The growth mechanism of AMT(Ammonium Meta-Tungstate) crystal was interpreted as two-step model. The contribution of the diffusion step increased with the increase of temperature, crystal size, and supersaturation. The crystal size distribution from a batch cooling crystallizer was predicted by the numerical solution of a mathematical model which uses the kinetics of nucleation and crystal growth. Temperature control of a batch crystallizer was studied using Learning control algorithm. The purity of AMT crystal producted in this investigation was above 99.99%.

직경 3.5 cm, 길이 1.5 m 의 석영관 내에서 염화제1철 증기를 수소로 환원하여 철 초미립자를 제조하였다. 염화제1철의 증발조건, 염화제1철 증기와 수소의 혼합방법, 반응물의 예비가열온도, 반응온도, 염하제1철의 농도, 반응기내 체류시간이 생성된 철 입자의 크기 및 크기분포에 미치는 영향을 조사하였다. 철 입자의 평균직경은 40-88 cm 이고, 기하표준편차는 1.4 정도로 나타났다. 철 입자들은 자기적 성질에 의해 서로 연결되어 체인을 형성하였으며, 전자회절분석 결과 단결정이었다. 평균입경 55nm 철 입자들의 항자력은 900 Oe, 포화자화값은 130 emu/g 이었다.

From the formation of the monodispersed silica particle which is a valuable for the industry by Sol-Gel process, the effects of the parameters participated in the process, the growth mechanism and the characteristics of silica particles for each rection conditions are investigated. To investigate about the formation of final silica particles, the suspension which performs the polymerization is reacted with molybdic acid, and the evolutions of TEOS and silica particle size are investigated in the reaction time ？ 새 the characteristics of molybdic acid with the suspension. From the results, a constant number of silica particle is formed at early reaction stage. Silica particles grow through the aggregation of smaller particles and nucleation is rate-limiting step for the growth of particles. In the conditions of this study, spherical silica particles are formed, [NH$_3$] and [$H_2O$] concentration increase the particle size but particle size decrease with [$H_2O$] concentration which is a certain above region. Average particle sizes are 187.4~483.3 nm and standard deviations in the average particle size are 1.7~2.9% with each experimental condition. From the BET results, specific surface area is 5.5~23.4 $m^2$/g and these values decrease with increase size. The average pore size is 50~70$\AA$.

우수한 세라믹스 제조를 위해서는 작은 입자지름, 좁은 입도분포, 구형의 입자형태, dopant와 matrix가 균일한 고용체를 갖고, 응집입자가 없으며 고순도인 원료 분말의 제조가 선행되어야 한다. 이를 위하여 본 연구에서는 수열 합성법을 이용하여$\alpha$-Al$_2$O$_3$, $\alpha$-SiO$_2$, PZT, PSZT, BTO등의 미세분말을 제조하는 공정에서 반응온도, 광화제의 양과 종류, 반응시간, 출발물질의 양과 종류, 전처리공정, 교반공정 등이 평균입자지름과 결정성 및 입도분포에 미치는 영향을 조사하였다. 그결과 미세분말의 종류에 관계없이 반응온도, 반응시간, 성장기질의 농도, 종자결정의 농도 등이 증가할수록 평균입경은 커지며, 광화제의 농도가 증가할수록 평균 입자지름이 작아지고, 광화제의 농도가 종자결정의 농도가 증가할수록 입도분포가 좁아짐을 알 수 있었다. 특히 $\alpha$-SiO$_2$에 대해 수열합성실험으로부터 평균입자지름과 수열합성의 조업변수간의 특성방정식을 얻었다.

액상법에 의한 단분산 ZnS입자의 합성을 60~9$0^{\circ}C$에서 행하여, 반응조건이 ZnS입자의 형태에 미치는 효과를 검토했다. ZnS입자의 형태는 반응 시간의 경과와 더불어 단분산으로부터 다분산 혹은 응집체로 변화하였다. 반응 온도 60~9$0^{\circ}C$에서 초기 농도적이 중간값이고, 반응시간이 짧을 경우 입경 0.2~0.8$\mu\textrm{m}$의 구상 단분산 입자를 얻었다. 또한 Ag$_2$NO$_3$, EtOH용액, $0^{\circ}C$에서, Ag$_2$S에 의한 ZnS의 균일 피복이 가능하였다.

