• 제목/요약/키워드: $SiO_{x}$

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실리콘 산화질화물 기지상 적용에 따른 Au 나노입자 분산 복합체 박막의 광학적 특성 (Effect of Silicon Oxynitride Matrix on the Optical Properties of Au Nanoparticles Dispersed Composite Film)

  • 조성훈;이경석
    • 한국재료학회지
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    • 제19권12호
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    • pp.637-643
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    • 2009
  • In this study, we analyzed the effect of silicon oxynitride matrix on the optical properties of Au nanoparticles dispersed on composite film and explored the effectiveness of the silicon in fine tuning the refractive index of the composite film for applications in optical waveguide devices. The atomic fraction of nitrogen in $SiO_xN_y$ films was controlled by varying the relative flow ratio of nitrogen gas in reactive sputtering and was evaluated optically using an effective medium theory with Bruggeman geometry consisting of a random mixture between $SiO_2$ and $Si_3N_4$. The Au nanoparticles were embedded in the $SiO_xN_y$ matrix by employing the alternating deposition technique and clearly showed an absorption peak due to the excitation of surface plasmon. With increasing nitrogen atomic fraction in the matrix, the surface plasmon resonance wavelength shifted to a longer wavelength (a red-shift) with an enhanced resonance absorption. These characteristics were interpreted using the Maxwell-Garnett effective medium theory. The formation of a guided mode in a slab waveguide consisting of 3 $\mu$m thick Au:$SiO_xN_y$ nanocomposite film was confirmed at the telecommunication wavelength of 1550 nm by prism coupler method and compared with the case of using $SiO_2$ matrix. The use of $SiO_xN_y$ matrix provides an effective way of controlling the mode confinement while maintaining or even enhancing the surface plasmon resonance properties.

마그네트론 코스퍼터링법으로 형성한 SiO2/Si 양자점 초격자 구조의 특성 (Characteristics of SiO2/Si Quantum Dots Super Lattice Structure Prepared by Magnetron Co-Sputtering Method)

  • 박영빈;김신호;하린;이현주;이정철;배종성;김양도
    • 한국재료학회지
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    • 제20권11호
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    • pp.586-591
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    • 2010
  • Solar cells have been more intensely studied as part of the effort to find alternatives to fossil fuels as power sources. The progression of the first two generations of solar cells has seen a sacrifice of higher efficiency for more economic use of materials. The use of a single junction makes both these types of cells lose power in two major ways: by the non-absorption of incident light of energy below the band gap; and by the dissipation by heat loss of light energy in excess of the band gap. Therefore, multi junction solar cells have been proposed as a solution to this problem. However, the $1^{st}$ and $2^{nd}$ generation solar cells have efficiency limits because a photon makes just one electron-hole pair. Fabrication of all-silicon tandem cells using an Si quantum dot superlattice structure (QD SLS) is one possible suggestion. In this study, an $SiO_x$ matrix system was investigated and analyzed for potential use as an all-silicon multi-junction solar cell. Si quantum dots with a super lattice structure (Si QD SLS) were prepared by alternating deposition of Si rich oxide (SRO; $SiO_x$ (x = 0.8, 1.12)) and $SiO_2$ layers using RF magnetron co-sputtering and subsequent annealing at temperatures between 800 and $1,100^{\circ}C$ under nitrogen ambient. Annealing temperatures and times affected the formation of Si QDs in the SRO film. Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) spectra and x-ray photoelectron spectroscopy (XPS) revealed that nanocrystalline Si QDs started to precipitate after annealing at $1,100^{\circ}C$ for one hour. Transmission electron microscopy (TEM) images clearly showed SRO/$SiO_2$ SLS and Si QDs formation in each 4, 6, and 8 nm SRO layer after annealing at $1,100^{\circ}C$ for two hours. The systematic investigation of precipitation behavior of Si QDs in $SiO_2$ matrices is presented.

천연 Mordenite로부터 X-형 제올라이트 합성에 관한 연구 (Studies on Synthesis of X-type Zeolite from the Natural Mordenite)

  • 이미재;조재훈;허혜경;최병현
    • 한국세라믹학회지
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    • 제31권12호
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    • pp.1570-1576
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    • 1994
  • Effect of Na2O/SiO2 molar ratio, calcining temperature and addition of NaCl were investigated on the hydrothermal formation of X-type zeolite from the natural mordenite, which is a kind of rock deposited abundantly in kuryong po. Pulverized mordenite was first mixed with NaOH or NaOH-NaCl solution, and crystallized under hydrothermal condition at 90~10$0^{\circ}C$ for 10 hrs. Optimum condition for synthesis of the X-type zeolite were \circled1 the ratio Na2O/SiO2, NaCl/Al2O3 and H2O/Na2O:0.68, 11.4 and 40, respectively, \circled2 calcining temperature of starting materials: 90$0^{\circ}C$, \circled3 aging time: 48 hrs. and \circled4 crystallization temperature: 10$0^{\circ}C$. The yield of X-type zeolite under the optimum condition was about 55~60%, and the major crystallized X-type zeolite was faujasite phase. Zeolite of then type X was crystallized when NaCl was added to treating solution with in the limit 14.25 of NaCl/Al2O3 molar ratio. As the calcination temperature (from 50$0^{\circ}C$ to 95$0^{\circ}C$) of starting materials increases, yield of zeolite x increase.

