• 제목/요약/키워드: quartz crystal microbalance(QCM)

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Study on Charge Transfer Characteristics of Self-Assembled Viologen Monolayers

  • Park Sang-Hyun;Lee Dong-Yun;Kwon Young-Soo
    • KIEE International Transactions on Electrophysics and Applications
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    • 제5C권4호
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    • pp.161-164
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    • 2005
  • Viologen has been extensively investigated in the paper because their well-behaved electrochemistry has led to their use in a variety of theses, including the electron acceptor for the electric charge delivery mediation of the devices. It was formed monolayer in QCM by self-assembly method. We could know the adsorbed mass of viologen molecules from the frequency shift. We calculated that the adsorbed mass was about 196 [$ng/cm^2$]. We studied the electron transfer property of viologen by the cyclic voltammetry among the electrochemical process so we changed an anion like 0.1 M $NaClO_4$ and $Na_3PO_4$ electrolyte solution and investigated the interrelationship between scan rate and peak current when scan rates were increased twice.

메칠멜캅탄 가스센서용 TiO2/전해질폴리머 박막 제조 (Fabrication of TiO2/polyelectrolyte thin film for a methyl mercaptan gas sensor)

  • 김진호;황종희;이미재;김세기;임태영
    • 한국결정성장학회지
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    • 제20권5호
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    • pp.221-226
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    • 2010
  • 메칠멜캅탄($CH_3SH$) 가스를 검출하는 수정진동자(QCM) 가스센서를 QCM의 전극에 $TiO_2$ 나노입자와 전해질 폴리머를 증착하여 제조하였다. LBL-SA법에 의해 제조된 $TiO_2$/PSS 박막은 높은 비표면적을 나타내었고, 가스센서의 감도를 증가시켰다. 1.0 ppm의 농도를 갖는 메칠멜캅탄에 노출된 TEA 혹은 $TiO_2$/PSS 막이 증착된 QCM의 주파수 변이는 각각 약 9 Hz, 2 Hz 였다. ($TiO_2$/PSS) 박막의 증착수가 늘어남에 따라 제조된 박막의 비표면적이 증가하게 되어 QCM 센서의 주파수 변이도 점차적으로 증가하였다. 추가적으로 메칠멜캅탄 가스의 농도가 0.5 ppm에서 2.0 ppm으로 높아짐에 따라 QCM 센서의 주파수 변화도 증가되었다. 본 연구에서는, ($TiO_2$/PSS) 박막이 증착된 QCM 센서의 표면구조의 변화와 센서 특성을 측정하였다.

플러렌으로 수식된 피를 고분자 피막전극에 알카리 금속이온의 포집 (Deposition of Alkali Metal Ions at Polypyrrole Film Electrodes Modified with Fullerene)

  • 차성극;이상천
    • 전기화학회지
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    • 제7권1호
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    • pp.16-20
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    • 2004
  • 플러렌 이온$(full^-)$으로 수식된 피를 고분자 피막을 전기화학법으로 중합하기 위하여 사용된 전지는 Au/5mM pyrrole, 1mM fullerene, 0.1M $TBABF_4,\; CH_2C1_2/Pt$이었으며 이 전지로 $electrode/ppy(full^-)ppy(full^-){\ldots}$와 같은 웨이퍼형의 전극을 제작하였다. 이 전극을 사용한 Au(quartz crystal analyzer; QCA)/ppy$(full^-)$, 0.01M metal ion(aq.)/Pt형의 전지로 알카리 금속이온을 포집하였다. $Li^+,\;Na^+,\;K^+,\;Rb^+$$Cs^+$이온의 포집에 대한 속도상수는 일차반응 속도식으로 계산한 결과 그 값이 각각 $1.60\times10^{-8},\;3.13\times10^{-11},\;1.38\times10^{-9},\;2.71\times10^{-11}$$2.98\times10^{-12}mo1.s^{-1}$이였다. 이 전극을 수정판 미량저울(QCM)을 적용하여 결정한 각 이온의 화학양론은 $Li_7C_{60},\;Na_4C_{60},\;K_3C_{60},\;Rb_1C_{60}$$Cs_1C_{60}$이었다.