Fundamentals and industrial applications of crystallization of organic compounds are reviewed. The methods to upgrade organic products in terms of its purity and its morphology are introduced. How crystallization of organics can be useful in producing ultra-pure materials are also described.

Mercurous chloride (Hg$_2$Cl$_2$) has many advantages in its applications to acousto-optic, and opto-electronic devices because it has the unique properties of a broad transmisson range, well into the far infra-red, a low acoustic velocity, a large birefringence, and a high acousto-optic figure of merit[1]. Hg$_2$Cl$_2$ has a high vapor pressure, hence single crystals are usually grown by physical vapor transport(PVT) method in closed silica glass ampoules. We discuss the application of the laser Doppler velocimetry to measure the flow field inside a closed ampoule. The experimental results, are discussed its relationship to computational model and compared to their expectations.

희토류원소의 광 환원 침전 특성이 연구되었다. 환원제로 isopropyl alcohol, 침전제로 (NH$_4$)$_2$SO$_4$가 사용되었다. 그리고 250nm의 파장을 방출하는 수은 램프가 사용되었다. Eu원소만을 함유하는 용액으로부터 Eu+3의 Eu+2로의 광 환원 결과는 97%이상이었으며 과산화수소가 소량 첨가되었을 경우 침전 속도는 증가하였다. 이 결과를 토대로 하여 희토류원소들(Sm,Eu,Gd)을 함유하는 수용액과 유기용액(HDEPH-Dodecan)에 UV광을 조사하였을 시 선택적으로 Eu을 분리해 낼 수 있었다. Eu의 침전 회수율은 두 상의 경우 모두 97%이상이었다.

이트륨 옥살레이트 결정화에 있어서 반응물의 농도, 반응 온도, 반응물의 주입속도 변화등의 반응조건(reaction condition)의 변화와 반응기 내에서의 교반속도와 같은 hydrodynamic condition의 변화가 생성된 옥살레이트 결정의 입자크기, 결정형태등에 미치는 영향을 체계적으로 관찰하였다. 그리고 agglomeration의 영향에 의한 particle의 크기변화에 있어 생성물의 과포화는 agglomerates를 결정 짓는 가장 중요한 변수이다. 또한 반응성 결정화에 의해서 얻어진 Yttrium Oxalate가 온도 변화에 따라서 Yttrium Oxide로 열분해되는 온도구간과 결정구조의 변화 및 분자 구조의 변화를 관찰하여 최종의 Yttrium Oxide가 생성되는 것을 확인하였다.

BaTiO$_3$의 결정성 평가와 이러한 결정성이 물성에 미치는 영향에 대하여 연구하였다. 분체 특성표에 나와있는 acetic acid soluble BaO의 물리적 의미는 결국 결정성과 관계가 있다는 것을 알 수 있었으며 이러한 결정성의 새로운 측정법으로 k-factor와 정방정의 격자상수비 c/a를 제안 하였다. 결정성의 차이는 Nb$_2$O5등과 같은 첨가제의 첨가효과에 큰 영향을 미치므로 BaTiO$_3$를 이용한 제품 제조 공정 중 반드시 관리하여햐 하는 인자라는 것을 알 수 있었다.

환원확산법은 저렴한 Nd 산화물을 환원제를 이용하여 환원시키고 환원된 Nd가 Fe, FeB와 확산하여 주상인 Nd$_2$Fe14B가 만들어지는 공정으로 환원제로 사용된 CaO나 미반응 Ca 및 잔존 산소함량을 조절하는데 어려움이 있어 아직까지는 상업되지 못하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 환원확산법을 이용하여 Nd-Fe-B계 영구자석에 사용될 미세분말을 제조하고 그 자기적 특성을 관찰하였다.

