Thermal barrier systems have been widely investigated over the past decades, in order to enhance reliability and efficiency of gas turbines at higher temperatures. Yttria-stabilized zirconia (YSZ) is one of the most leading materials as the thermal barriers due to its low thermal conductivity, thermodynamic stability, and thermal compatibility with metal substrates. In this work, rare-earth oxides with pyrochlore phases for thermal barrier systems were investigated. Pyrochlore phases were successfully formed via solid-state reactions started from rare-earth oxide powders. For the heat-treated samples, thermo-physical properties were examined. These rare-oxide oxides showed thermal expansion of $9{\sim}12{\times}10^{-6}/K$ and thermal conductivity of 1.2~2.4 W/mK, which is comparable with the thermal properties of YSZ.
RFe$_2$(R=rare earth) Laves상 금속간 화할물은 $10^{-3}$ 정도의 큰 포화 자왜 정수를 나타내고 있어, 자왜 재료의 응용 분야에서 많은 주목을 받고 있다. 그러나, 이 금속간 화합물은 결정 자기 이방성 에너지가 크기 때문에, 큰 포화 자왜 정수를 얻기 위해서는 높은 외부 자장이 요구되어진다. 이에 따라 저자장에서 보다 높은 자왜 정수를 얻고자 하는 연구들이 행하여 지고 있는데, 이를 위한 방법은 RFe$_2$Laves상 금속간 화합물중 결정 자기 이방성 부호가 각기 다른 회토류 금속의 치환 혹은 RFe$_2$금속간 화합물의 비정질화이다. 본 연구에서는 RFe$_2$금속간 화합물의 자기 이방성 에너지를 최소화하여 저자장에서 높은 자왜 정수를 얻기 위해, 결정 자기 이방성 정수 및 자왜 정수의 부호가 각각 반대인 SmFe$_2$와 PrFe$_2$을 합금화 한후, 비정질화하여 자왜 정수의 변화를 포함한 자성을 조사하였다.
환원추출 공정은 소멸처리로의 연료를 제조하는 과정에서 전해분리된 TRU 성분을 추가로 정제하기 위해 이용된다. 본 연구에서는 용융염과 Bi 금속사이의 환원추출되는 과정에 대하여 조사하였다. TRU의 대체연구물인 지르코늄과 희토류 원소들이 용질로 이용되었으며, 환원제인 Li은 Bi와 미리 합금을 만들어 사용하였다. 모든 실험은 아르곤 가스가 채워진 글로브박스내에서 수행되었으며, 분석을 위해 ICP, XRD 및 EPMA 등이 이용되었다 Li 투입 후 3시간 이내에 환원추출 반응이 평형에 도달하였다. 세가지 용융염 시스템의 비교실험에서 3가지 용융염 시스템 모두에서 지르코늄이 희토류 원소들로부터 잘 분리되었다.
Microelectronic devices의 접촉저항의 향상을 위해 Metal silicides의 형성 mechanism과 전기적 특성에 대한 연구가 많이 이루어지고 있다. 지난 수십년에 걸쳐, Ti silicide, Co silicide, Ni silicide 등에 대한 개발이 이루어져 왔으나, 계속적인 저저항 접촉 소재에 대한 요구에 의해 최근에는 Rare earth silicide에 관한 연구가 시작되고 있다. Rare-earth silicide는 저온에서 silicides를 형성하고, n-type Si과 낮은 schottky barrier contact (~0.3 eV)를 이룬다. 또한, 비교적 낮은 resistivity와 hexagonal AlB2 crystal structure에 의해 Si과 좋은 lattice match를 가져 Si wafer에서 high quality silicide thin film을 성장시킬 수 있다. Rare earth silicides 중에서 ytterbium silicide는 가장 낮은 electric work function을 갖고 있어 낮은 schottky barrier 응용에서 쓰이고 있다. 이로 인해, n-channel schottky barrier MOSFETs의 source/drain으로써 주목받고 있다. 특히 ytterbium과 molybdenum co-deposition을 하여 증착할 경우 thin film 형성에 있어 안정적인 morphology를 나타낸다. 또한, ytterbium silicide와 마찬가지로 낮은 면저항과 electric work function을 갖는다. 그러나 ytterbium silicide에 molybdenum을 화합물로써 높은 농도로 포함할 경우 높은 schottky barrier를 형성하고 epitaxial growth를 방해하여 silicide film의 quality 저하를 야기할 수 있다. 본 연구에서는 ytterbium과 molybdenum의 co-deposition에 따른 silicide 형성과 전기적 특성 변화에 대한 자세한 분석을 TEM, 4-probe point 등의 다양한 분석 도구를 이용하여 진행하였다. Ytterbium과 molybdenum을 co-deposition하기 위하여 기판으로 $1{\sim}0{\Omega}{\cdot}cm$의 비저항을 갖는 low doped n-type Si (100) bulk wafer를 사용하였다. Native oxide layer를 제거하기 위해 1%의 hydrofluoric (HF) acid solution에 wafer를 세정하였다. 그리고 고진공에서 RF sputtering 법을 이용하여 Ytterbium과 molybdenum을 동시에 증착하였다. RE metal의 경우 oxygen과 높은 반응성을 가지므로 oxidation을 막기 위해 그 위에 capping layer로 100 nm 두께의 TiN을 증착하였다. 증착 후, 진공 분위기에서 rapid thermal anneal(RTA)을 이용하여 $300{\sim}700^{\circ}C$에서 각각 1분간 열처리하여 ytterbium silicides를 형성하였다. 전기적 특성 평가를 위한 sheet resistance 측정은 4-point probe를 사용하였고, Mo doped ytterbium silicide와 Si interface의 atomic scale의 미세 구조를 통한 Mo doped ytterbium silicide의 형성 mechanism 분석을 위하여 trasmission electron microscopy (JEM-2100F)를 이용하였다.
