• 제목/요약/키워드: lanthanide

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란탄계 금속 착화합물을 이용한 다양한 유기 전기 발광 소자의 연구 (A Study on the Various Organic Electroluminescent Devices Using Lanthanide Chelate Metal Complexes)

  • 표상우;이한성;김정수;이승희;김영관
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 1999년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.529-532
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    • 1999
  • 본 연구에서는 유기 전기 발광 소자에서 녹색 발광층으로 사용되는 terbium(Tb) complexes와 europium(Eu) complex, 정공 수송층으로 사용되는 TPD (N, N\`-diphenyl-N,\`(3-methylphenyl)-1, 1\`biphenyl-4, 4\`-diamine), 그리고 전자 수송층으로 사용되는 Alq$_{3}$ (trois(8-hydroxyquinolino)aluminum), Bebq$_2$들의 Uv/Vis. 홉광도와 PL 스펙 트럼과 같은 광학적 특성을 조사하였으며 또한 이러한 물질들을 이용하여 다양한 종류의 유기 전기 발광 소자를 제작하고 제작된 소자들의 전류밀도-전압-조도 등의 전기 . 광학적 특성을 조사하였으며, 그 결과 다 음과 같은 결곤을 얻을 수 있었다. 다양한 ligand를 갖는 Tb complex들의 경우에도 EL 스펙트럼의 파장대 (wavelength)는 546nm~548nm의 녹색 발광을 하는 것을 알 수 있었고, 제작된 소자 중에서 Tb(ACAC)$_3$(Phen) 을 발광충으로 하고, TPD, 그리고 Bebq$_2$를 각각 정공 수송층, 전자 수송 층으로 한 소자가 가장 낮은 구동 전압을 갖는다는 것을 확인하였으며 logJ-logV 특성에서도 모든 전계 구간에서 이러한 구조의 소자가 가장 높은 전류밀도를 나타냈으며 저 전계 구간에서 전류밀도 타이가 가장 컸다. 소자의 전류밀도와 휘도의 관계에 있어서는 제작된 네 종류의 소자 중 Tb(ACAC)3(Cl-Phen)를 발광층으로 하고 TPD, 그리고 Bebq2를 각각 정공 수송층, 전자 수송 층으로 한 소자가 가장 휘도가 우수한 것을 알 수 있었다. 또한 red (europium complex), green (terbium complex), 그리고 blue (TPD) 색깔을 나타내는 유기 재료를 사용하여 한 소자에서 백색 소자를 제작하여 cyclic voltametric방법을 이용하여 각 유기 물질들의 에너지 준위를 조사하여, 각각의 소자들을 에너지 밴드 다이어그램(energy band diagram)으로 자세히 설명하였다.

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VUV 이오나이저용 Ca-Sr-Ba계 산화물 캐소드에 낮은 일함수를 갖는 금속산화물 첨가의 영향 (Effects on Addition of Metal Oxides with Low Workfunctions on the Ca-Sr-Ba Oxide Cathodes for VUV Ionizers)

  • 박승규;이종혁;김란희;정주형;한완규;이수현;전성우;김대준;김도윤;이광섭
    • 한국재료학회지
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    • 제29권4호
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    • pp.241-251
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    • 2019
  • There are several manufacturing techniques for developing thermionic cathodes for vacuum ultraviolet(VUV) ionizers. The triple alkaline earth metal emitters(Ca-Sr-Ba) are formulated as efficient and reliable thermo-electron sources with a great many different compositions for the ionizing devices. We prepare two basic suspensions with different compositions: calcium, strontium and barium. After evaluating the electron-emitting performance for europium, gadolinium, and yttrium-based cathodes mixed with these suspensions, we selected the yttrium for its better performance. Next, another transition metal indium and a lanthanide metal neodymium salt is introduced to two base emitters. These final composite metal emitters are coated on the tungsten filament and then activated to the oxide cathodes by an intentionally programmed calcination process under an ultra-high vacuum(${\sim}10^{-6}torr$). The performance of electron emission of the cathodes is characterized by their anode currents with respect to the addition of each element, In and Nd, and their concentration of cathodes. Compared to both the base cathodes, the electron emission performance of the cathodes containing indium and neodymium decreases. The anode current of the Nd cathode is more markedly degraded than that with In.

