• 제목/요약/키워드: $MnO_x$

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니켈 치환된 스피넬 LiMn2O4 박막의 구조적, 광학적 성질 (Structural and optical properties of Ni-substituted spinel $LiMn_2O_4$ thin films)

  • 이중한;김광주
    • 한국진공학회지
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    • 제15권5호
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    • pp.527-533
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    • 2006
  • 졸-겔(sol-gel) 방법을 이용하여 스피넬(spinel) 구조를 가지는 $LiNi_xMn_{2-x}O_4$ 박막을 x = 0.9까지 합성하였다. 니켈 치환된 박막은 작은 x 값에서는 cubic 구조가 유지되지만, $x{\geq}0.6$ 범위에서는 tetragonal 구조로 상전이가 일어남이 발견되었다. 이와 같은 cubic-tetragonal 상전이는 low-spin $(t_{2g}^6,e_g^1)$ 상태를 가지는 $N^{3+}(d^7)$ 이온이 팔면체 자리를 차지하게 됨으로써 나타나는 Jahn-Teller 효과에 의한 것으로 해석된다. 이와 같은 Ni 이온들은 +3 및 +2의 원자가를 가지고 존재함이 X-ray photoelectron spectroscopy 분석을 통하여 확인되었다. $LiNi_xMn_{2-x}O_4$ 박막들에 대하여 가시광선-자외선 영역에서 spectroscopic ellipsometry(SE)를 이용하여 광학적 성질을 조사하였고, 그 결과 분석을 통하여 화합물 전자구조에 대하여 고찰하였다. SE 측정된 유전함수 스펙트럼은 주로 전하이동(charge-transfer, CT) 전이(transition)에 의한 넓은 에너지 영역을 가지는 1.9, 2.3, $2.8{\sim}3.0$, $3.4{sim}3.6eV$ 근처의 흡수구조 들로 이루어져 있는데, $O^{2-}$에서 $Mn^{4+}$ 이온의 $t_{2g}$ (1.9 eV)와 $e_g$ $(2.8{\sim}3.0\;eV)$로의 전이 즉, $O^{2-}(2p){\rightarrow}Mn^{4+}(3d)$$O^{2-}$에서 $Mn^{3+}$ 이온의 $t_{2g}$ (2.3 eV)와 $e_g$ ($3.4{\sim}3.6$ eV)로의 전이 즉, $O^{2-}(2p){\rightarrow}Mn^{3+}(3d)$ 등에 의한 것으로 해석된다. 또한, 1.6, 1.8, 1.9 eV 부근에서 관측된 좁은 에너지 영역의 흡수구조 들은 팔면체 $Mn^{3+}$ 이온 내에서의 d-d 결정장(crystal-field) 전이에 의한 것으로 해석된다. 이러한 흡수구조는 Ni 치환량이 증가함에 따라 그 강도가 감소한다. x = 0.6의 경우 $e_g$ 상태와 관련된 CT 전이구조 들이 $t_{2g}$ 상태와 관련된 전이구조 들에 비하여 큰 폭으로 감소하는데 이것은 Jahn-Teller 효과에 의해서 격자상수가 tetragonal 구조로 확장됨에 따라 $e_g$ 상태와 $O^{2-}(2p)$ 상태 간의 파동함수 중첩이 감소한 것에 기인하는 것으로 해석된다.

Sodium Borohydride 하에서 산소에 의한 포화- 및 불포화-질소주게 거대고리 착물 $(M=Co^{3+},\;Fe^{3+}$$Mn^{3+})$을 촉매로 한 Hindered Phenols의 산화반응 (Saturated- and Unsaturated-Azamacrocyclic Complexes $(M = Co^{3+}, Fe^{3+}$ or $Mn^{3+})$ Catalyzed Oxidation of Hindered Phenols by Molecular Oxygen under Sodium Borohydride)

