• 제목/요약/키워드: ion current density

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티타니아 나노튜브를 이용한 염료감응 태양전지 (Titania Nanotube-based Dye-sensitized Solar Cells)

  • 김태현;정지훈
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제56권4호
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    • pp.447-452
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    • 2018
  • HF, NaF, $NH_4F$와 같이 플루오르 이온(F-)이 함유된 전해질에서 티타늄 금속판을 양극산화시켜 $0.34{\mu}m$부터 최대 $8.9{\mu}m$까지 다양한 길이의 티타니아 나노튜브(TNT)를 제조하였다. 양극산화에 의해 제조된 TNT를 $450^{\circ}C$에서 소성시키면 광 활성을 가지는 아나타제 결정이 생성되었다. TNT 기반 염료감응 태양전지(DSSC)는 TNT 길이가 $2.5{\mu}m$일때 광전환 효율이 4.71%로 최대를 나타내었다. 이 값은 티타니아 페이스트를 코팅하여 제작한 FTO 기반 DSSC의 광전환 효율 보다 약 18% 높았다. 또한 TNT-DSSC의 단락전류밀도($J_{sc}$)는 $9.74mA/cm^2$로 FTO-DSSC의 $7.19mA/cm^2$ 보다 약 35% 이상 높았다. TNT-DSSC 태양전지의 광전환 효율이 더 높은 이유는 염료에서 생성된 광전자가 TNT를 통해 전극 표면으로 빨리 전달되어 광전자와 염료가 재결합 되는 것이 억제되었기 때문이다.

Halo 구조의 MOSFET에서 이동도 감소 현상 (The Behavior of the Mobility Degradation in Pocket Implanted MOSFETS)

  • 이병헌;이기영
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제42권4호
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    • pp.1-8
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    • 2005
  • 소오스와 드레인 근처에 포켓이온이 주입된 halo구조의 MOSFET에서 전송자의 이동도 감소는 포켓이온주입의 조건에 따라 이온화된 불순물의 증가에 따른 쿨롱(Coulomb) 산란율의 증가에 의한 이동도의 감소량보다 큰 이동도의 감소가 관측될 수 있다. 게이트 바이어스에 대한 이동도의 특성변화도 기존의 일차적인 쿨롱산란의 증가효과에 의한 해석과 비교하여 상이한 결과가 나타날 수 있음이 실험적으로 확인되고 있다. 본 연구에서는 포켓이온 주입에 의하여 쿨롱산란원이 되는 유효불순물 농도의 증가에 따른 일차적인 이동도의 감소효과를 벗어난 이동도 특성을 분석하여 이동도의 감소현상을 일반적으로 설명할 수 있는 개선된 해석적 모델을 제시하였다. 해석적인 결과를 도출하기 위하여 일차원 영역구분의 근사방법을 적용한 결과, 포켓이온 주입에 의하여 포논산란율 및 표면산란율(surface roughness scattering rate)의 증가도 이동도감소에 기여함이 보여 졌다. 채널의 전송자분포가 드레인 전류에 영향을 미치게 되므로 포켓이온에 의해 유발된 전송자분포의 효과를 분석하여 유효이동도가 추가적으로 감소함을 확인하였다.

A high-effective method to separate nicotine from the tobacco-specific carcinogen 4-(methylnitrosamino)-1-(3-pyridyl)-1-butanone (NNK) mixtures using electrodialysis

  • Ge, Shaolin;Li, Wei;Zhang, Zhao;Li, Chuanrun;Wang, Yaoming
    • Membrane and Water Treatment
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    • 제8권3호
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    • pp.245-257
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    • 2017
  • The separation of nicotine and tobacco-specific N-nitrosamines is a tough problem in tobacco industry. In this study, separation of nicotine from 4-(methylnitrosamino) -1-(3-pyridyl)-1-butanone (NNK) mixtures was investigated using electrodialysis by taking the principle of the protonation status difference between these two components. The results indicated that the solution pH has a dominant impact on the separation process. In a pH range of 5-7, nicotine molecules are existed as mono- and di-protonated ions and can be separated from the uncharged NNK molecules. The acidic electrolyte is conducive to the separation process from the point of flux and energy consumption; while the alkaline electrolyte has negative impact on the separation process. A current density of $10mA/cm^2$ is an appropriate value for the separation process. The lowest energy consumption of the separation process is 0.58 kWh/kg nicotine with the process cost to be estimated at only $0.208 /kg nicotine. Naturally, electrodialysis is a high-efficiency, cost-effective, and environmentally friendly process to separate and purify nicotine from tobacco juice.