Measurement of Evaporation Rates for Lanthanum and Neodymium Chlorides

  • Kwon, S.W.;Lee, Y.S.;Jung, J.H.;Chang, J.H.;Kim, S.H.;Lee, S.J.
    • 한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
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    • 한국방사성폐기물학회 2017년도 추계학술논문요약집
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    • pp.74-74
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    • 2017
  • Electrorefining is a key step in pyroprocessing. The electrorefining process is generally composed of two recovery steps - the deposit of uranium onto a solid cathode and the recovery of the remaining uranium and TRU elements simultaneously by a liquid cadmium cathode. Uranium deposit recovered from the solid cathode is a dendritic powder. It is necessary to separate the adhered salt from the deposits prior to the consolidation of uranium deposit. The adhered salt is composed of lithium, potassium, uranium, and rare earth chlorides. Distillation process was employed for the cathode processing. One of the operation methods is distillation of the salt at low temperature ($900^{\circ}C$), and then melting of the deposit at high temperature to avoid a backward reaction. For the development of the salt distiller, the distillation behavior of the low vapor pressure chlorides should be studied. Rare earth chlorides in the adhered salt of uranium deposits have relatively low vapor pressures compared to the process salt (LiCl-KCl). In this study, the evaporation rates of the lanthanum and neodymium chlorides were measured for the salt separation from electrorefiner uranium deposits in the temperature range of $825{\sim}910^{\circ}C$. The evaporation rate of both chlorides increased with an increasing templerature. The evaporation rate of lanthanum chloride varied from 0.12 to $1.68g/cm^2/h$. Neodymium chloride was more volatile than lanthanum chloride. The evaporation rate of neodymium chloride varied from 0.20 to $4.55g/cm^2/h$. The evaporation rate of both chlorides are more than $1g/cm^2/h$ at $900^{\circ}C$. Even though the evaporation rates of both chlorides were less than that of the process salt, the contents of the lanthanide chlorides were small in the adhered salt. Therefore it can be concluded that $900^{\circ}C$ is suitable for the operation temperature of the salt distiller.

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Stability Constants of First-row Transition Metal and Trivalent Lanthanide Metal Ion Complexes with Macrocyclic Tetraazatetraacetic and Tetraazatetramethylacetic Acids

  • 홍춘표;김동원;최기영;김창태;최용규
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제20권3호
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    • pp.297-300
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    • 1999
  • The protonation constants of the macrocyclic ligands, 1,4-dioxa-7,10,13,16-tetraaza-cyclooctadecane-N,N',N",N"'-tetra(acetic acid) [N-ac4[18]aneN402] and 1,4-dioxa-7,10,13,16-tetraazacyclooctadecane-1,4-dioxa-7,10,13,16-N,N',N",N"'-tetra(methylacetic acid) [N-meac4[18]aneN4O2] have been determined by using potentiometric method. The protonation constants of the N-ac4[18]aneN4O2 were 9.31 for logK1H, 8.94 for logK2H, 7.82 for logK3H, 4.48 for logK4H and 2.94 for logK5H. And the protonation constants of the N-meac4[18]aneN4O2 were 9.34 for logK1H, 9.13 for logK2H, 8.05 for logK3H, 5.86 for logK4H, and 3.55 for logK5H. The stability constants of complexes on the divalent transition ions (Co2+, Ni2+, Cu2+, and Zn2+) and tiivalent metal ions (Ce3+, Eu3+, Gd3+, and Yb3+) with ligands N-ac4[18]-aneN4O2 and N-meac4[18]aneN4O2 have been obtained from the potentiometric data with the aid of the BEST program. The three higher values of the protonation constants for synthesized macrocyclic ligands correspond to the protonation of nitrogen atoms, and the fourth and fifth values correspond to the protonation of the carboxylate groups for the N-ac4[18]aneN4O2 and N-meac4[18]aneN4O2. The meatal ion affinities of the two tetra-azamacrocyclic ligands with four pendant acetate donor groups or methylacetate donor groups are compared. The effects of the metal ions on the stabilities are discussed, and the trends in stability constants resulting from changing the macrocyclic ring with pendant donor groups and acidity of the metal ions.

