Semiconductor nanowires offer exciting possibilities as components of solar cells and have already found applications as active elements in organic, dye-sensitized, quantum-dot sensitized, liquid-junction, and inorganic solid-state devices. Among many semiconductors, silicon is by far the dominant material used for worldwide photovoltaic energy conversion and solar cell manufacture. For silicon wire to be used for solar device, well aligned wire arrays need to be fabricated vertically or horizontally. Macroscopic silicon wire arrays suitable for photovoltaic applications have been commonly grown by the vapor-liquid-solid (VLS) process using metal catalysts such as Au, Ni, Pt, Cu. In the case, the impurity issues inside wire originated from metal catalyst are inevitable, leading to lowering the efficiency of solar cell. To escape from the problem, the wires of purity of wafer are the best for high efficiency of photovoltaic device. The fabrication of wire arrays by the electrochemical etching of silicon wafer with photolithography can solve the contamination of metal catalyst. In this presentation, we introduce silicon wire arrays by electrochemical etching method and then fabrication methods of radial p-n junction wire array solar cell and the various merits compared with conventional silicon solar cells.
경북 안동 옥동유적에서 출토된 청동유물 14점 중 청동시(靑銅匙) 5점을 대상으로 하여 ICP, 미세조직, TIMS 등의 과학적 분석을 실시하였다. 분석 결과 청동시(靑銅匙)는 Cu- Sn 합금으로 Cu 75%이내, Sn 21~23%로 방짜유기에 해당되며, Pb, Fe, Zn 등이 미량성분으로 첨가되었다. 특히 납(Pb)은 0.04%의 미량으로 존재하는 것으로 보아 제련시 원광석에 포함된 불순물로 보인다. 청동시(靑銅匙)의 미세구조를 볼 때 청동시(靑銅匙)의 모양으로 골을 판 거푸집을 써서 주조한 다음 $586^{\circ}C$ 근방에서 가공하여 급랭한 것으로 추정된다. 열이온화질량분석(TIMS) 측정을 시행하여, 한국, 중국, 일본 납광석의 산지별 데이터 베이스에 대조해 봤을 때 청동시(靑銅匙)의 원료산지는 중국 남부의 납동위원소비와 유사함을 알 수 있다.
죽지는 최근 몇 십 년 간의 양지(洋紙)의 보급과 더불어 중국의 죽지 산지(産地)에는 생산성 만을 추구해 약품 사용이 극히 보편적인 현상이 되었다. 이러한 영향 때문에 지류 문화재의 보수지(補修紙) 문제가 심각한 문제로 제기되고 있다. 죽지를 염색하거나 색료를 도포하는 과정에 있어 생성되는 심한 얼룩이나 반점은 지류 문화재의 재현 연구에 큰 장애가 되고 있음은 주지의 사실이기도 하다. 이 번 죽지 제작에 있어서 종이의 질감이나 색을 크게 좌우하는 것으로는 석회발효 일광표백이었으나 잔류물 유 무도 많은 영향을 끼치고 있는 것으로 판명 되었다. 이것은 원료를 채집해 발효시킨 후 씻기의 공정에서 세심한 배려가 없으면 최종적으로 지면(紙面)의 느낌에 크게 영향을 미치는 것으로 확인되었다. 여기서 잔류물의 예로 들 수 있는 것은 석회이다. 석회는 다른 불순물과 다르게 미량이라도 잔류하게 되면 종이 염색에 잔류물에 의한 반점이나 얼룩을 만드는 원인이 되며 그 기능을 잃게 된다. 백죽지의 재현은 회화, 전적, 문서 등의 재현연구에 사용되는 용지나, 별종의 지직화(紙織畵) 재현에 유효할 것으로 생각된다. 그러나 중국원료의 초기 단계 처리에 대해 개선의 여지가 있으며 앞으로 좀 더 깊이 있는 연구가 필요하다고 할 수 있다.
Silicon is commercially prepared by the reaction of high-purity silica with wood, charcoal, and coal, in an electric arc furnace using carbon electrodes, so called the metallurgical refining process, which produces ~98% pure Si (MG-Si). This can be further purified to solar grade silicon (SoG-Si) by various techniques. The most problematic impurity elements are B and P because of their high segregation coefficients. In this study, we explored the possibility of the using Cat-CVD for Si purification. The existing hot-wire CVD was modified to accommodate the catalyzer and the heating source. Mo boat (1.5 cm ${\times}$ 1 cm ${\times}$ 0.2 cm) was used as a heating source. Commercially available Si was purchased from Nilaco corporation (~99% pure). This powder was kept in the Mo-boat and heated to the purification temperature. In addition to the purification by cat-CVD technique, other methods such as thermal CVD, plasma enhanced CVD, vacuum annealing was also tried. It is found that the impurities are reduced to a great extent when treated with cat-CVD method.
SIMS는 뛰어난 원소검찰감도의 깊이분해능을 가지고 있어서 깊이에 따른 미량불순물 분석에 필수적인 장비이지만, 시료와 불순물의 변화에 따라 이온화율과 깎이는 속도가 달라서 일어나는 matrix effect 때문에 표준시료없이 정량분석을 할 수 없는 문제점이 있다. 이런 SIMS의 단점을 보완하기 위한 방법으로 개발된 여러 가지 SNMS기술중 SIMS에 아무런 기계장치를 덧붙이지 않고도 정량화개선효과를 가져오는 CsX+ SNMS에 대한 연구를 진행하여, 지금까지 밝혀진 실리콘 산화막등에서의 주성분원소 조성비분석을 통해 SNMS기능을 확인하고 SIMS의 주 분석대상인 불순물농도분석에의 적용가능성을 실험해 보았다. 이를 위해 실리콘에 BF2 이온주입후 붕소분포분석시 강한 matrix effect를 나타내는 불소의 효과를 SNMS와 SIMS로 비교하였으며, 검출한계와 dynamic range도 조사하였다. 실험결과 CsX+ SNMS기술은 matrix effect 때문에 실제 분포와 다른 값으로 검출되는 불순물 시료 분석에 적용할 수 있음을 알았다.
