• 대한화학회지
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• 제55권6호
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• pp.905-911
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• 2011

[ $C_{60}(CH_2)_nOH$ ](n=0~2)와 $C_{60}(OH)_2$의 가능한 분자구조를 B3LYP/6-311G(d,f) 이론 수준에서 최적화 하였으며, 각 화합물의 가장 안정한 분자구조(global minimum)를 확인하고 결합에너지를 계산하여 구조적 특성에 따른 에너지와의 상호연관성을 고찰하였다. 보다 정확한 상대 에너지를 계산하기 위하여 진동주파수를 계산하여 영점 진동 에너지(zero-point vibrational energy, ZPVE)를 보정하였으며, IR 스펙트럼을 예측하였다. $C_{60}(CH_2)_nOH$ (n=0-2)에서 결합에너지의 경우, $-CH_2OH$기 보다 -OH기가 결합되었을 때 결합에너지가 약 10 kcal/mol 정도 더 안정한 것으로 나타났다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제35권9호
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• pp.2679-2683
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• 2014

Mechanisms underlying the impacts of interactions between carbon nanoparticles (CNPs) and ionic liquids (ILs) on the physicochemical behavior of CNPs need to be more full worked out. This manuscript describes a theoretical investigation at multiple levels on the interactions of fullerene $C_{60}$ with 21 imidazolium-based ILs of varying alkyl side chain lengths and anionic types and their impacts on $C_{60}$ dispersion behavior. Results show that ${\pi}$-cation interaction contributed to mechanism of the $C_{60}$-IL interaction more than ${\pi}$-anion interaction. The calculated interaction energy ($E_{INT}$) indicates that $C_{60}$ can form stable complex with each IL molecule. Moreover, the direction of charge transfer occurred from IL to $C_{60}$ during the $C_{60}$-IL interaction. Quantitative models were developed to evaluate the self-diffusion coefficient of $C_{60}$ ($D_{fullerene}$) in bulk ILs. Three interpretative molecular descriptors (heat of formation, $E_{INT}$, and charge) that describe the $C_{60}$-IL interactions and the alkyl side chain length were found to be determinants affecting $D_{fullerene}$.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제31권11호
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• pp.3195-3200
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• 2010

We have performed molecular dynamics simulations of atomistic models of $C_{60}$ molecules and DMPC bilayer membranes to study the static and dynamic effects of carbon nanoparticles on biological membranes. All four $C_{60}$-membrane systems were investigated representing dilute and concentrated solutions of $C_{60}$ residing either inside or outside the membrane. The concentrated $C_{60}$ molecules in water phase start forming an aggregated cluster. Due to its heavy mass, the cluster tends to adhere on the surface of the bilayer membrane, hindering both translational and rotational diffusion of individual $C_{60}$. On the other hand, once $C_{60}$ molecules accumulate inside the membrane, they are well dispersed in the central region of the bilayer membrane. Because of the homogeneous dispersion of $C_{60}$ inside the membrane, each leaflet is pushed away from the center, making the bilayer membrane thicker. This thickening of the membrane provides more room for both translational and rotational motions of $C_{60}$ inside the membrane compared to that in the water region. As a result, the dynamics of $C_{60}$ inside the membrane becomes faster with increasing its concentration.

• Mass Spectrometry Letters
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• 제2권2호
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• pp.49-52
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• 2011

Competitive binding of $C_{60}$ and $C_{70}$ to meso-substituted porphyrins was studied by mass spectrometry (MS). Electrospray ionization MS was employed to acquire the mass spectra of 1 : 1 porphyrin-fullerene complexes formed in a mixture of mesosubstituted porphyrin and fullerite to determine the ratio of complexes between $C_{60}$ and $C_{70}$. Matrix-free laser desorption ionization MS was used to obtain the mass spectra of fullerite to measure the mole fraction of $C_{60}$ and $C_{70}$. The binding constant ratio ($K_{70}$/$K_{60}$) was determined from the mass spectral data. The difference in standard Gibbs free energy change, ${\Delta}({\Delta}G^o)_{70-60}$, for the competitive binding of $C_{60}$ and $C_{70}$ was calculated from $K_{70}$/$K_{60}$. Of the five porphyrins, tetraphenyl, tetra(4-pyridyl), tetra(4-carboxyphenyl), tetra(3,5-di-tert-butylphenyl), and tetra(pentafluorophenyl) porphyrins, the first three non-bulky porphyrins yield negative values of ${\Delta}({\Delta}G^o)_{70-60}$, whereas the other two bulky porphyrins result in positive values of ${\Delta}({\Delta}G^o)_{70-60}$. This result indicates that $C_{70}$ binding to porphyrin is thermodynamically favored over $C_{60}$ binding in non-bulky porphyrins, but disfavored in bulky ones. It also suggests that the binding mode of $C_{70}$is different between non-bulky and bulky porphyrins, which is in line with previous experimental findings of the "side-on" binding to non-bulky porphyrins and the $C_{60}$-like "end-on" binding to bulky porphyrins.