근적외선-II 형광 이미징을 위한 무기 나노입자 (Inorganic Nanoparticles for Near-infrared-II Fluorescence Imaging)

  • 박용일
    • 공업화학
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    • 제33권1호
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    • pp.17-27
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    • 2022
  • 형광 이미징은 시간 분해능과 공간 해상도가 높기 때문에 기초연구에서 세포나 소동물 이미징에 널리 활용된다. 기존의 형광 이미징은 가시광선 영역의 광원을 활용하기 때문에 조직 내 광투과도가 낮고, 광원에 의한 광독성이 생길 수 있으며, 자가형광에 의한 간섭으로 검출 민감도가 떨어지는 한계가 있다. 이러한 점을 개선하기 위해 에너지가 낮은 장파장의 광원을 활용하고자 하며, 700~900 nm 영역을 활용하는 근적외선-I 형광 이미징이 개발되었고, 이미징 성능을 대폭 향상시키기 위해서 1000~1700 nm 영역의 장파장을 이용하는 근적외선-II 이미징이 연구자들의 관심을 받고 있다. 근적외선-II 영역은 광산란이 최소화되어 생체조직 내 투과도를 약 10 mm까지 향상시킬 수 있고, 생체조직의 자가형광도 최소화되어 고민감도와 고해상도의 형광 이미징이 가능하다. 본 총설에서는 다양한 근적외선-II 형광 이미징 탐침 중에서 광안정성이 뛰어나고 발광 파장 조절이 용이한 무기 나노입자 기반 탐침에 대해 살펴보았고, 그 중에서 단층 탄소 나노튜브와 양자점 및 란탄족 나노입자에 대해 중점적으로 기술하였다.

증발법으로 합성된 신규 가돌리늄 금속-유기골격체의 단결정 구조 분석 및 자성학적 특성 연구 (Structure analysis, and magnetic study of a new Gd-metal-organic framework single crystal grown by the slow-evaporation method)

  • 송정화
    • 한국결정성장학회지
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    • 제32권5호
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    • pp.199-204
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    • 2022
  • 유연한 구조의 p-XBP4 리간드를 활용하여 새로운 3차원 구조의 Gd-MOF를 합성하고 단결정 회절 분석기를 활용하여 정확한 구조를 분석하였다. 중심 금속인 Gd는 6개의 p-XBP4와 1개의 물 분자에 의해 총 7배위 되어 있으며, W(CN)8는 배위되지 않고 전하 균형을 맞추기 위해 구조체 내에 위치하고 있다. 중심 금속인 Gd는 배위된 p-XBP4에 의해 이웃한 Gd와 연결되어 3차원의 입체구조를 형성한다. 란탄 금속의 특성을 고려하여 직류 자화율 측정을 활용하여 자성 특성에 대한 연구를 진행하였다.

이중 상호 침투 구조를 갖는 신규 터븀(III) 기반 금속-유기 골격체의 합성 및 특성연구 (Synthesis and characterization of the two-fold interpenetrated Tb(III)-based metal-organic framework)

  • 송정화
    • 한국결정성장학회지
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    • 제32권6호
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    • pp.225-230
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    • 2022
  • p-XBP4 (N,N'-p-phenylenedimethylenbis(pyridin-4-one)), Cs3[W(CN)8]와 Tb(NO3)3·6H2O를 사용하여 2차원의 이중 상호 침투 구조를 갖는 새로운 Tb-MOF인 [Tb(p-XBP4)2.5(H2O)2]·W(CN)8를 합성하였다. 단결정 X선 회절 분석법으로 얻어진 구조 정보를 통해 Tb-MOF는 이중 상호 침투된 독특한 2차원 구조임을 확인하였다. 또한, 적외선 분광 분석법, 단결정 및 분말 X-선 회절 분석법을 활용하여 추가적인 특성 분석을 수행하였다. Tb-MOF가 갖는 자성 특성과 분자 자석으로서의 거동 가능성을 조사하기 위해, 직류 자화율 및 교류 자화율을 측정하고 이를 분석하였다.

