산화물 초전도체 발견 후 많은 이론적 발전이 있었으나, 초전도 상전이를 정확히 설명하는 이론은 아직 없다 하겠다. 특히 상전이점 근처에서 발견되는 이중전이(double transition)나 다양한 자기적 상전이에 대해서는 아직 정확한 이해가 없는 상태이다. 본 논문에 서는 전자유체의 응축모델을 사용하여 초전도 전이에 있어서, 전자기체의 응축과정이 CONFINEMENT와 TRAP의 두 단계로 일어남을 알았다. 이 두 단계 전이 메카니즘은 이중전이를 잘 설명할 뿐만 아니라, 여러 형태의 초전도에서 보이는 자기적 성질, 특히 다양한 vortex structure를 보여주는 magnetic phase transition을 잘 설명할 수 있었다. 여러 종류의 초전도체들에서 공통적으로 발견되는 double transition과 다양한 magnetic phase transition을 잘 설명할 수 있는지 여부가 초전도 현상 설명의 일반이론으로 적합한지를 결정할 것이다.

$TiO_2(001)$ 박막을 Mo(100) 기판에 약 90${\AA}$ 두께로 적층 성장시키고 그 위에 Au를 증착시켜서 Au의 성장모드, 클러스터의 열적 변화, 열적 안정성, 증착량에 따른 Au 4f 전자 결합에너지의 변화를 오제 전자분광법, 열탈착 분광법, 이온 산란 분광법, X-선 광전자 분광법을 이용하여 연구하였다. Au는 $TiO_2(001)/Mo(100)$ 박막에 3차원적인 성장을 하며 낮은 온도에서 성장된 Au 클러스터는 높은 온도에서 성장된 것보다 보다 그 크기가 작고 온도가 높아지면서 클러스터는 비가역적으로 뭉친다. $TiO_2(100)/Mo(100)$에 증착된 Au의 열탈착은 1000 K부터 일어나며, 증착된 Au의 증착량이 많아질수록 더 높은 온도에서 나타난다. 선도 언저리 해석법으로 얻은 Au 클러스터의 탈착에너지는 약 50 kcal/mol이다. Au의 $TiO_2$ 박막에 대한 초기 흡착상수는 기판의 온도 200-600 K 사이에서는 거의 일정하였다. 400 K에서 $TiO_2$ 박막에 2.0 MLE 보다 적은 양의 Au가 증착된 경우에는 Au 4f의 전자 결합에너지가 벌크 Au에 비해서 증가한다. 0.1 MLE의 경우에는 그 결합에너지가 벌크 Au에 비해서 +0.30 eV 이동하였다.

순수한 CaO, Mn-doped CaO, Mn/CaO, K/CaO 촉매를 제조하고 이들의 메탄 활성화반응에 대한 촉매활성을 600∼800$^{\circ}C$ 온도영역에서 실험하여 산화칼슘의 촉매활성에 대한 망간과 칼륨의 첨가효과를 조사하였다. 촉매의 특성을 조사하기 위하여 X-선 분말회절분석(XRD), X-선 광전자분석(XPS), 주사전자현미경분석(SEM), 시차열분석(DSC) 및 열무게분석(TG)을 실시하였다. 촉매반응은 직결 기체크로마토그래피를 이용한 단방향 흐름 반응기로서 이루어졌다. 표준반응조건은 $p(CH_4)/p(O_2)=250$ Torr/50 Torr이며 반응기체의 주입속도는 30mL/min, 그리고 He 희석기체와 함께 전체압력은 1 atm이였다. 실험한 촉매들 중에서 6.3 mol% Mn-doped CaO 촉매가 가장 우수한 $C_2$ 선택성을 보였으며 775$^{\circ}C$에서 $C_2$ 선택성과 $C_2$ 수율이 각각 43.2%와 8.0% 이었다. 적은 양의 망간을 도프한 산화칼슘 촉매들은 망간의 양이 증가함에 따라 $C_2$ 선택성이 향상되는 경향을 보였으나 많은 양의 망간([Mn]>6.3 mol%)을 도프한 촉매에서는 $C_2$ 선택성이 감소하는 경향을 보였다. 금속이온이 도프되지 않은 6 wt.% Mn/CaO와 6 wt.% K/CaO 촉매는 700$^{\circ}C$에서 각각 13.2%와 30.9%의 $C_2$ 선택성을 보여 담지효과는 Mn보다도 K가 훨씬 우수함을 보였다. CaO와 Mn-doped CaO 촉매의 전기전도도를 $10^{-3}∼10^{-1}\;atm$의 산소분압 영역에서 측정한 결과 모두 p형의 전기적 특성을 보였으며 도프한 망간의 농도가 증가함에 다라 전기전도도는 감소하는 경향을 보였다. 촉매표면에 생성된 틈새형 산소이온이 메탄을 활성화할 수 있음을 제안하였고 틈새형 사소이온의 생성을 고체화학적 관점에서 논의하였다.