• 동력기계공학회지
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• 제9권4호
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• pp.118-123
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• 2005

We have investigated the fabrication of Si nanoparticles and $C_{60}$ thin films by pulsed laser ablation. By atomic force microscopy(AFM), the laser-deposited $C_{60}$ thin film was verified to have surface far smoother than the surfaces of films produced by the conventional evaporation method. The Si deposited at a He atmosphere of 0.2 Torr was with about $60{\AA}$ height of the Si nanoparticles, suggesting that it was uniformly deposited. We observed visible green emissions spectra in the $Si/C_{60}$ multilayer films after laser annealing. It is considered that this green emissions is occurred from SiC particles, which is produced reaction of Si nanoparticles with $C_{60}$ by laser annealing.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제45권5호
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• pp.19-25
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• 2008

본 연구에서는 유기반도체인 펜타센과 소스-드레인 금속전극사이에 $C_{60}$을 홀주입층으로 적용한 유기박막트랜지스터를 제작하여 $C_{60}$을 삽입하지 않은 소자와의 전기적특성을 비교하였다. $C_{60}/Au$ 이중전극을 사용한 소자의 경우 Au단일전극을 사용한 소자와 비교하였을 때 전하이동도는 0.298 $cm^2/V{\cdot}s$에서 0.452 $cm^2/V{\cdot}s$ 문턱전압의 경우 -13.3V에서 -10.8V로 향상되었으며, contact resistance를 추출하여 비교하였을 경우 감소함을 확인할 수 있었다. 이러한 성능의 향상은 $C_{60}$을 Au와 pentacene 사이에 삽입하였을 경우 Au-pentacene 간의 원하지 않는 화학적 반응을 막아줌으로써 홀 주입장벽를 감소시켜 홀 주입이 향상되었기 때문이다. 또한 Al을 전극으로 적용한 OTFT도 제작하였다. 기존에 Al은 OTFT에 단일전극으로 사용하였을 경우 둘간의 높은 홀 주입장벽으로 인해 채널이 거의 형성되지 않았으나, $C_{60}/Al$ 이중전극을 사용한 소자의 경우 전하이동도와 전류점멸비은 0.165 $cm^2/V{\cdot}s$, $1.4{\times}10^4$ 으로써 Al를 단일전극으로 사용하는 소자의 전기적 특성에 비해 크게 향상되어진 소자를 제작할 수 있었다. 이는 $C_{60}$과 Al이 접합시에 interface dipole의 형성으로 Al의 vacuum energy level이 변화로 인한 Al의 work function이 증가되어 pentacene과 Al간의 hole injection barrier가 감소되었기 때문이다.

• 분석과학
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• 제8권4호
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• pp.675-682
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• 1995