$CH_3OH$ 용매에서 란탄족 원소 {Ln(III)=Pr, Sm, Gd, Dy}-거대고리 착물과 보조리간드 간의 화학평형(제3보); 두자리 리간드(주게원자:N혹은 O)를 중심으로 고찰 (Chemical Equilibria of Lanthanide {Ln(III)=Pr, Sm, Gd, Dy}-Macrocyclic Complexes with Auxiliary Ligands in $CH_3OH$(Part III); Study of the Coordination of Nitrogen-or Oxygen-Containing Bases)

  • 변종철;박유철;한충훈
    • 대한화학회지
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    • 제44권2호
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    • pp.95-101
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    • 2000
  • 2-hydroxy-3-hydroxymethy1-5-methylbenzaldehyde(HHMMB)와 ethylenediamine 혹은 1,3-dia-minopropane의 축합반응에 의해 6-배위 칸막이 리간드, $H_4L[A]$$H_4L[B]$를 각각 얻은 후에 거대비고리 리간드 착물, $Cu(H_2L[A]).H_2O$, $Cu(H_2L[B]).H_2O$, CuFe(L[A]($NO_3$).$4H_2O$, CuFe(L[B])($NO_3$).$4H_2O$, [$CuGd(H_2L[A])(NO_3)_2](NO_3).2CH_3OH$, [CuGd($H_2L$[B])($NO_3)_2$]($NO_3).2CH_3OH를 합성하였다. 2,6-diformyl-p-clesol (DFPC)로부터 합성한 Ln-거대고리([20]DOTA)착물,[Ln([20]DOTA)($NO_3)(H_2O)$]($NO_3$)2.$xH_2O${Ln(III)=Pr, Sm, Gd, Dy를 methanol 용매에 2일 정도 정치함으로써 [Ln([20]DOTA)($NO3$)($CH_3OH)]^{2+}$을 얻을 수 있다. 이 lanthanide-[20]DOTA착물에서 배위된 $CH_3OH$이 주게원자가 N 혹은 O인 두자리 보조리간드, $L_a$(=o-phenylenediamine,1,10-phenanthroline, ethylenediamine,oxalic acid, malonic acid, acethyl-acetone에 의해 치환될 때 평형상수(K)를 $25^{\circ}C\;{\mu}=0.1M\;NaClO_4$ 에서 분광학적 방법으로 결정하였다. 보조리간드의 $pK_a$는 o-Phenylenediamine < 1,10-ptlenanthroline < ehylenediamine,oxalic acid < malonic acid < acethylacetone이며, 이때 평형상수, K는 ethylenediamine < 1,10-phenanthroline < o-phenylenediamine,acethylacetone < malonic acid < oxalic acid 경향으로 변하였다.

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N- and P-doping of Transition Metal Dichalcogenide (TMD) using Artificially Designed DNA with Lanthanide and Metal Ions