EO가 부가된 아민 옥사이드 양쪽성 계면활성제의 유연력에 관한 연구 (Study on Softness of an EO Adducted Amine Oxide Zwitterionic Surfactant)

  • 김지성;모다희;이진선;박준석;한동성;임종주
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제50권6호
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    • pp.960-968
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    • 2012
  • 본 연구에서는 에틸렌 옥사이드가 부가된 3 종류의 아민 옥사이드 양쪽성 계면활성제에 대하여 임계 마이셀 농도, 표면장력, 계면장력, 접촉각, 점도, 기포 안정성 등을 측정하였다. 또한 계면활성제 수용액에 대한 제타전위 측정과 QCM (quartz crystal microbalance) 실험을 통하여 양쪽성 계면활성제가 양이온 계면활성제에서 비이온 계면활성제로 작용이 전환되는 등전점을 결정하였다. 제타전위 측정을 통하여 결정한 양쪽성 계면활성제의 등전점은 QCM 실험을 통하여 결정한 등전점 결과가 거의 일치하였으며, 표면 마찰 시험기를 사용하여 측정한 유연력 측정 결과와도 일치하는 경향을 나타내었다. 본 연구에서 사용한 3종류 계면활성제 모두, pH가 중성인 조건에서 섬유 유연 효과가 큰 것을 확인하였는데, 이러한 결과는 등전점 보다 낮은 산성 혹은 중성 조건에서 양이온 계면활성제로 작용함으로써 세탁 후 린스 과정에서 유연제로서 효과적으로 작용할 수 있음을 의미한다.

구리 전해도금을 이용한 실리콘 관통전극 충전 성능에 대한 평탄제 작용기의 영향 (The Effect of Functional Group of Levelers on Through-Silicon-Via filling Performance in Copper Electroplating)

  • 진상훈;김성민;조유근;이운영;이민형
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.80-80
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    • 2018
  • 실리콘 관통전극 (Through Silicon Via, TSV)는 메모리 칩을 적층하여 고밀도의 집적회로를 구현하는 기술로, 기존의 와이어 본딩 (Wire bonding) 기술보다 낮은 소비전력과 빠른 속도가 특징인 3차원 집적기술 중 하나이다. TSV는 일반적으로 도금 공정을 통하여 충전되는데, 고종횡비의 TSV에 결함 없이 구리를 충전하기 위해서 3종의 유기첨가제(억제제, 가속제, 평탄제)가 도금액에 첨가되어야 한다. 이러한 첨가제 중 결함 발생유무에 가장 큰 영향을 주는 첨가제는 평탄제이기 때문에, 본 연구에서는 이미다졸(imidazole) 계열, 이민(imine) 계열, 디아조늄(diazonium) 계열 및 피롤리돈(pyrrolidone) 계열과 같은 평탄제(leveler)의 작용기에 따라 TSV 충전 성능을 조사하였다. TSV 충전 시 관능기의 거동을 규명하기 위해 QCM (quartz crystal microbalance) 및 EQCM (electrochemical QCM)을 사용하여 흡착 정도를 측정하였다. 실험 결과, 디아조늄 계열의 평탄제는 TSV를 결함 없이 충전하였지만 다른 작용기를 갖는 평탄제는 TSV 내 결함이 발생하였다. QCM 분석에서 디아조늄 계열의 평탄제는 낮은 흡착률을 보이지만 EQCM 분석에서는 높은 흡착률을 나타내었다. 즉, 디아조늄 계열의 평탄제는 전기 도금 동안 전류밀도가 집중되는 TSV의 상부 모서리에서 국부적인 흡착을 선호하며 이로 인하여 무결함 충전이 달성된다고 추론할 수 있다.

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수정진동자를 이용한 Viologen Self-Assembly 단분자막의 전기화학적 특성 (Electrochemical Properties of Viologen Self-Assembly Monolayer Using QCM)

  • 옥진영;송성훈;신훈규;박재철;장정수;장상목;권영수
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2002년도 추계학술대회 논문집 Vol.15
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    • pp.403-406
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    • 2002
  • Molecular self-assembled of surfactant viologen are of recent interest because they can from functional electroeds as well as micellar assemblies. which can be profitably utilized for display devices. photoelectrochemical studies and electrocatalysis as electron acceptor or electron mediator[1-3]. Fromherz et al studied the se1f-assembly of thiol and disulfide derivatives of viologens bearing long n-alkyl chains on Au electrode surface[4]. In this study, the electrochemical behavior of self-assembled viologen monolayer has been investigated with QCM, which has been known as nano-gram order mass detector. The self-assembly process of viologen was monitored using resonant frequency$({\Delta}F)$ and resonant resistance(R). The redox process of viologen was observed with resonant frequency$({\Delta}F)$.