한국정보디스플레이학회 2008년도 International Meeting on Information Display
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pp.1247-1250
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2008
This presentation highlights work from the authors' laboratories on the various kinds of oxide optical materials, mainly luminescence and pigment materials with different forms (powder, core-shell structures, thin film and patterning) prepared by the Pechini-type sol-gel (PSG) process. The PSG process which uses the common metal salts (nitrates, acetates, chlorides etc) as precursors and citric acid (CA) as chelating ligands of metal ions and polyhydroxy alcohol (such as ethylene glycol or poly ethylene glycol) as cross-linking agent to form a polymeric resin on molecular level, allowing the preparation of many forms of luminescent materials.
In order to improve the hydrogen storage capacity and the activation properties of the hydrogen storage alloys, the rare-earth metal alloy series, $MmNi_{ 4.5}$$Mn_{0.5}$$Zr_{x}$ (x=0, 0.025, 0.05, 0.1), are prepared by adding the excess Zr in $MmNi_{4.5}$$Mn_{0.5}$ / alloy for the strong resistance to intrinsic degradation. The hydrogen storage alloys of rare-earth metal such as $LaNi_{5}$ , and $MmNi_{5}$X and $MmNi_{4.5}$ /$_Mn{0.5}$ alloys which substituted La by misch metal properties were characterized as well. The hydrogen storage alloys were produced by melting each metal mixture in arc melting furnace, and the as-cast alloys were heat-treated at $1100^{\circ}C$ for 10 hr. The major elements of misch metal(Mm) were La, Ce, Pr and Nd with some impurities less than 1wt.% determined by ICP-AES. X-ray diffraction indicated that the structure for these samples was a single phase of hexagonal with $CaCu^{5}$ type. As the Zr contents increases, the activation time and the plateau pressure decrease and sloping of the plateau pressure increase. Amount of the 2nd phases increases with increase in Zr contents in $MmNi_{ 4.5}$$Mn_{0.5}$$Zr_{0.1}$ alloy, This phenomenon indicated that $ZrNi_3$ in this phase, which shows the maximum storage capacity and the strong resistance to intrinsic degradation, is considered as a proper alloy for hydrogen storage..
While controlling the cation contents in perovskite rare-earth nickelate thin films, a metal-to-insulator phase transition is reported. Systematic control of cation stoichiometry has been achieved by manipulating the irradiation of excimer laser in pulsed laser deposition. Two rare-earth nickelate bilayer thin-film heterostructures with the controlled cation stoichiometry (i.e. stoichiometric and Ni-excessive) have been fabricated. It is found that the Ni-excessive nickelate film is structurally less dense than the stoichiometric film, albeit both of them are epitaxial and coherent with respect to the underlying substrate. More interestingly, as a temperature decreases, a metal-to-insulator transition is only observed in the Ni-excessive nickelate films, which can be associated with the enhanced disproportionation of the Ni charge valence. Based on our theoretical results, possible origins (e.g. anti-site defects) of the low-temperature insulating state are discussed with the need of future work for deeper understanding. Our work can be utilized to realize unusual physical phenomena (e.g. metal-to-insulator phase transitions) in complex oxide films by manipulating the chemical stoichiometry in pulsed laser deposition.
우리나라의 주요 수입 광종은 동광, 연-아연광, 철광, 망간광 및 몰리브덴광 등이다. 우리나라의 해외자원개발은 아시아 14개국 92개 사업, 미주 및 유럽지역 10개국 29개 사업 그리고 중동 및 아프리카 9개국 14개 사업이 있으며 주로 호주, 중국, 몽골 및 인도네시아에서 사업수가 높다. 호주, 인도네시아 및 중국의 사업은 대부분이 석탄이고 일부 망간, 철, 연-아연, 니켈, 구리, 금, 몰리브덴, 희유원소 및 우라늄 등이나 몽골은 금과 희유원소가 큰 부분을 차지한다. 금속자원에 대한 광상 유형별 대표적인 광상형은 조산 lode형 광상, VMS형 광상, 반암형 광상, SEDEX형 광상, MVT형 광상, IOCG형 광상 및 마그마성 Ni-Cu-PGE형 광상 등이 있으며 이들 유형별 광상들은 전세계적으로 도처에 분포하며 다른 유형별 광상보다 금속자원의 매장량이 높고 부산물인 미량 금속자원에 대한 품위도 높게 나타난다. 따라서 향후 해외광물자원의 탐사 및 개발에 있어 우선 각 국가별 매장량, 주요 광물자원의 생산량 및 지체구조와 함께 광상 유형별 등을 종합 검토하여 조사 및 탐사를 실시한다면, 해외자원개발의 투자 위험도가 감소될 뿐만 아니라 탐사대상지역에서 품위가 높은 광체를 확보할 수 있을 것이다.
희토류-전이금속 화합물, $LaCo_{13}$에 대한 자체충족적 국제밀도함수근사 LMTO (Linearized Muffin-Tin Orbital) 에너지 띠 전자구조 계산을 토대로 하여 이물질의 상자성, 강자성상에서 자성을 포함한 전기적, 자기적 물성을 고찰하였다. 강자성상에서의 CoI, CoII원자들의 자기모멘트는 각각 $1.34,\;1.65{\mu}_{B}$로 계산되었으며 이는 Co 원자당 평균 자기모멘트 $1.60{\mu}_{B}$에 해당하여 실험치 $1.56~1.68{\mu}_{B}$와 근사한 결과를 얻었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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