  • 박유철;김성수;나훈길
    • 대한화학회지
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    • 제37권7호
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    • pp.648-654
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    • 1993
  • $[M(cyclam)X_2]Y(M=Co^{3+},\;Fe^{3+},\;Mn^{3+}\;:\;X=Cl-^,\;Br^-,\;NCS^-\;:\;Y=Cl^-,\;Br^-,\;NCS^-),\;[Co(trans-14-diene)X_2]Y(X=Cl^-,\;Br^-\;:\;Y= ClO_4^-)$$[Co(trans-14-diene)](ClO_4)_2$ 착이온은 sodium borohydride 하에서 산소를 활성화시킬 수 있었다. 활성화된 산소에 의한 2,4-di-tert-butylphenol 과 2,6-di-tert-butylphenol 산화반응의 생성물질을 각각 2,4-tert-butyl-1,6-benzoquinone(BQ) 와 3,5,3',5'-tetra-tert-butyldiphenoquinone(DPQ) 이었다. BQ와 DPQ 생성반응에서 포화 거대고리 리간드 착물인 $[Co(cyclam)X_2]Y$은 불포화 거대고리착물 $[Co(trans-14-diene)X_2]Y$에 비하여 더 효과적인 촉매제이었다. 촉매로 작용한 Co(III)-거대고리착물과 산소간의 몰 결합비$(O_2/M)$는 1/1이었고, $[M(cyclam)Cl_2]Cl(M=Fe(III)$, Mn(III))에서는 이들 비가 1/2이었다. 반응(10)과 (2)에서 산소분자의 활성종은 Co(III) 거대고리착물이온과 $[M(cyclam)Cl_2]Cl(M=Fe(III)$, Mn(III))에서 각각 superoxolike$({O_2}^-)$와 peroxolike$({O_2}^{2-})$로 가정하였다.

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Fe/MnO 다층박막에서의 $Mn^{+2}$의 자성연구 (Magnetic properties of $Mn^{+2}$ in Fe/MnO multilayers)

  • 허재혁;채동훈;박성렬;이동렬;박수현;정윤희;전인준;김동언;이기봉
    • 한국진공학회지
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    • 제8권3A호
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    • pp.213-217
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    • 1999
  • Fe/MnO multilayers with different bilayer thicknesses were grown by pulsed laser deposition method. Grazing incidence X-ray reflectivity results showed obvious multilayer Bragg peaks implying highly layered samples and, through their analysis, some structural parameters were quantiatively estimated. From the X-ray diffraction peak corresponding to MnO(111), Mn-oxide turned out to be dominantly MnO. To characterize the magnetic properties of $Mn^{+2}$, XMCD were carried out. Magnetic moments of MnO near interfaces were ordered in the opposite direction to those of Fe.

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LaMnO3형 페롭스카이트 산화물에서 입자상물질의 촉매연소반응 (Catalytic Combustion of Carbon Particulate over LaMnO3 Perovskite-Type Oxides)

  • 이용화;이근대;박성수;홍성수
    • 한국환경과학회지
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    • 제13권7호
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    • pp.619-626
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    • 2004
  • We have studied the catalytic combustion of soot particulates over perovskite-type oxides prepared by malic acid method, The catalysts were modified to enhance the activity by substitution of metal into A or B site of perovskite oxide. In addition, the reaction conditions such as temperature and $O_2$ concentration were investigated. The partial substitution of alkali metals into A site in the $LaMnO_3$ catalyst, enhanced the catalytic activity in the combustion of carbon particulate and the activity was shown in the order: Cs > K > Na. For the $La_{1-x}Cs_{x}MnO_{3}$ catalysts, the catalytic activity showed the maximum value with x=0.3 but no more increase on the catalytic activity was shown with x > 0.3. For the $La_{0.8}Cs_{0.2}MnO_{3}$ catalyst, the substitution of Fe or Ni increased the ignition temperature. The ignition temperature decreased with an increase of $O_2$ concentration, however, no more increase in the catalytic activity was shown with $O_2$ concentration > 0.2. The introduction of NO into reactants showed no effect on the catalytic activity.

스피넬 LiNi0.5Mn1.5O4 양극 활물질의 구조 안정성 연구 (The Studies of Structural Stability of LiNi0.5Mn1.5O4 Spinel)

  • 박성빈;김율구;이완규;조원일;장호
    • 대한금속재료학회지
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    • 제46권3호
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    • pp.174-181
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    • 2008
  • The stability of the cathode materials for Li secondary battery is an important factor for its cyclability. The present paper focuses on the structural stability of $LiNi_{0.5}Mn_{1.5}O_4$ during lithiation/delithiation of Li ions and compared to that of $LiMn_{2}O_4$. $LiMn_{2}O_4$ and $LiNi_{0.5}Mn_{1.5}O_4$ powders are synthesized using a solgel method and their structural and electrochemical properties are investigated by XRD, SEM, and charge-discharge tests. $Li_xMn_2O_4$ and $Li_xNi_{0.5}Mn_{1.5}O_4$(x = 0.9,0.5,0.1) specimens are obtained after charge/discharge tests by controlling the cut-off voltage for XRD and TEM investigation. The charge-discharge tests shows that initial capacity of $LiNi_{0.5}Mn_{1.5}O_4$ is 125 mAh/g and that of LiMn2O4 is around 100 mAh/g. The capacity of $LiNi_{0.5}Mn_{1.5}O_4$ is maintained 95% of its initial capacity whereas the capacity of $LiMn_{2}O_4$ is maintained 65% of its initial capacity.