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Rapid Detection of Cadmium-Resistant Plant Growth Promotory Rhizobacteria: A Perspective of ELISA and QCM-Based Immunosensor

  • Agrawal, Ruchi;Satlewal, Alok;Chaudhary, Manav;Verma, Amit;Singh, Rachna;Verma, A.K.;Kumar, Rajesh;Singh, K.P.
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제22권6호
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    • pp.849-855
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    • 2012
  • Plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR) pseudomonads have a large number of lipopolysaccharides on the cell surface, which induces immune responses. Cd-resistant PGPR prevalent at the Cd-affected sites under biophytostabilization was monitored. Transmissiom electron microscopy was used to the study the behavior of tolerance of PGPR to cadmium level and its effect on pseudomonad strains (Z9, S2, KNP2, CRPF, and NBRI). An immunosensor was developed by immobilizing antibody (anti-Z9 or anti-S2) against selected PGPR on a piezoelectric quartz crystal microbalance (QCM). Immunosensors were found to supplement the inherent specificity of antigen-antibody reactions with the high sensitivity of a physical transducer. On comparison of the efficiency of detection with ELISA, the spectrophotometric technique, the developed immunosensor was found to be more sensitive, fast, and reliable even after regeneration for several times. Thus, the immunosensor may be used for future detection of PGPR strains after automation of the screening process.

방식도막에 있어서 물의 흡수에 관한 연구 (A study on the water absorption in protective coatings)

  • 박진환
    • 전기화학회지
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    • 제1권1호
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    • pp.55-59
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    • 1998
  • 방식도막의 수명에 가장 큰 영향을 미치는 물의 흡수과정을 quartz crystal microbalance법 및 임피던스 원리를 이용하여 연구하였다. 도막에 있어서 물의 흡수량과 전해질 농도 변화에 따른 도막의 capacitance를 조사하였다 방식도막에 대한 물의 흡수는 삼투압 작용에 의해서 이루어지고, 흡수 초기단계에서는 도막두께가 얇을수록 흡수량이 많은 것을 알 수 있었다 그리고 도막을 구성하고 있는 수지의 종류 및 결합 가교밀도에 따라서 흡수성이 큰 영향을 받는다는 것을 알 수 있었다. 또한 방식도막에 있어서는 접촉하는 전해질 용액의 농도 변화에 따라 흡$\cdot$탈수 현상이 발생하였으며, 같은 종류의 도막이라도 도막두께가 얇을수록 탈수현상에 따른 capacitance의 증가폭이 큰 것으로 나타났다

기능성 유기 초박막을 이용한 $NO_2$ 가스센서 개발을 위한 기초 연구 (Basic Studies for the Development of the $NO_2$ Gas Sensor Using Functional Organic Ultrathin Film)

  • 손병청;임병오;김용인;손태원;신동명;주재백;정귀영;김영관;강우형;이병호
    • 한국응용과학기술학회지
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    • 제12권1호
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    • pp.125-131
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    • 1995
  • Ultra thin films of Tetra-3-hexadecylsulphamoylcopperphthalocyanine(HDSM-CuPc) were formed on various substrates by Langmuir-Blodgett method, where HDSM-CuPc was synthesized by attaching long-chain alkylamine(hexa-decylamine) to CuPc. The reaction product was identified with FT-IR, UV-visible absorption spectroscopies, elemental analysis and thin layer chromatography. The formation of Ultrathin Langmuir-Blodgett(LB) films of HDSM-CuPc was confirmed by FT-IR and UV-visible spectroscopies. A quartz piezoelectric crystal coated with LB films of HDSM-CuPc was examined as a gas sensor for $N0_2$ gas. HDSM-CuPc LB films were transferred to a quartz crystal microbalance(QCM) in the form of Z-type multilayers. Response characteristics of film-coated QCM to $NO_2$ gas concentrations over a range of $100{\sim}600ppm$ have been tested with a thickness of $5{\sim}20$ layers of HDSM-CuPc. Changes in frequency by adsorption of $NO_2$ were increased With the number of LB layers and $NO_2$ concentration, but the response time was slow.

전해질 변화에 따른 Viologen 자기조립박막의 전하이동 특성 연구 (Electron-transfer Properties of Viologen Self-assembled MonoLayers in Different Electrolyte Solutions)

  • 이동윤;박상현;신훈규;박재철;장정수;권영수
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제17권12호
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    • pp.1337-1340
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    • 2004
  • The self-assembled monolayers of alkane derivatives with sulfur containing head groups on gold substrates have been widely examined recently, since the binding between S atoms and Au surface is strong. The viologen has been widely investigated their well-behaved electrochemistry including electron transfer mediation, the surface-enhanced of the adsorption and the behavior of supramolecular assemblies at electrode surfaces in theses and various studies. Yiologen monolayers are formed onto QCM by self-assembly method. We studied the relationship of electron transfer from changing the anions in 0.1 M NaCl and NaClO$_4$ electrolyte solution. The EQCM measurements revealed the anions transfer during reduction and oxidation, respectively From the EQCM data, the well-defined shape peaks were nearly equal charges by cyclic voltammetry.