Thin films of buckminsterfullerene($C_{60}$) formed by solution drop casting on Pt foil electrode surfaces were studied by cyclic voltammetry(CV) in acetonitrile(MeCN) containing quaternary ammonium or alkali-metal salts as supporting electrolyte. The electrochemical behaviors of $C_{60}$ films are found to be strongly dependent on the nature of the supporting electrolytes, especially with tetrabutyl ammonium perchlorate (TBAP, $NBu_4ClO_4$), and tetrabutyl ammonium tetrafluoroborate ($TBABF_4$, $NBu_4BF_4$). Reasonably stable films are formed into which electrons can be injected. The interaction of $C_{60}$ film with the quaternary ammonium cation may produce the fulleride salts $(TBA^+)(C{_{60}}^-)$ and $(TBA^+)_2(C{_{60}}^{2-})$. The bulk electroreduction with a controlled potential to generate the soluble $C{_{60}}^{3-}$ anions(dark red-brown color) is followed by electrooxidative deposition to produce a neutral $C_{60}$ film on the surface. The peak currents($I_{pc}$ and $I_{pa}$) of these thin film were dramatically decreased with repetitive potential scanning. These results could be explained by the adsorption-desorption phenomena and ion pairing interaction of reduced species($C{_{60}}^-$, and $C{_{60}}^{2-}$) onto the electrode surface. The peak current changes and peak potential shifts of the thin $C_{60}$ film in cyclic voltammograms formed from solution were observed by varying scan rates.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2004년도 하계학술대회 논문집 Vol.5 No.2
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• pp.1079-1082
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• 2004

CuPc와 ZnPc를 이용하여 이종 접합 구조에서의 광기전 특성을 연구하였다. $CuPc/C_{60}$, $XnPc/C_{60}$의 이종 접합 구조에서 $C_{60}$의 접합 두께 비율을 1:1 (20nm:20nm), 1:2 (20nm:40nm), 1:3 (20nm:60nm)로 가변하여 두께와 물질에 따른 광기전 특성 및 엑시톤 억제층의 효과를 분석하였다. 광원은 500W Xe lamp를 이용하였으며, 광원의 세기는 보정된 radiometer/photometer와 Si-photodiode로 dark, 10, 25, 60, 80 그리고 100mW/$cm^2$로 주사하였다.

• 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. $Li^+,\;Na^+,\;K^+,\;Rb^+$ 및 $Cs^+$이온의 포집에 대한 속도상수는 일차반응 속도식으로 계산한 결과 그 값이 각각 $1.60\times10^{-8},\;3.13\times10^{-11},\;1.38\times10^{-9},\;2.71\times10^{-11}$ 및 $2.98\times10^{-12}mo1.s^{-1}$이였다. 이 전극을 수정판 미량저울(QCM)을 적용하여 결정한 각 이온의 화학양론은 $Li_7C_{60},\;Na_4C_{60},\;K_3C_{60},\;Rb_1C_{60}$ 및 $Cs_1C_{60}$이었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.121-121
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• 2010

유기발광소자의 발광 효율을 향상하기 위해 발광층에서 전자와 정공의 효율적인 재결합이 중요하기 때문에 발광층에서 재결합 확률을 높이기 위한 전하의 효율적인 주입과 전송에 대한 연구가 많이 진행되고 있다. 본 연구에서는 전자주입효율을 향상하기 위하여 강한 전자 받게 역할을 하는 플러렌 (C60)과 무기물 절연층인 cesium flouride (CsF) 층을 조합한 무기물 이중 전자주입층을 삽입한 녹색 유기발광소자를 제작하였고, 녹색 유기 발광 소자에 사용하여 발광효율의 변화를 관찰하였다. 큰 쌍극자 모멘트를 갖는 CsF 층은 전기전도성이 좋은 C60 층과 Al 층 사이에 삽입되어 전자의 주입장벽을 낮추어 전자주입 효율을 향상하는 역할을 한다. C60만으로 이루어진 단층 전자 주입층으로 구성된 유기발광 소자는 Al 음극전극과 C60 계면사이에 거칠기가 크기 때문에 누설전류의 크기가 커지며 Al 과 플러렌 C60 의 공유결합 형성으로 인해 전자의 주입이 오히려 저하되는 현상을 보였다. 무기물 절연층인 CsF 층을 C60 과 Al 사이에 삽입한 유기발광소자에서 C60 층은 Cs 원자가 유기물층 내부로 확산되는 것을 감소하였다. 매우 얇은 CsF층을 Al층과 C60층 사이에 삽입함으로써 C60과 Al 사이의 공유결합을 없애고 누설전류를 줄이고 전자주입장벽을 낮추어 전자주입효율이 향상하였다. 전자주입 향상으로 인해 발광층 내에서 전자와 정공간의 비율이 개선되어 유기발광 소자의 발광효율도 증가되고 색안정성이 향상되는 것을 관찰할 수 있었다.