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폐슬러지를 이용한 SiC를 합성하기 위한 열역학적인 고찰

  • 최미령;김영철
    • 한국반도체및디스플레이장비학회:학술대회논문집
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    • 한국반도체및디스플레이장비학회 2002년도 추계학술대회 발표 논문집
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    • pp.18-19
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    • 2002
  • Si 웨이퍼제조 시 나오는 페슬러지에서 SiC 연마재와 절삭유를 분리해내면 Si 분말을 얻을 수 있다. 본 연구에서의 SiC는 폐슬러지 Si 분말에 C 분말을 혼합하여 제조할 수 있다. Si-C-O 3성분계는 Si, $SiO_2$, SiC, C 4개의 응축상과 CO, SiO, $CO_2$, $O_2$ 4개의 기체상이 가능하고 생성물들 간의 평형관계를 깁스 자유에너지에 의해 평형 반응식이 계산되어질 수 있다. 계산된 평형 반응식은 2개의 SiO, CO 분압이 각각 X, Y 좌표평면에 나타나는 상안정도를 그려볼 수 있다. 상안정도에서 자유도가 2인 경우는, $SiO_2$가 불안정하므로 SiC와 C가 공존하는 영역에서 온도를 독립 변수로 놓으면 나머지 독립 변수는 SiO 나 CO 기체 분압 둘 중 하나가 되어 하나의 직선으로 나타낼 수 있다. 직선을 경계로 각 응축상들의 안정영역을 하나의 좌표평면에 나타낸 후 온도에 따른 SiC의 안정영역을 알아본다.

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$(Ba_xSr_{1-x})$TiO$_3$박막의 온도 변화에 따른 유전 특성 (Dielectric Properties with Temperature Variation of $(Ba_xSr_{1-x})$TiO$_3$Thin Films)

  • 김덕규;전장배;송민종;박춘배
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 1997년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.309-313
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    • 1997
  • (Ba$_{x}$Sr$_{l-x}$)TiO$_3$(BST) thin fi1ms with various Ba/Sr ratios were deposited on Pt(80nm)/SiO$_2$(100nm)/Si by RF magnetron sputtering. BST thin films which have x=0.6, 0.5, 0.4 were studied dielectric properties with temperature variation. The frequency was used from 100Hz to 1MHz for measuring dielectric constant. The measurement conditions of dielectric constant with Temperature Variation were 1KHz and 2$0^{\circ}C$. As a result, the dielectric constant of BST thin film was about 425 and loss factor was 0.013. Also, with increasing Temperature, the dielectric constants of BST thin films were gradually decreased.sed.

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Flux법에 의한 합성 에메랄드 단결정 육성 (Growth of Synthetic Emerald Single Crystal by Flux Method)

  • 박선민;이철태;김호건
    • 공업화학
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    • 제7권1호
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    • pp.34-42
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    • 1996
  • 합성에메랄드[$(BeO)_3(Al_{2-x}Cr_xO_3)(SiO_2)_6$]단결정을 flux법에 의하여 육성하였다. 출발물질로 BeO, $Al_2O_3$$SiO_2$ 시약을 화학양론비로 혼합하여 사용하였다. 에메랄드 단결정의 성장 조건은 다음과 같다. 온도범위 ; $1150{\sim}900^{\circ}C$, 냉각속도 ; 2, 4, $10^{\circ}C/hr$, 융제 : $Li_2CO_3$, $V_2O_5$, 첨가제 ; $Cr_2O_3$. 에메랄드 단결정의 크기는 2, 4, $10^{\circ}C/hr$의 냉각속도에 의존하였다. 얻어진 에메랄드 단결정을 동정하였고, 그 결과는 다음과 같다. 즉, 결정계 ; 육방정계, 격자상수 ; a=0.921nm, c=0.917nm, 결정의 크기 ; 최대 $0.80{\times}0.95mm^2(c{\times}m)$, 방위 ; c(1000), $m(10{\bar{1}}0)$.

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비화학량론적 치환형 페라이트 Fe$_{}1.429$(Al$_{4-x}$ Ga$_{x}$)$_{0.286}$ Si$_{0.143}$ /O$_4$계의 자기적 상태 연구 (A Study on Magnetic State of Nonstoichiometric Substituted Ferrite Fe$_{}1.429$(Al$_{4-x}$ Ga$_{x}$)$_{0.286}$ Si$_{0.143}$ /O$_4$ Systme.)