MCFC(Molten Carbonate Fuel Cell) Ni anode의 기계적 특성을 개선시키기 위해서 Ni-W복합재료를 기계적 합금법으로 제조하였다. 기계적 합금화한 분말을 XRD, SEM으로 관찰한 후 두께 1mm, 직경 8mm의 원반형으로 성형하였다. 소결은 120$0^{\circ}C$의 수소 분위기내에서 10시간 행하였다. 이렇게 제조한 시편의 절단된 면을 연마하여 SEM 및 EDX로 관찰하였으며 XRD로써 성분분석 하였다. 기계적 합금화 시간이 증가함에 따라 불충격에 의한 결정립 미세화가 이루어졌으며 80시간 기계적 합금시 재료의 규칙적인 결정이 파괴되어 비결정질화 되었다. 기계적합금으로 Ni 기지내에 균일하게 분포된 W은 분산강화효과를 통해 Ni anode의 기계적 특성을 개선시킬 것으로 기대된다.

Ethanol을 용매로 사용한 iron(III) Nitrate(Fe(NO$_3$)$_3$.9$H_2O$) 용액의 가수분해 반응에 의해 $\alpha$-Fe$_2$O$_3$미분말을 합성하였다. 가수분해 정도를 알아보기 위해 pH 변화를 측정하였으며, 반응온도와 iron(III) nitrate의 농도를 변화시켜 각각이 입자크기에 미치는 영향을 관찰하였다. 하소 후의 XRD pattern을 관찰하여 $\alpha$-Fe$_2$O$_3$결정상의 생성을 확인하였으며, 미세구조 관찰 결과 얻어진 $\alpha$-Fe$_2$O$_3$분말은 50nm이하의 미세한 입자임이 확인되었다.

철질화물 및 Mo-Si계 규화물을 합성하기 위하여 실온 메카노케미칼 공정을 적용하였다. 메카노케미칼 처리는 고에너지 유성형 볼밀장치를 사용하였고 용기는 진공배기 후 암모니아 혹은 아르곤 가스로 충전시킨 후 벌밀처리를 행하였다. 분말의 특성평가는 XRD, DTA/DSC, SEM 및 EPMA 등에 의하여 행하였다. 철질화물의 경우 실온에서 최대 23.3 at.%N의 $\varepsilon$상 질화물을 얻을 수 있었다. 또한 Mo-SirP의 경우 100시간 메카노케미칼 처리시킴으로서 MiSi$_2$규화물을 합성할 수 있었으며 얻어진 분말의 결정립은 25cm로 매우 미세한 결정립의 분말재료임이 확인되었다.

The BaTiO$_3$ fine powder was prepared by hydrthermal method using titanium tetrahydoxide (Ti(OH)$_4$) and barium dihydroxide (Ba(OH)$_2$.8$H_2O$) as raw materials. The fine powder was obtained at temperatures as low as 160 to 185$^{\circ}C$. The properties of the BaTiO$_3$ powder were studied as a function of various parameters (reaction temperature, reaction time, Ba/Ti=ratio, etc). The average particle size of the BaTiO$_3$ increased with increasing reaction temperature. After hydrothermal treatment at 17$0^{\circ}C$ for 8 h, the average particle size of the BaTiO$_3$ powder was about 30 nm and the particle size distribution was narrow.

$CO_2$ gas를 초임계상태의 유체로하고 그 용매에 코팅물질인 파라핀을 용해시켜 초임계 분출법(RESS)에 의해 핵입자 코팅을하여 복합입자를 제조하였고 그 용출 특성을 고찰하였다. 핵입자로는 입도분포가 다른 Glassb eads, Brilliant Blue(이하 BB)를 피복한 Glass beads, 분무건조법으로 제조한 염기성 탄산마그네시아의 Microcapsule(이하 MHC MC)을 사용하였다. 제조된 복합분체 표면을 SEM으로 관찰하였고 FT-IR을 사용하여 표면의 성분분석을 하였다. BB로 피복시킨 Glass beads는 Spectrophotometer로 BB가 용출되는 시간을 측정하였고 AA로 MHC MC중 Mg2+ ion의 release time이 7min, 26min, 30min으로 반응부에서 포집한 시료의 용출특성이 제일 우수하였다.

