• 한국분말재료학회지
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• 제25권1호
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• pp.1-6
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• 2018

Uniform $TiO_2$ blocking layers (BLs) are fabricated using ultrasonic spray pyrolysis deposition (USPD) method. To improve the photovoltaic performance of dye-sensitized solar cells (DSSCs), the BL thickness is controlled by using USPD times of 0, 20, 60, and 100 min, creating $TiO_2$ BLs of 0, 40, 70, and 100 nm, respectively, in average thickness on fluorine-doped tin oxide (FTO) glass. Compared to the other samples, the DSSC containing the uniform $TiO_2$ BL of 70 nm in thickness shows a superior power conversion efficiency of $7.58{\pm}0.20%$ because of the suppression of electron recombination by the effect of the optimized thickness. The performance improvement is mainly attributed to the increased open-circuit voltage ($0.77{\pm}0.02V$) achieved by the increased Fermi energy levels of the working electrodes and the improved short-circuit current density ($15.67{\pm}0.43mA/cm^2$) by efficient electron transfer pathways. Therefore, optimized $TiO_2$ BLs fabricated by USPD may allow performance improvements in DSSCs.

• 한국결정성장학회지
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• 제2권2호
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• pp.11-19
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• 1992

$SrTiO_3$미분말은 초음파 분무 열분해법으로 chloride와 nitrate 수용액을 출발용액으로 사용하여 농도를 0.05M과 0.1M로 하였으며 각 농도에 따른 유속의 변화를 0.5cm/sec로 변화시켜 합성하였다. 분말의 형성 과정은 0.05M, 0.05cm/sec 조건에서 단계별 분말을 합성하여 주로 morphorlogy 측면에서 고찰하였다. 출발용액이 chloride 수용액인 경우 SrTiO$_3$미분말을 합성할 수 없었으며 nitrate 수용액인 경우 모든 조건에서 (110)면을 주 peak로 하는 cubic의 순수한 구형의 $SrTiO_3$미분말을 얻을 수 있었다. 평균입자의 크기는 유속이 증가함에 따라 $0.49{\mu}m$에서 $0.55{\mu}m$로 증가하였다. 출발액적의 크기는 $14.3{\mu}m$이었으며 단계별 입자의 형태는 1, 2단계에서 용매의 증발에 의해 매우 porous하였으며 불규칙하였고, 3, 4, 5단계를 지나는 동안 점차 둥근 형태로 형성되었다.

• 한국재료학회지
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• 제29권5호
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• pp.328-335
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• 2019

Nb-doped $TiO_2$(NTO) coated NiCrAl alloy foam for hydrogen production is prepared using ultrasonic spray pyrolysis deposition(USPD) method. To optimize the size and distribution of NTO particles based on good physical and chemical stability, we synthesize particles by adjusting the weight ratio of the Nb precursor solution(5 wt%, 10 wt% and 15 wt%). The morphological, chemical bonding, and structural properties of the NTO coated NiCrAl alloy foam are investigated by X-ray diffraction(XRD), X-ray photo-electron spectroscopy(XPS), and Field-Emission Scanning Electron Microscopy(FESEM). As a result, the samples of controlled Nb weight ratio exhibit a common diffraction pattern at ${\sim}25.3^{\circ}$, corresponding to the(101) plane, and have chemical bonding(O-Nb=O) at 534 eV. The NTO particles with the optimum weight ratio of N (10 wt%) show a uniform distribution with a size of ~18.2-21.0 nm. In addition, they exhibit the highest corrosion resistance even in the electrochemical stability estimation. As a result, the introduction of NTO coated NiCrAl alloy foam by USPD improves the chemical stability of the NiCrAl alloy foam by protecting the direct electrochemical reaction between the foam and the electrolyte. Thus, the optimized NTO coating can be proposed for excellent protection of NiCrAl alloy foam for hydrocarbon-based steam methane reforming(SMR).