  • 최승한
    • 한국재료학회지
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    • 제5권7호
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    • pp.808-815
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    • 1995
  • 비화학량론적 치환형 페라이트 Fe$_{}1.429$(Al$_{4-x}$ Ga$_{x}$)$_{0.286}$ Si$_{0.143}$ /O$_4$계의 자기적 상태를 Mossbauer 분광법과 SQUID를 이용해 조사 하였다. 실온에서의 Mossbauer 스펙트럼은 x=0.2 경우 잘 정렬된 두개의 Zeeman 패턴을 보이고 x=0.4 경우 두개의 Zeeman 패턴과 이중선이 중첩되어 나타난다. 이중선의 근원은 치환 및 온도의존성을 고려할때 초상자성 cluster에 의한 것으로 보여지며 Neel's collinear모델과는 현저한 차이를 보이는 희석된 페라이트의 특성을 갖는다. 저온에서의 mossbauer 스팩트럼은 매우 다양한 형태를 보이며 초상자성 cluster의 freezing에 그 원인을 두고 있다. 그 영향으로 온도가 내려감에 따라 다임계적인 자기적 상태를 갖는다. SQUID 측정으로 얻어진 자화값이 50K 이하에서 급격히 감소하였는데 이것은 스핀 freezing과 초상자성 효과를 포함하는 스핀 canting의 효과로 설명되어 진다.

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ZnO/SiO2 나노 입자의 화학적 합성과 광촉매 및 항균성 특성에 관한 연구 (Preparation of ZnO/SiO2 Nano-Composition and Photocatalysts and Antibacterial Activity)

  • 김재욱;육영삼;김종규
    • 대한화학회지
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    • 제61권4호
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    • pp.179-184
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    • 2017
  • 본 논문은 $ZnO/SiO_2$를 나노 복합체(nano-compositions : NCs) 크기로 상온에서 화학적 방법으로 합성하였다. ZnO는 초음파 합성법으로 제조를 하였으며, $SiO_2$는 침전 방법을 이용하여 제조 하였다. $ZnO/SiO_2$의 구조적인 특성을 파악하기 위해 X-선회절 분석기(XRD), 주사전자현미경(FE-SEM), 푸리에 변환 적외선 스펙트럼(FT-IR)를 이용하여 $ZnO/SiO_2$가 형성되는 것을 확인 할 수 있었다. 광촉매적 특성을 판단하기 위해 $SiO_2$의 농도별로 제조된 $ZnO/SiO_2$를 Rhodamine-B 시약을 이용하여 광촉매 특성을 평가하였다. 그 결과 $SiO_2$의 농도가 증가할수록 광촉매 특성이 증가하는 것을 확인하였다. 그리고 $ZnO/SiO_2$를 가지고 항균성 실험을 진행하였다. 실험에 사용된 균(cell)은 대장균(E. coli)과 황색포도상구균(S. aureus)이다. 표면의 $SiO_2$층에 따른 항균 성실험을 진행한 결과 $SiO_2$ 층이 증가 할수록 항균 효과가 증가하는 것을 확인 할 수 있다.

니켈 촉매상에서 에탄올의 환원성 아민화반응에 의한 에틸아민 제조 : 담체의 영향 (Synthesis of Ethylamines for the Reductive Amination of Ethanol over Ni Catalysts: Effect of Supports)

  • 정예슬;신채호
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제57권5호
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    • pp.714-722
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    • 2019
  • 산 염기성질이 다양하게 존재하는 담체($SiO_2-Y_2O_3$, $Al_2O_3$, $SiO_2-ZrO_2$, $SiO_2$, $TiO_2$, MgO) 상에 17 wt% Ni을 고정한 상태에서 함침법을 사용하여 촉매를 제조하여 수소 존재 하에 에탄올과 암모니아의 환원성 아민화 반응에 대한 촉매활성을 비교 평가하였다. 반응 전후에 있어 사용된 촉매는 X-선 회절, 질소 흡착, 에탄올-승온탈착(EtOH-TPD), 이소프로판올-승온탈착(IPA-TPD), 수소 화학흡착을 사용하여 특성분석을 수행하였다. pH 9.5 이상에서 침전법을 사용하여 $ZrO_2$$Y_2O_3$ 담체 제조 시 파이렉스 반응기에서 미량의 Si 용융으로 인해 $SiO_2-ZrO_2$$SiO_2-Y_2O_3$ 복합 산화물이 각각 생성되었다. 사용된 촉매 중에서 $Ni/SiO_2-Y_2O_3$ 촉매가 가장 좋은 활성을 보였으며 이는 높은 니켈 분산도와 EtOH-TPD와 IPA-TPD에서의 낮은 탈착온도 등과 밀접한 관련이 있었다. Ni/MgO 촉매상에서의 낮은 촉매 활성은 NiO-MgO 고형물 형성에 기인한 것으로 보이며, $Ni/TiO_2$ 경우에서는 담체-금속 간의 강한 상호 작용으로 인해 낮은 니켈 금속 상 존재로 인해 반응성이 낮게 나왔다. $TiO_2$와 MgO 이외의 담체를 사용한 경우에 있어서 유사한 에탄올 전환율에서의 에틸아민류와 아세토니트릴 선택도는 큰 차이를 보이지 않았다.