  • Kang, Dong-Ho;Park, Jin-Hong
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.292-292
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    • 2016
  • Transition metal dichalcogenides (TMDs) with a two-dimensional layered structure have been considered highly promising materials for next-generation flexible, wearable, stretchable and transparent devices due to their unique physical, electrical and optical properties. Recent studies on TMD devices have focused on developing a suitable doping technique because precise control of the threshold voltage ($V_{TH}$) and the number of tightly-bound trions are required to achieve high performance electronic and optoelectronic devices, respectively. In particular, it is critical to develop an ultra-low level doping technique for the proper design and optimization of TMD-based devices because high level doping (about $10^{12}cm^{-2}$) causes TMD to act as a near-metallic layer. However, it is difficult to apply an ion implantation technique to TMD materials due to crystal damage that occurs during the implantation process. Although safe doping techniques have recently been developed, most of the previous TMD doping techniques presented very high doping levels of ${\sim}10^{12}cm^{-2}$. Recently, low-level n- and p-doping of TMD materials was achieved using cesium carbonate ($Cs_2CO_3$), octadecyltrichlorosilane (OTS), and M-DNA, but further studies are needed to reduce the doping level down to an intrinsic level. Here, we propose a novel DNA-based doping method on $MoS_2$ and $WSe_2$ films, which enables ultra-low n- and p-doping control and allows for proper adjustments in device performance. This is achieved by selecting and/or combining different types of divalent metal and trivalent lanthanide (Ln) ions on DNA nanostructures. The available n-doping range (${\Delta}n$) on the $MoS_2$ by Ln-DNA (DNA functionalized by trivalent Ln ions) is between $6{\times}10^9cm^{-2}$ and $2.6{\times}10^{10}cm^{-2}$, which is even lower than that provided by pristine DNA (${\sim}6.4{\times}10^{10}cm^{-2}$). The p-doping change (${\Delta}p$) on $WSe_2$ by Ln-DNA is adjusted between $-1.0{\times}10^{10}cm^{-2}$ and $-2.4{\times}10^{10}cm^{-2}$. In the case of Co-DNA (DNA functionalized by both divalent metal and trivalent Ln ions) doping where $Eu^{3+}$ or $Gd^{3+}$ ions were incorporated, a light p-doping phenomenon is observed on $MoS_2$ and $WSe_2$ (respectively, negative ${\Delta}n$ below $-9{\times}10^9cm^{-2}$ and positive ${\Delta}p$ above $1.4{\times}10^{10}cm^{-2}$) because the added $Cu^{2+}$ ions probably reduce the strength of negative charges in Ln-DNA. However, a light n-doping phenomenon (positive ${\Delta}n$ above $10^{10}cm^{-2}$ and negative ${\Delta}p$ below $-1.1{\times}10^{10}cm^{-2}$) occurs in the TMD devices doped by Co-DNA with $Tb^{3+}$ or $Er^{3+}$ ions. A significant (factor of ~5) increase in field-effect mobility is also observed on the $MoS_2$ and $WSe_2$ devices, which are, respectively, doped by $Tb^{3+}$-based Co-DNA (n-doping) and $Gd^{3+}$-based Co-DNA (p-doping), due to the reduction of effective electron and hole barrier heights after the doping. In terms of optoelectronic device performance (photoresponsivity and detectivity), the $Tb^{3+}$ or $Er^{3+}$-Co-DNA (n-doping) and the $Eu^{3+}$ or $Gd^{3+}$-Co-DNA (p-doping) improve the $MoS_2$ and $WSe_2$ photodetectors, respectively.

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효율적 제철폐수의 처리를 위한 희토류 화합물과 칼슘화합물의 운전인자 연구 (Operation Parameters for the Effective Treatment of Steel Wastewater by Rare Earth Oxide and Calcium Hydroxide)

  • 이창용;이상민;김완주;최고열
    • 공업화학
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    • 제17권5호
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    • pp.483-489
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    • 2006
  • 희토류 화합물인 $La_{2}O_{3}$$CeO_{2}$ 시약과 이들을 함유하는 희토류 광석을 이용하여 제철 폐수 중의 불소 및 유해 중금속 제거에 대하여 연구하였다. 용액 중 불소에 대한 희토류 원소의 제거 반응기구는 $La^{3+}$$Ce^{4+}$ 등의 양이온이 불소 이온과 불용성 화합물을 형성하는 것으로 알려져 있다. 기존의 불소 제거에 사용되고 있는 소석회와 비교한 결과 $La_{2}O_{3}$$CeO_{2}$ 의 불소제거 효율이 높았다. HF 용액에서의 제거 효율은 $CeO_{2}$ 광석 < $CeO_{2}$ 시약 < $Ca(OH)_{2}$ < $La_{2}O_{3}$ 광석 < $La_{2}O_{3}$ 시약의 순서였고, 제철 폐수에서는 $Ca(OH)_{2}$ < $CeO_{2}$ 광석 < $CeO_{2}$ 시약 < $La_{2}O_{3}$ 광석 < $La_{2}O_{3}$ 시약의 순서였다(pH의 영향은 소석회인 경우 pH가 증가할수록 불소제거율이 감소하였다. 세륨화합물과 란탄화합물인 경우는 pH 증가에도 불구하고 불소제거 효율이 증가하는 경향을 보였으나 방류 시 수질조건과 불소제거율을 함께 고려할 때 용액의 적정 pH는 7이 적당하다고 판단된다). 망간제거의 경우, pH 7 이하에서는 소석회가 희토류 화합물보다 우수한 망간제거율을 보였고 pH 10에서는 모든 처리제에 대해서 거의 완벽한 제거특성을 보였다. 총크롬 제거의 경우는 산성 조건에서는 란탄화합물이 가장 높은 불소 제거율을 보였으며 pH 7이상에서는 모든 처리제가 좋은 효율을 보였다.