활성탄의 특성을 이용하여 상업적으로 문제시되고 있는 수질 및 공기 정화용 항균성 Ag-활성탄을 제조하여 흡착특성, 표면구조 및 박테리아 저항성에 대하여 조사하였다. 높은 비표면적을 가진 활성탄에 대하여 AgNO$_3$를 사용하여 Ag-활성탄을 제조하였다. 0.1에서 1.0까지의 AgNO$_3$ 몰농도에 침적된 Ag-활성탄의 비표면적 값은 874-1475 $m^2$/g의 범위에 분포하고 있었으며, AgNO$_3$몰농도가 증가함에 따라 비표면적이 작아지는 경향을 나타내어 흡착된 Ag가 원료 활성탄의 표면구조에 영향을 주었다. Ag는 활성탄 표면의 기공 주위에 고르게 분포되었으며 활성탄의 표면에 물리적 흡착에 의해 존재하는 것으로 나타났다. 항균실험을 위하여 박테리아로서 대장균의 일종인 Escherichia coli를 사용하였으며, 흡착된 Ag의 양이 증가됨에 따라 활성의 범위가 증가되었고, Ag가 흡착되지 않은 활성탄의 경우에 있어서는 활성을 전혀 나타내지 않았다.

요소결정성장에 용매와 불순물이 주는 영향을 Monte Carlo법과 분자동역학법을 통해 분석하였으며 이를 통해 불순물인 Biuret이 결정의 Morphology에 대한 영향뿐만 아니라 내부격자에 용매인 물을 흡착시킨다는 것을 확인하였다. 또한 계면의 용매, 용질 그리고 격자층의 확산계수를 분석한 결과 용매인 물이 "Roughening Transition" 메커니즘으로 결정성장에 영향을 준다는 것을 밝혔다.다는 것을 밝혔다.

Iron-doped LiNbO$_3$ crystals were grown by floating zone(FZ) method with different [Li]/[Nb] ratio in order to investigate doping effects of transition metal impurity in LiNbO$_3$ crystal. The grown crystals were analyized edge in UV/VIS/IR spectrometry and EPMA(electron probe micro-analysis). The absorption edge in UV-VIS region and OH-absorption peak in IR region were investigated. The change of Fe concentration along the solidification direction was also investigated

It is shown theoretically that uniform axial dopant concentration distribution can be made throughout the crystal by continuous Czochralski process. Numerical simulation are performed for the transient two-dimensional convection-diffusion model. A typical value of the growth and system parameters for Czochralski growth of p-type, 4 inches silicon crystal was used in the numerical calculations. Using this model with proper model parameter, the axial segregation in batchwise Czochralski growth can be described. It is studied by comparing with the experimental data. With this model parameter, the uniform axial concentration distribution of dopant is predicted in continuous Czochralski process.

Various recrystallization techniques has been applied to control morphology and size of NTO(3-nitro-1, 2, 4-triazole-5-one) crystals. With cooling method, it was found that the size of NTO at aqueous solution was controlled in the range of 5 to 500 $\mu\textrm{m}$. The spherical or cubic shapes of particles were obtained by adjusting operating conditions. Hexagonal and cubic shaped crystals of NTO were also obtained by sonication and evaporative method using aqueous solution of NTO. Their particle sizes were ranged 20 to 30 $\mu\textrm{m}$. In gas anti-solvent method with NTO/DMF and NTO/DMSO solutions, cubic type of NTO was obtained and the range of their sizes was 0.5-2$\mu\textrm{m}$.

본 연구에서는 LiNbO$_3$ 단결정 소재의 광손상에 대한 저항성을 향상시키는 첨가물로 잘 알려져 이쓴 MgO 및 ZnO를 첨가하여 육성한 조화용융조성(congruent melting composition)의 LiNbO$_3$ 단결정의 domain 구조는 이들 dopants를 첨가함에 따라 single domain에서 ring 형태의 주기적인 domains으로 변화함을 확인하였고, 첨가된 이온이 domain 형성에 미치는 영향을 전자현미경(SEM-WDS)으로 관찰하였다. 또한, 육성한 [Li1-5xNb5(x-y)Mg(or Zn)5y]Nb1-4x+3yO3 단결정들의 유전율(전이온도) 변화 및 광학적 특성[광투과율, 굴절률]을 측정하여 undoped LiNbO$_3$단결정과 비교하였다. 첨가물을 첨가함에 따라 전이온도는 약 20~3$0^{\circ}C$정도 증가하였으며, 10-3 order의 굴절률 변동치를 나타내었다. 또한, 육성된 결정들의 투과율은 대체로 70~80%를 나타내었고, 첨가물을 첨가함에 따라 흡수단과 OH- 흡수 band는 단파장쪽으로 각각 약 5~10nm, 40nm이동됨을 확인하였다. 이는 LiNbO$_3$단결정의 광손상 저항성이 향상되었음을 간접적으로 보여주는 결과이다.