• 센서학회지
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• 제30권4호
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• pp.191-195
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• 2021

Pure ZnFe₂O₄ and Fe₂O₃-ZnFe₂O₄ hetero-composite spheres were prepared by ultrasonic spray pyrolysis of a solution containing Zn- and Fe-nitrates. Additionally, the sensing characteristics of these spheres in the presence of 5 ppm ethanol, benzene, p-xylene, toluene, and CO (within the temperature range of 275-350 ℃) were investigated. The Fe₂O₃-ZnFe₂O₄ hetero-composite sensor with a cation ratio of [Zn]:[Fe]=1:3 exhibited a high response (resistance ratio = 140.2) and selectivity (response to p-xylene/response to ethanol = 3.4) to 5 ppm p-xylene at 300 ℃, whereas the pure ZnFe₂O₄ sensor showed a comparatively lower gas response and selectivity. The reasons for the superior response and selectivity to p-xylene in Fe₂O₃-ZnFe₂O₄ hetero-composite sensor were discussed in relation to the electronic sensitization due to charge transfer at Fe₂O₃-ZnFe₂O₄ interface and Fe₂O₃-induced catalytic promotion of gas sensing reaction. The sensor can be used to monitor harmful volatile organic compounds and indoor air pollutants.

• 한국결정성장학회지
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• 제4권2호
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• pp.178-189
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• 1994

$BaTiO_3$ 미분말은 여러종류의 0.05 M 출발용액으로부터 초음파 분무 열분해법으로 합성하였다. 이때, 유속은 0.5 cm/sec, 저온로는 $300^{\circ}C$, 고온로는$700^{\circ}C$로 고정하였다. 입자의 형성과정은 반응 단계별로 포집된 분말을 SEM으로 직접 관찰하였고 또한, 반응기내에서의 입자의 거동을 이론적으올 고찰하고자 하였다. 순수한 $BaTiO_3$ 미분말은 출발용액이 nitrate aqueous solution인 경우에 합성이 가능하였다. 합성된 미분말은 19.1 nm의 일차입자들로 구성된 porous한 약 $0.42 {mu}m$크기의 구형의 이차임자였다. 형성과정은 건조단계에서 입자의 크기가 감소한 후 열분해 초기단계에서 증가하고 반응이 진행됨에 따라 점차 다시 감소하여 최종 $0.42 {mu}m$의 고화된 입자로 되었고 입도분포는 반응이 진행됨에 따라 점차 넓어졌다. 또한, 반응기내에서 입자들의 이론적 거동은 반응기 중심쪽으로 향하여 진행된다.

• 한국재료학회지
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• 제34권1호
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• pp.55-62
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• 2024

Fluorine-doped tin oxide (FTO) has been used as a representative transparent conductive oxide (TCO) in various optoelectronic applications, including light emitting diodes, solar cells, photo-detectors, and electrochromic devices. The FTO plays an important role in providing electron transfer between active layers and external circuits while maintaining high transmittance in the devices. Herein, we report the effects of substrate rotation speed on the electrical and optical properties of FTO films during ultrasonic spray pyrolysis deposition (USPD). The substrate rotation speeds were adjusted to 2, 6, 10, and 14 rpm. As the substrate rotation speed increased from 2 to 14 rpm, the FTO films exhibited different film morphologies, including crystallite size, surface roughness, crystal texture, and film thickness. This FTO film engineering can be attributed to the variable nucleation and growth behaviors of FTO crystallites according to substrate rotation speeds during USPD. Among the FTO films with different substrate rotation speeds, the FTO film fabricated at 6 rpm showed the best optimized TCO characteristics when considering both electrical (sheet resistance of 13.73 Ω/□) and optical (average transmittance of 86.76 % at 400~700 nm) properties with a figure of merit (0.018 Ω^-1).

• 대한금속재료학회지
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• 제49권1호
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• pp.46-51
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• 2011

Real-time formation of $L1_0$ phase of FePt nanoparticles in the gas phase during ultrasonic-spray pyrolysis is first discussed in the present study. Without any post heat treatment, $L1_0$ phase of FePt nanoparticles appeared at the temperature above $900^{\circ}C$ in the gas phase synthesis. X-ray diffractometry (XRD) and transmission electron microscopy (TEM) studies revealed that FePt nanoparticles less than 10 nm in size contained small volume of $L1_0$ fct phase. However, in other samples obtained at the temperature below $900^{\circ}C$, iron oxide phase co-existed and no evidence of phase transformation was found. Thus, it is anticipated that the time of flight of particles required for crystallization and phase transformation was extended according to the increase of the collision rate. Finally, magnetic properties represented by coercivity and saturation magnetization and functional groups on the particle surface were discussed based on VSM and FT-IR results.