전해 플라즈마 공정에 의해 AZ61A 합금에 형성된 산화물층의 특성에 미치는 OH- 이온 농도의 영향 (Influence of OH- Ion Concentration on the Properties of Eelectrolytic Plasma Oxide Coatings Formed on AZ61A Alloy)

  • 신성훈;정영승;;구본흔
    • 한국재료학회지
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    • 제26권10호
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    • pp.513-520
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    • 2016
  • The effect of NaOH concentration on the properties of electrolytic plasma processing (EPP) coating formed on AZ61A Mg alloy is studied. Various types of EPP were employed on magnesium alloy AZ61A in a silicate bath with different concentrations of NaOH additive. Analysis of the composition and structure of the coating layers was carried out using an X-ray diffractometer (XRD) and a scanning electron microscope (SEM). The results showed that the oxide coating layer mainly consisted of MgO and $Mg_2SiO_4$; its porosity and thickness were highly dependent on the NaOH concentration. The Vickers hardness was over 900 HV for all the coatings. The oxide layer with 3 g/l of NaOH concentration exhibited the highest hardness value (1220 HV) and the lowest wear rate. Potentiodynamic testing of the 3 g/l NaOH concentration showed that this concentration had the highest corrosion resistance value of $2.04{\times}10^5{\Omega}cm^2$; however, the corrosion current density value of $5.80{\times}10^{-7}A/cm^2$ was the lowest such value.

3D 패키지용 관통 전극 형성에 관한 연구 (Fabrication of Through-hole Interconnect in Si Wafer for 3D Package)

  • 김대곤;김종웅;하상수;정재필;신영의;문정훈;정승부
    • Journal of Welding and Joining
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    • 제24권2호
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    • pp.64-70
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    • 2006
  • The 3-dimensional (3D) chip stacking technology is a leading technology to realize a high density and high performance system in package (SiP). There are several kinds of methods for chip stacking, but the stacking and interconnection through Cu filled through-hole via is considered to be one of the most advanced stacking technologies. Therefore, we studied the optimum process of through-hole via formation and Cu filling process for Si wafer stacking. Through-hole via was formed with DRIE (Deep Reactive ion Etching) and Cu filling was realized with the electroplating method. The optimized conditions for the via formation were RE coil power of 200 W, etch/passivation cycle time of 6.5 : 6 s and SF6 : C4F8 gas flow rate of 260 : 100 sccm. The reverse pulsed current of 1.5 A/dm2 was the most favorable condition for the Cu electroplating in the via. The Cu filled Si wafer was chemically and mechanically polished (CMP) for the following flip chip bumping technology.

0.2% N을 첨가한 수퍼 2상 스테인리스강의 열처리 조건에 따른 특성 평가 - 제3보: 부식특성 (Characteristic Evaluation according to Heat Treatment Conditions of Super Duplex Stainless Steel with Additive 0.2% N - Part 3: Corrosion Characteristic)

  • 안석환;강흥주;서현수;남기우;이건찬
    • 한국해양공학회지
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    • 제23권5호
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    • pp.85-91
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    • 2009
  • A stainless steel that contains aggressive negative ion was known to decrease the corrosion resistance. Stainless steel with super corrosion resistance was developed for improvement of corrosion resistance. Super duplex stainless steel is widely used under sever environment because of good mechanical properties and corrosion resistance. Also, Super duplex stainless steel has long life in severe environments by showing the enough strength and corrosion resistance. But duplex stainless steel is not stabilized compared to austenite stainless steel in corrosion resistance. In this study, corrosion characteristic were investigated to super duplex stainless steel with additive 0.2% nitrogen with $SiO_2$ thin films coated or no coated by sol-gel method in 3.5% NaCl. From test results, corrosion current density in the heat-treated specimen for ${\sigma}$ phase precipitation was higher than that of different heat-treated specimen. Also, $SiO_2$ colloidal-coated specimen had not occurred almost corrosion.

지하수내 비소제거를 위한 전기투석 막여과 운전인자 연구 (Operating parameters in electrodialysis membrane processes for removal of arsenic in groundwater)

  • 최수영;박근영;이승주;최단비;박기영;김희준;권지향
    • 상하수도학회지
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    • 제30권4호
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    • pp.449-457
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    • 2016
  • In this study, the effectiveness of electrodialysis in removing inorganic arsenic from groundwater was investigated. To evaluate the feasibility of the electrodialysis, operating parameters such as treatment time, feed concentration, applied voltage and superficial velocity were experimentally investigated on arsenic removal. The higher conductivity removal and arsenic removal efficiency were obtained by increasing applied voltages and operation time. An increase of salinity concentrations in arsenic polluted groundwater exerted no effects on the arsenic separation ratios. Arsenic polluted waters were successfully treated with stack voltages of 1.8 ~ 2.4 V/cell-pair to approximately 93.4% of arsenic removal. Increase flow rate in diluate cell gave positive effect to removal rate. However, increase of superficial velocity in the concentrated cell exerted no effects on either the conductivity reduction or on the separation efficiency. Hopefully, this paper will provide direction in selecting appropriate operating conditions of electrodialysis for arsenic removal.