표면 활성효과에 대한 비정질 규소 박막의 고성결정화 특성을 연구하였다. 증착된 비정질 규소 박막에 macro한 방법으로 wet blasting을, micro한 방법으로 자기이온주입으로 표면 활성화 처리를 행한 후 열처리를 하여 결정립의 결정화 특성을 보았다. 열처리는 관상로를 이용한 저온 열처리와 RTP를 이용한 급속 열처리의 두 가지 방법으로 하였다. 결정화의 기준으로 XRD분석을 통해 얻은 (111) 피크 강도를 이용하였으며, 결정의 품질을 비교하기 위해 Raman 분석을 하였다. 기계적 damage를 이용한 표면 활성화는 결정화를 촉진함을 확인하였으며 활성화 방법에 따른 결정화 영향 변화정도는 열처리 온도가 증가함에 따라 감소하였다.

High quality 3C-SiC epilayer was grown on Si(111) at 125$0^{\circ}C$ using chemical vapor deposition(CVD) technique by pyrolyzing tetramethylsilane(TMS). 3C-SiC epilayer was doped by tetramethylgallium(TMGa) during the CVD growth. The crystallinity of 3C-SiC was significantly enhanced by doping the gallium impurity.

수소화된 비정질 규소(a-Si:H)는 전자소자에서 광범위하게 사용되고 있다. 하지만 a-Si:H는 반송자 이동도가 느리고 불안정하기 때문에 그 특성개선이 요구되어진다. 본 논문은 금속기판 Mo위에 a-Si:H를 성장하고 후속 결정화 연구를 수행하였다. a-Si:H 박막은 DC 글로우 방전으로 Mo 기판위에 증착되었다. 실험에 사용되어진 열처리로는 질소분위기, 진공상태, 급속가열 및 엑시머레이저 열처리를 행하였다. 열처리 온도는 10$0^{\circ}C$에서 120$0^{\circ}C$까지 행하였다. 엑시머레이저의 에너지는 단위 펄스당 90에서 340mJ이였다. 결정화에 영향을 주는 요소로는 불순물 주입, 온도, 박막의 두께 및 열처리 시간등을 조사하였다. 불순물이 주입된 비정질규소는 진성규소보다 더 좋은 결정화를 보였다. 불순물 주입은 낮은 온도에서의 결정화에 도움을 주었다. 열처리 시간은 결정화에 큰 영향을 미치지 못하였다. 반면에 열처리 온도는 결정화에 큰 영향을 주었다.

광소자 및 새로운 개념의 전력소자 응용을 위하여 Wide Bandgap 반도체에 대한 관심이 급증되고 있다. 특히 직접천이형인 GaN는 청색 발광소자 응용 및 고출력, 고주파용 전력소자 응용에 이상적인 전자물성을 갖고 있다. 따라서 본 연구에서는 GaCl$_3$와 NH$_3$를 source gas로 하는 CVPE법을 사용하여 (0001) sapphire와 비교하였다. 기판의 증착온도 104$0^{\circ}C$에서 source gas의 III/V flow rate를 2로 분석하여 45분간 성장시킨 경우 그 증착속도는 약 40 $\mu\textrm{m}$/hr 정도였으며, 이 때 XRD을 향상시키기 위하여 증착이전에 기판의 표면에 증착온도에서 NH$_3$를 이용한 nitridation 처리를 하였으며, 그 처리시간이 3분일 때 XRD의 FWHM 특성이 가하여 조사한 결과 363 nm에서 peak가 검출되었다. 본 연구에서는 양질의 GaN 박막성장을 위한 증착조건 인자중 source gas의 flow rate가 가장 중요한 변수임을 적정 온도 범위가 75$0^{\circ}C$ 근처로 조사되었다. 실험과 모사결과의 박막 증착 최적온도의 차이는 GaN 증착시의 반응 Kinetics가 느리기 때문인 것으로 해석된다.