• 한국재료학회지
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• 제10권3호
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• pp.204-211
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• 2000

초음파 분무법으로 $(Y,Gd)BO_3:Eu$의 PDP 적색 형광체를 제조하여 147nm VUV 여기에 따른 발광 특성을 분석하였다. 초음파 분무에 사용된 전구체 용액은 Y, Gd, Eu의 아세트산염과 $H_3BO_3$를 증류수에 용해하여 1.7MHz의 초음파 분무기로 고온의 반응관내로 분무하였다. 분무된 액적은 반응관내에서 통과시 불충분한 반응으로 C-C와 C-H를 함유한 비정질 상이었으나, $1100^{\circ}C$에서 추가 열처리 한 시편은 고상반응법으로 제조한 형광체와 동일한 결정구조와 성분을 보였다. 고상반응법으로 제조한 형광체의 분말 크기는 $3{\mu\textrm{m}}$으로 조대하고 불균일한 분포를 보인 반면, $500^{\circ}C$에서 분무한 후 $900^{\circ}C$에서 열처리하여 제조한 $(Y_{0.7}Gd_{0.3})_{0.95}BO_3:Eu_{0.05}\;^{3+}$ 형광체의 모양은 비교적 구형이었으며 평균 입자크기는 $0.7{\mu\textrm{m}}$로 미세하고 균일한 분포를 하고 있었다. 147nm VUV 여기시 초음파 분무로 제조한 $(Y_{0.7}Gd_{0.3})_{0.95}BO_3:Eu_{0.05}\;^{3+}$ 형광체의 적색 발광강도는 고상반응법으로 제조한 시편이나 상용품인 $(Y,Gd)BO_3:Eu$ 형광체에 비해 그 휘도가 증가되었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제47권1호
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• pp.84-88
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• 2009

Al이 치환된 $LiMn_2O_4$ 미세 분말을 구연산과 에틸렌 글리콜이 첨가된 분무용액으로부터 분무열분해 공정에 의해 합성하였다. 구형의 형상, 다공성의 구조 및 마이크론 크기를 가지는 전구체 분말들은 $800^{\circ}C$ 이상의 후열처리 온도에서 마이크론 크기 및 균일한 형태를 가지는 $LiMn_{11/6}Al_{1/6}O_4$ 분말들로 전환되었다. 후열처리 온도가 $700^{\circ}C$ 일 때 $LiMn_{11/6}Al_{1/6}O_4$ 분말은 94 mAh/g의 낮은 초기 방전 용량을 가졌다. 후열처리 온도가 $750^{\circ}C$에서 $1,000^{\circ}C$로 증가함에 따라 $LiMn_{11/6}Al_{1/6}O_2$ 분말의 초기 방전 용량은 103 mAh/g에서 117 mAh/g로 변화하였으며, 후열처리 온도 $750^{\circ}C$에서 최대 초기 방전용량을 가졌다. 반면에 후열처리 온도 $900^{\circ}C$에서 얻어진 $LiMn_{11/6}Al_{1/6}O_2$ 분말들이 좋은 사이클 특성을 가졌다. 전류밀도 0.1 C에서 70 사이클 충방전 후에 $LiMn_{11/6}Al_{1/6}O_4$ 분말들의 방전 용량은 107 mAh/g에서 100 mAh/g으로 감소하였고 93%의 사이클 효율을 유지하였다.

• 센서학회지
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• 제6권2호
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• pp.155-162
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• 1997

zinc acetate를 포함하는 용액으로부터 r-plane 사파이어 기판 위에 ZnO 막(膜)을 증착하였다. 초음파(超音波) 발생기(發生器)로 용액을 진동시켜 증기입자를 만든 후 이것을 고온 반응로(反應盧) 내에서 열분해(熱分解) 시켜 막(膜)을 증착하였다. 제조된 막(膜)의 결정성, 표면형태 및 조성을 XRD, SEM 및 AES로 각각 분석하였다. 기판온도가 막(膜)의 특성에 미치는 영향에 대해 조사하였다. 기판온도 $300^{\circ}C$에서 (110) 방향으로 강하게 성장된 막(膜)을 얻을 수 있었다. 구리의 첨가(添加)와 습식산화(濕式酸化)에 의해 막(膜)의 저항율을 $3{\times}10^{6}{\Omega}{\cdot}cm$이상으로 높일 수 있었다.