$6-31+G^{\ast}^{\ast}와\;6-311+G^{\ast}^{\ast}$의 기본조를 사용해서 이합체 분자착물 FH…FH, FH…CO, FH…OC 뿐만 아니라 $(HF)_2(CO)$의 형성가능한 두가지 삼합체 분자착물들에 대해서 HF-SCF, MP2 그리고 B3LYP 계산을 수행했다. 이 삼합체 분자착물들에 대한 여러 가지 바닥상태 성질들을 구하였으며, 대응하는 단위체들과 이합체들의 성질들과 비교하였다. FH…CO가 FH…OC에 비해 평균 0.85 kcal/mol 만큼 안정했고, F-H…F-H…C≡O가 F-H…F-H…O≡C 보다 1∼2 kcal/mol 만큼 안정한 것으로 계산되었다. 삼합체 분자착물 형성에 따른 C≡O stretching band 는 그들의 이합체들(FH…CO, FH…OC)에 비해 각각 24, $37\;cm^{-1}$만큼, H-F stretching band는 각각 $54, 353\; cm^{-1}$만큼 red shift 되는 것으로 평가되었다.

아세트산아연으로부터 ITO유리전극위에 열분무법을 이용한 산화아연의 박막을 만들고, 박막 표면의 형태는 SEM으로 조사하였다. 산화아연 박막의 두께는 온도를 증가시키면 약 833 nm까지 증가하다가, 480$^{\circ}C$ 부터는 오히려 감소하는 경향을 나타내었다. 분광 흡광도는 365 nm에서 관측되었고 형광 특성은 475 nm, 505 nm에서 최대의 세기를 나타내었다. 산화아연의 생성은 X선 광전자 분광 스펙트럼으로 확인하였으며, X선 회절 무늬로부터 (002) 면이 기질온도에 따라 우세한 방향으로 성장함을 알 수 있었다. 산화아연의 합성 최적의 온도는 X선 회절 무늬와 광전류의 측정값으로부터 460$^{\circ}C$ 부근임을 확인하였다. 또한 산화아연의 입자의 크기가 균일할수록 광전류가 증가함을 알 수 있있다.

기체크로마토그래피에서 황화합물의 분자구조와 용리시간과의 관계를 연구하였다. 분석대상인 황화합물은 황화수소, 이산화항, 이황화탄소, 에틸메르캅탄, 황화이메틸, 이소프로필메르캅탄, 노말프로필메르캅탄, 황화에틸메틸, 황화이에틸, t-부틸메르캅탄, 테트라히이드로티오핀, 티오핀, 2-클로르티오핀이었다. 다중선형회귀분석방법으로 용리시간과 분자의 설명인자 사이의 상관관계를 설명할 수 있었다. 기체크로마토그래피에서 오븐 온도 프로그램을 30$^{\circ}C$에서 10.5분간 유지 후 15$^{\circ}C$/min 비율로 150$^{\circ}C$까지 증가하는 것으로 설정하였다. SAS를 사용하여 사대적 용리시간에 대한 예측식을 다음과 같이 얻을 수 있었다. $RRT=0.121bp+14.39dp-8.94dp^2+0.0741sqmw-35.78\;(N=8,\;R^2=0.989, \;Variance=0.175,\;F=66.21)$. 상대적 용리시간은 끓는점, 분자량의 제곱근 및 분자쌍극자모멘트의 함수이며 끓는점에 의한 영향이 가장 컸다. 무극성 컬럼 사용시 분자쌍극자모멘트가 0.805D에서 용리시간이 가장 길었다. 분자구조가 평면성을 띠면서 대칭성이 높은 물질은 용리속도가 작았다. 훈련세트(training set)에서 SAS 프로그램을 통해 얻은 예측식의 상관계수의 제곱$(R^2)$은 0.989이며 분산은 0.175이다. 시험세트(testing set)에서 3개의 황화합물에 대하여 예측식을 통해 얻은 상대적 용리시간과 관측된 값 사이의 분산은 0.432 이었다.