We investigated the effect of mechanical backside damage in Czochralski silicon wafer. The intensity of mechanical damage were evaluated by minority carrier recombination lifetime by a laser excitation/microwave reflection photoconductance decay method, photo-acoustic displacement method, X-ray section topography, and wet oxidation/preferential etch methods. The data indicate that the higher the mechanical damage intensity, the lower the minority carrier lifetime, and the photoacoustic displacement values are also increased proportionally.

Thin films of CdS were prepared from an aqueous solution containing Cd(Ac)$_2$, NH$_4$OH, NH$_4$Ac and (NH$_2$)$_2$CS for photovoltaic application. Growth rate of CdS films was increased with increasing temperature of reactive solution and with decreasing concentration of NH$_4$OH. Optical transmittances were more than 60%, independent with temperature and concentrations, and were changed with thickness of CdS films. Growth films mostly showed the presence of polycrystallines with mixed cubic and condition. The resistivities of CdS were decreased by doping boron and criticial amount of dopant was determined.

CRT용 고전압 형광체인 ZnS를 저전압용에 적용하기 위해 ZnS 분말표면에 졸-겔법으로 SnO$_2$코팅조건을 연구하였다. Sn의 코팅량은 Sn/ZnS=0.02~0.07 범위에서 변화시켰으며, 코팅된 ZnS분말의 열처리는 450~90$0^{\circ}C$/2hr 범위에서 수행하였다. Sn/ZnS=0.035일 때 최적의 코팅이 이루어졌으며, 과도한 열처리는 ZnS에서 ZnO로 상전이가 발생하므로 500~$600^{\circ}C$ 정도가 안전한 조건임이 규명되었다. Sn량이 증가할수록 코팅된 ZnS의 형광강도는 감소하였으나 저전압 형광특성은 향상될 수 있는 가능성을 보여주었다.

출발원료로 ferric nitrate, ethylene glycol, acethyl acetone 혼합용액을 사용하여 dip-coating된 $\alpha$-Fe$_2$O$_3$막을 제조하였다. coating을 위한 혼합용액의 시간의 경과에 따른 용액내의 가교(polymerization) 효과를 관찰하기 위해서 적외선 분광기(FT-IR)을 사용하였고, 막 형성 시 유기물 분해 및 결정화 시작 온도를 확인하기 위하여 FT-IR, XRD, DSC 등을 이용하여 분석을 행하였다. 또한 각 조건에서 제조된 막은 X-선 회절 분석을 통해 결정상을 확인 하였으며, SEM을 통하여 막의 두께 변화에 대하여 관찰하였다.

석탄회의 재활용율을 높이고자 비가소성 원료인 석탄회를 첨가한 슬립 및 고형화 소지의 유동학적 고찰을 하였고, 이들을 이용하여 주입성형 후 소성한 시편의 물성들을 측정하였다. 석탄회가 50wt.%이상 대체된 슬립의 경우 해교 기구는 점토내 입자의 정전기적 반발력 보다는 석탄회에 포함된 cenosphere 입자표면의 물유리 흡착에 의한 steric stabilization에 의한 것으로 판단되었다. 응집된 슬립은 전형적인 thixotrophy 현상을 나타내는 반면 분산후 재응집된 슬립은 점도가 계속 증가하는 겔화현상을 나타내어 망목구조를 갖는 성형체를 제조할 수 있었다. 석탄회 대체율 50wt.%의 소성체에서 가장 우수한 물성치를 얻을 수 있었으며, 대체율 70wt.%까지의 주입성형이 가능하였다.

Silicon nitride is the most excellent materials among structural ceramics. It has been reported that fracture toughness was improved with adding second phase particles, whisker, fiber etc. However, containing of second phase particles enhanced fracture toughness, however flexural strength was degraded. As adding nanosize SiC particles into silicon nitride, the physical properties of fluxural strength, fracture toughness, the modulus of elasticity. In this study, 2wt% $Al_2$O$_3$ and 4 wt% $Y_2$O$_3$ were added into UBE E-10 and 0, 10, 20, 30, 40, 50 vol% nano-SiC powder (Sumitomo T1 powder) were added, respectively. It is hot pressed at 185$0^{\circ}C$ for 1 hour. Most of structural ceramics for engineering application are wear resistance. In this study, wear behaviors (in water) of silicon nitride with varying the amount of nano-size silicon carbide were investigated, and was compared to physical properties. Simultaneously wear mechanism will be found out.