과, pH 5 조건에 노출된 균의 세포벽이 파괴된 것을 확인하였다. 본 연구결과를 종합해보면, pH를 조절하는 것 만으로 5 ppm 농도의 차아염소산나트륨의 항균 활성을 향상시킬 수 있음을 시사한다.