바륨, 스트론튬, 이트륨 및 티탄의 질산염과 옥살산을 이용한 습식화학합성법으로 금속-옥살레이트의 침전물을 얻고, 이를 하소하여$(Ba_{0.8-x}Sr_{0.2})Y_xTiO_3(BSYT)$ 분말을 제조하였다. Y의 혼입량, 소결 온도 및 냉각 속도를 실험 인자로 설정하여 BSYT의 상온비저항을 위한 모델식을 반응표면분석법으로 구하였다. 그 결과 Y의 혼입량 변화가 상온비저항에 가장 크게 영향을 미치며, Y의 함량이 약 0.24 mol% 일 때 상온비저항은 최소값을 나타내었다. 실제 실험으로부터 구한 상온비저항 값과 모델식으로부터 계산한 상온비저항 값을 비교한 결과 잘 일치함을 확인하였다.

새로운 비대칭 중합체인 7,7'-substituted (or H)-4-oxo-2,2'-dialkyl-1,2',2,2'-dibenzothiazine-3,3'-dicarboxylic acid methyl ester-1,1,1',1'-tetraoxide 3,4'-yl ethers 2a-d를 silver oxide($Ag_2O$)를 이용한 산화적인 중합반응에 의해 7-substituted (or H)-4-hydroxy-2-alkyl-1,2-benzothiazine-3-carboxylic acid methyl ester 1,1-dioxide 1a-d로부터 합성하였다. 4-Oxo-e,e'-dialkyl-1,1',2,2'-dibenzothiazine-3,3'-dicarboxylic acid methyl ester-1,1,1',1'-tetraoxide 3,4'-yl ether 2c의 구조를 X-ray 결정 구조 분석에 의해 확인하였다. Y의 혼입량, 소결 온도 및 냉각 속도를 실험 인자로 설정하여 BSYT의 상온비저항을 위한 모델식을 반응표면분석법으로 구하였다. 그 결과 Y의 혼입량 변화가 상온비저항에 가장 크게 영향을 미치며, Y의 함량이 약 0.24 mol% 일 때 상온비저항은 최소값을 나타내었다. 실제 실험으로부터 구한 상온비저항 값과 모델식으로부터 계산한 상온비저항 값을 비교한 결과 잘 일치함을 확인하였다.

유기 전도성 고분자들중 전도성이 뛰어나고 전기화학적으로 중합이 용이하며 안정성이 뛰어난 피로고분자(ppy)는 산화-환원 활성자리에 회합되는 이온종에 따라서 피막의 형태학적 구조가 다양하다. 그러나 공기중에서 쉽게 노화하며 잘 부서지고 물과 친하지 않은 단점이 있다. 이를 개선하기 위하여 이 다공성 ppy 피막에 높은 개시전위를 갖는 퓨란고분자(pfu)를 끼워심기 중합한 Pt/ppy/pfu(x)전극을 제작하여 그 전기화학적 성질들을 순환전압전류법과 전기호학적 임피던스법으로 조사하였다. 이 때 사용된 도판트 이온은 $PF_6^-,\; BF_4^-$, 그리고 $ClO_4^-$이온 이였으며, pfu의 조성은 ppy에 대하여 0∼1.10 범위였는데 그 조성이 0.1∼0.2의 범위에 있을 때 가장 좋은 산화환원 특징을 나타냈다. 또, $PF_6^-$ 이온이 도우핑되었을 때 전하전달 저항은 다른 이온들로 중합된 것에 비하여 40배정도 낮았으며, 이 중층의 용량은 다른 두 종에 비하여 20배정도 큰 값을 보였다. 전하전달은 주파수의 변화에 영향을 받으며 물질전달에 의한 Warburg 임피던스 항이 포함되는 등가회로를 갖는다.