SIMS는 뛰어난 원소검출감도와 깊이 분해능을 가지고 있어서 깊이에 따른 미량불 순물 분석에 필수적인 장비이지만, 시료와 불순물의 변화에 따라 이온화율과 깍이는 속도가 달라서 일어나는 matrix effect 때문에 표준 시료없이 정량분석을 할 수 없는 문제점이 있 다. 이런 SIMS의 단점을 보완하기 위한 방법으로 개발된 여러 가지 SNMS 기술 중 SIMS에 아무런 기계장치를 덧붙이지 않고도 정량화 개선효과를 가져오는 CsX+ SNMS에 대한 연구 를 진행하여, 지금까지 밝혀진 실리콘 산화막 등에서의 주성분원소 조성비분석을 통해 SNMS 기능을 확인하고 SIMS의 주 분석대상인 분순물 농도분석에의 적용가능성을 실험해 보았다. 이를 위해 실리콘에 BF2 이온 주입 후 붕소분포 분석시 강한 matrix effect를 나타 내는 불소의 효과를 SNMS와 SIMS로 비교하였으며, 검출한계와 dynamic range도 조사하였 다. 실험결과 CsX+ SNMS 기술은 matrix effect 때문에 실제분포와 다른 값으로 검출되는 불순물 시료분석에 적용할 수 있음을 알았다.
The hydorgen storage alloys were produced by melting in arc melting furnace and then solution heat treated at $1,100^{\circ}C$ followed by pulverization. The chemical analysis on the samples showed that the major elements of misch metal(Mm) were La, Ce, Pr and Nd with impurity less than 1wt.%. X-ray diffraction indicated that the structure for these samples were a single phase of hexagonal with $CaCu_5$ type. Compared to the initial particle size $100{\sim}110{\mu}m$, the many fine cracks were found and particle size decreased to $14{\mu}m$ for $MmNi_{4.5}Mn_{0.5}$ after hydriding/dehydring test run. To activate the sample the vessel filled with hydrogen storage alloys was first evacuated for for at $70^{\circ}C$ and then treated for 10.5hr under hydrogen pressure of 20atm for $MmNi_{4.5}Mn_{0.5}$ alloy. The experimental data showed that the hydrogen storage alloy of $MmNi_{4.5}Mn_{0.5}$ had superior adsorption and description properties within a temperature rang of $40^{\circ}C{\sim}80^{\circ}C$ and also they had a good P-C-T curve.
$MgB_4O_7$ 열형광체의 활성체는 란탄계 금속인 Tb, Tm, Dy, La, Ho 및 Nd를 첨가하여 $580^{\circ}C$의 Ar 분위기에서 2시간동안 소결하여 제작하였다. 활성화에너지와 glow 곡선의 주 Peak의 세기는 peak shape법과 초기상승법의 두방법에 의해 결정했으며, 최적활성에너지는 $0.76\pm0.02eV$(Tm 첨가시), $0.94\pm0.03eV$(Tm 첨가시) 및 $0.72\pm0.02eV$(Dy 첨가시)였다. 이들 열형광체들은 저 에너지 X-선에 대해 매우 높은 감도를 나타냈으므로 방사선 센서 소자로 개발하기 위한 기초자료가 될 것으로 생각된다.
This study was carried out experimentally on the production and properties of silicon nanopowders characteristics using a transferred type arc plasma apparatus. To investigate the properties of silicon nanopowder, the purity of argon gas(99.999%, 99.9%) and the partial pressure ratio of nitrogen gas(0~90%) were varied. The total pressure in chamber is 400Torr and the silicon chunk amount used as raw material is 300g. The power supplied to the cathode to generate arc plasma was 9~12kW/h, and the electrode was made of tungsten and graphite with a diameter of 13mm. The particle size, impurity elements and powder evaporation rate of the silicon powder were analyzed using the XRD, FE-SEM, TEM and electronic scale. According to the purity of argon gas, the silicon evaporation rate and the particle size were similar, and impurities were generated more in the case of 99.9% purity than 99.999%. When argon gas and nitrogen gas were mixed in the chamber, the silicon evaporation rate and particle size increased as the partial pressure ratio of nitrogen gas increased. In particular, when the partial pressure ratio of nitrogen gas was 80%, the silicon evaporation rate 80g/h, and the particle size was about 80~100nm.
Effects of $BaCO_3$ purity on the superconducting properties of top seeded melt growth (TSMG) processed $Y_{1+x}Ba_2Cu_3O_{7-y}$ (Y1+x, x=0.1 and 0.2) superconductors were investigated. $YBa_2Cu_3O_{7-y}$ (Y123) powder prepared using $BaCO_3$ with 99.75% purity and commercially available Y123 powder of 99.9% were used for the fabrication of single Y123 grain superconductors. $T_c$ values of the Y1+x samples prepared using low purity Y123 powder were slightly lower than those of the samples prepared using a high purity powder. In addition to the lower $T_c$, an anomalous peak effect in the intermediate magnetic fields was observed in Y1+x samples prepared using the low purity $BaCO_3$ powder. The slight decrease in $T_c$ and the anomalous peak effect are ascribed to the possible incorporation of a Y123 phase with impurity elements such as strontium and calcium included in the $BaCO_3$powder of 99.7%. The result suggests that the low purity $BaCO_3$ powder of a low price can be used as a raw power for the fabrication of single grain YBCO bulk superconductors.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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