기계적 합금법을 이용한 리튬 2차 전지용 층상 양극물질 $Li[Ni_xCo_{1-2x}Mn_x]O_2$ 의 합성 및 전기화학적 특성에 관한 연구 (Synthesis and electrochemical properties of layered $Li[Ni_xCo_{1-2x}Mn_x]O_2$ materials for lithium secondary batteries prepared by mechanical alloying)

  • 박상호;신선식;선양국
    • 한국결정학회:학술대회논문집
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    • 한국결정학회 2002년도 정기총회 및 추계학술연구발표회
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    • pp.16-16
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    • 2002
  • The presently commercialized lithium-ion batteries use layer structured LiCoO₂ cathodes. Because of the high cost and toxicity of cobalt, an intensive search for new cathode materials has been underway in recent years. Recently, a concept of a one-to-one solid state mixture of LiNO₂ and LiMnO₂, i.e., Li[Ni/sub 0.5/Mn/sub 0.5/]O₂, was adopted by Ohzuku and Makimura to overcome the disadvantage of LiNiO₂ and LiMnO₂. Li[Ni/sub 0.5/Mn/sub 0.5/]O₂ has the -NaFeO₂ structure, which is characteristic of the layered LiCoO₂ and LiNiO₂ structures and shows excellent cycleability with no indication of spinel formation during electrochemical cycling. Layered Li[Ni/sub x/Co/sub 1-2x/Mn/sub x/]O₂ (x = 0.5 and 0.475) materials with high homogeneity and crystallinity were synthesized using a mechanical alloying method. The Li[Ni/sub 0.475/Co/sub 0.05/Mn/sub 0.475/]O₂ electrode delivers a high discharge capacity of 187 mAh/g between 2.8 and 4.6 V at a high current density of 0.3 mA/㎠(30 mA/g) with excellent cycleability. The charge/discharge and differential capacity vs. voltage studies of the Li[Ni/sub x/Co/sub 1-2x/Mn/sub x/]O₂ (x = 0.5 and 0.475) materials showed only one redox peak up to 50 cycles, which indicates that structural phase transitions are not occurred during electrochemical cycling. The magnitude of the diffusion coefficients of lithium ions for Li[Ni/sub x/Co/sub 1-2x/Mn/sub x/]O₂(x = 0.5 and 0.475) are around 10/sup -9/ ㎠/s measured by the galvanostatic intermittent titration technique (GITT).

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실리콘 게이트 n-well CMOS 소자의 제작, 측정 및 평가 (Fabrication, Mesurement and Evaluation of Silicon-Gate n-well CMOS Devices)

  • 류종선;김광수;김보우
    • 대한전자공학회논문지
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    • 제21권5호
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    • pp.46-54
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    • 1984
  • 3μm 게이트 길이를 가지는 n-well CMOS 공정이 개발되었고 이의 응용 가능성을 검토하였다. Thres-hold 전압은 이온주입으로 쉽게 조절할 수 있으며, 3μm 채널 길이에서 short 채널 효과는 무시할 수 있다. Contact 저항에 있어서 Al-n+ 저항값이 커서 VLSI 소자의 제작에 장애 요인이 될 것으로 보인다. CMOS inverter의 transfer 특성은 양호하며, (W/L) /(W/L) =(10/5)/(5/5)인 89단의 ring oscillator로부터 구한 게이트당 전달 지연 시간은 3.4nsec 정도이다. 본 공정의 설계 규칙에서 n-well과 p-substrate에 수 mA의 전류가 흐를 때 latch-up이 일어나며, well 농도와 n+소오스-well간의 간격에 크게 영향을 받는다. 따라서 공정과 설계 규칙의 변화에 따른 latch-up 특성에 집중적인 연구가 필요할 것으로 사료된다.

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오스테나이트계 STS 304강의 해수 내 전기화학적 특성에 미치는 캐비테이션의 영향 (Effect of cavitation for electrochemical characteristics in seawater for austenitic 304 stainless steel)

  • 김성종;이승준;정상옥
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제37권5호
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    • pp.484-492
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    • 2013
  • 세계 각국은 산업 고도화에 따라 해수환경에 내식성, 내마모성을 갖는 재료에 대한 수요가 지속적으로 증가하고 있다. 특히 표면이 미려하고 내식성이 강한 스테인리스강은 선박, 해양 플랜트 및 조류발전 등 다양한 산업분야에 널리 사용되고 있다. 그러나 해양환경에서 $Cl^-$ 이온에 의한 부식 손상과 고속회전에 따라 캐비테이션 손상이 발생하기 쉽다. 따라서 이 연구에서는 해수 내 빠른 유속 환경에 사용되는 304 스테인리스강에 대해 캐비테이션 침식-부식실험을 실시하여 외부 조건이 스테인리스강의 내식성에 미치는 영향을 종합 분석하였다. 캐비테이션이 발생된 조건에서 워터캐비테이션 피닝효과에 의한 시험편 내에 압축잔류응력 형성으로 높은 경도를 나타냈으나, 물리적 충격으로 인한 산화피막 파괴로 동전위 분극 실험에서는 높은 전류밀도를 나타냈다. 따라서 해수 내 캐비테이션에 대한 저항성을 향상시키기 위해서는 전기화학적 특성뿐만 아니라 기계적 특성도 복합적으로 고려한 재료의 선택이 필요하다.