산업폐기물인 꽃게의 껍질로부터 chitin을 탈아세틸화시켜 분자량이 서로 다른 chitosan을 제조하였다. Rhodamine 6G(Rh 6G)-sodium dodecyl sulfate(SDS)계 및 Rh 6G-chitosan계들의 흡수 및 형과 spectra를 조사하였고, chitosan의 분자량 및 pH에 따른 Rh 6G-SDS-chitosan계의 응집효과에 대해 조사하였다. Rh 6G-SDS계의 흡광도나 형광세기는 S/D(SDS 농도/Rh 6G 농도)=32 이하에서 감소하다가 그 이상에서 다시 증가하였다. 부유물질(SS) 제거율이나 투광도로부터 S/D=32에서 chitosan을 첨가한 Rh 6G-SDS-chitosan계의 응집 성능이 Rh 6G-SDS계에 비해 훨씬 우수함을 알 수 있었다. 그리고 chitosan의 농도나 분자량이 크면 클수록, S/D 첨가 범위는 32에서 100까지 확대되는 것을 알 수 있었다. 부유물질의 제거율은 chitosan의 분자량이 클수록 pH 2∼9에서 우수한 성능을 가지는 반면, pH 12 이상에서 부유물질의 제거율은 현저히 저하되는 것을 알 수 있었다.

A series of ${\alpha}{\omega}-bis[4-(4'-(S)-(+)-2-methylbutylbiphenyl-4-carboxy)phenoxy]alkanes$, were synthesized, and their thermal and liquid crystalline properties were studied. The chain length of the central polymethylene spacers, x, of the chiral twin compounds was varied from 3 to 12. These compounds were characterized by elemental analysis, IR and NMR spectroscopy, differential thermal analysis (DSC), and crosspolarized microscopy. All compounds were found to be enantiotropic liquid crystalline, and the values of melting $(T_m)$ and isotropization temperature $(T_i)$ as well as ${\delta}H_I$ and ${\delta}S_I$ decreased in a zig-zag fashion, revealing the so called odd-even effect as x increased. Their mesomorphic properties fell into four categories depending upon x; (a) compounds with x=3, 4 and 5 formed only a cholesteric phase on heating, while on cooling they went through two transitions of isotropic (I)-to-cholesteric (Ch) and Ch-to-smectic $A\;(S_A)$ phases before crystallization. (b) compounds with x=6, 8 and 10 exhibited only a cholesteric phase both on heating and on cooling. (c) compounds with x=7 and 9 went through three transitions of crystal $(C)-to-S_A,\;S_A-to-Ch,$ and Ch-to-I phases on heating while on cooling they went through four transitions of I-to-Ch, $Ch-to-S_A,\;S_A-to-Smectic\;C\;(S_C),\;and\;S_c-to-C$ phases in that order, and (d) compounds with x=11 and 12 went reversibly through four transitions of $C-to-S_C,\;S_C-to-S_A,\;S_A-to-Ch,$ and Ch-to-I phases.

황피독에 저항성을 가지는 수성가스 전환반응용 CoMo 계열 촉매에 알칼리금속염 첨가가 반응활성에 미치는 영향에 대하여 연구하였다. 알칼리금속염의 음이온과 양이온의 각각에 대한 영향을 알아보기 위하여 크게 두 경우로 나누어 촉매를 제조하였다. 그 하나는, 양이온을 K로 고정시키고 음이온을 변형시킨 경우로서, 반응활성의 변화는 BET 표면적의 변화로 설명되었다. 다른 한 경우는, 음이온을 $NO_3^-$로 고정시키고 알칼리금속 이온을 변형시킨 경우로서, Li가 첨가된 촉매의 활성이 가장 뛰어났으며 다른 양이온의 경우에는 서로 비슷한 낮은 활성을 보였다. 알칼리금속의 첨가량의 변화에 따른 BET 표면적의 변화와 반응활성의 변화가 같은 경향을 보였다. 알칼리금속염의 양이온을 변화시킨 경우에는 BET 표면적과 정8면체 배위구조 속의 $Mo^{6+}$에 대한 정4면체 배위구조 속의 $Mo^{6+}$의 비, 즉 $Mo^6+[T]/Mo^{6+}[O]$ 값의 복합적인 관계를 통해 반응활성의 변화를 설명할 수 있었다.