• 한국세라믹학회지
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• 제41권9호
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• pp.653-656
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• 2004

(110) 배향 TiO$_2$ 단결정 위에 성장시킨 CrO$_2$(110) 박막의 결정 구조, 미세구조와 자기적 특성의 상관 관계에 대해 연구하였다. 소스 물질로는 CrO$_3$ 분말을 사용하였으며, 열분해 화학증착법으로 CrO$_2$박막을 형성하였다. (110) 배향된 TiO$_2$루타일 단결정 위에 형성된 CrO$_2$ 박막은 (110) 방향으로 우선 배향되었고, 미세구조적으로 평활한 박막을 형성하였다. 흘려주는 산소량이 많을수록 CrO$_2$ 박막의 두께가 두꺼워지고 저항치가 낮았으며, 음의 자기저항치의 변화 및 자기 이력 곡선에서 보자력과 잔류 자화 값이 감소하는 경향을 보였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.265-265
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• 2012

The adsorption of molecular $NH_3$ on rutile $TiO_2(110)-1{\times}1$ surfaces was investigated using a temperature-programmed desorption (TPD) technique combined with a molecular beam apparatus. A quantitative investigation into the TPD spectra of $NH_3$ was made for $NH_3$ adsorbed on two kinds of rutile $TiO_2(110)-1{\times}1$ surfaces with the oxygen vacancy ($V_O$) concentration of ~0% (p-$TiO_2(110)$) and ~5% (r-$TiO_2(110)$), respectively. On both surfaces, non-dissociative adsorption of $NH_3$ was inferred from a quantitative analysis on the amount of adsorbed $NH_3$ and those desorbed. With increasing coverage, the monolayer desorption feature shifted from 400 K toward lower temperatures until it saturates at 160 K, suggesting a repulsive nature in the interaction between $NH_3$ molecules. At the very low coverage regime, the desorption features were found to extend up to 430 K and 400 K on p-$TiO_2(110)$ and p-TiO(110), respectively. As a result, the saturation coverage of monolayer of $NH_3$ was higher on the p-$TiO_2(110)$ surface than on the p-TiO(110) by about 10%. The desorption energy ($E_d$) of $NH_3$ obtained by inversion of the Polanyi-Wigner equation indicated that the difference between the $E_d$'s of $NH_3$ (that is, $E_d(on\;p-TiO_2(110)$) - $E_d$(on p-TiO(110)) was 14 kJ/mol at ${\theta}(NH_3)=0$ and decreased to 0 as the coverage approached to a monolayer. The observed adsorption behavior of $NH_3$ was interpreted using an interaction model between $NH_3$ and surface defects on $TiO_2$ such as VO's and $Ti^{3+}$ interstitials.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.131-131
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• 2012

We present our recent temperature-programmed desorption (TPD) study on catalytic reductions of $NO_x$ such as NO, $NO_2$, and $N_2O$ over rutile $TiO_2$(110) surfaces. Our results indicate that $NO_2$/NO readily reacts to give NO/$N_2O$ desorption at the substrate temperature as low as 100 K/70 K. Interestingly, $N_2O$, however, does not dissociate into $N_2$ and $O_{BBO}$ over the oxygen vacancy on the $TiO_2$(110) surface. Successive reduction of NO and $NO_2$ into $N_2O$ and NO, respectively, leaves oxygen atoms on the $TiO_2$(110) surface in a form of $O_{ad}$, which can induce additional reductive channels of NO and $NO_2$ at higher temperatures up to 400 K. During the repeated TPD cycles of $NO_x$, our x-ray photoelectron spectroscopy (XPS) analysis indicates that no N atom accumulates on the $TiO_2$ surface.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.126-126
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• 2016

Understanding adsorption behavior organic molecules at oxide surfaces is very important for the application of organic-inorganic hybrid materials. Recently, monoethanolamine (MEA) adsorbed on $TiO_2$ surface has received great interests because it can lower the work function of $TiO_2$ in photo-electronic devices such as OLED and solar cells. In this study, we investigated the role of surface defects in adsorption behaviors of MEA at the rutile $TiO_2$ (110) surface by combined study of scanning tunneling microscopy and density functional theory calculations. Our results revealed that oxygen vacancy is the most stable adsorption site for MEA on $TiO_2$ (110) surface at low coverage. As coverage increases, the oxygen vacancies are occupied with the molecules and MEA molecules start to adsorb at Ti rows at higher coverages. Our results show that the defects at oxide surfaces and the intermolecular interactions are important factors for determining stable adsorption structure of MEA at $TiO_2$ (110) surfaces.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.196-196
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• 2011

Molecular $N_2O$ has bee known to react over oxygen vacancy on a reduced rutile $TiO_2$(110)-1${\times}$1 surface to desorb as molecular $N_2$ leaving oxygen atom behind. In the present study, we investigated the reaction of $N_2O$ on rutile $TiO_2$(110) using temperature-programmed desorption (TPD). Our results indicate that $N_2O$ does not react over the oxygen vacancy under a typical UHV experimental condition. On a rutile $TiO_2$(110)-1${\times}$1 with a well-defined oxygen vacancy concentration of 5% ($2.6{\times}10^{13}/cm^2$), $N_2O$ desorption features show a monolayer peak maximum at 135 K followed by a small peak maximum at 170 K. When the oxygen vacancy is blocked with $H_2O$, the $N_2O$ peak at 170 K disappears completely, indicating that the peak is due to molecular $N_2O$ interacting with oxygen vacancy. The integrated amount of desorbed $N_2O$ plotted against the amount of adsorbed $N_2O$ however shows a straight line with no offset indicating no loss of $N_2O$ during our cycles of TPD measurements. In addition, our $N_2O$ uptake measurements at 70~100 K showed no $N_2$ (as a reaction product) desorption except contaminant $N_2$. Also, $H_2O$ TPD taken after $N_2O$ scattering up to 350 K indicates no change in the vacancy-related $H_2O$ desorption peak at 500 K showing no change in the oxygen vacancy concentration after the interaction with $N_2O$.

• 한국분말재료학회지
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• 제9권2호
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• pp.110-115
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• 2002

In order to obtain the nano size $10wt%Cu-TiO_2$composite powders by mechanical alloying method for useful composite catalysis, the effects of mechanical alloying time on the formationof $10wt%Cu-TiO_2$ composite powders were analyzed. The phase transformation behaviors were experimented as the heat treating temperature increased. Homogeneous 10wt% Cu-rutile type $TiO_2$composite powders were synthesized in 40 hours by mechanical alloying. After 60 hours mechanical alloying 50 nm size $TiO_2$powders were obtained. Both the phase of mechanically alloyed 10 wt% $Cu-TiO_2$ and pure $TiO_2$ powders were not transformed to anatase after annealing at the temperature range between 350 to 500 $^{\circ}C$. The intermetallic compound of $Cu_2Ti_4$O was formed after 10 hours mechanical alloying, however it could be considered that this intemetallic phase dose not prevent the transformation of rutile $TiO_2$ to the anatase phase after heat treatment at the temperature between 350 and $550^{\circ}C$.

• 대한화학회지
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• 제46권3호
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• pp.179-186
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• 2002

$TiO_2$(110) 표면에서 물의 OH 결합 활성화가 어떤지 전자적 메카니즘에 의해 이루어지는 extended Hiickel 방법을 통해 알아보았다. 물분자는 $3a_1$오비탈의 시그마 상호작용 겨로가로 5배위 $Ti^{4+}$원자바로위에 수직으로 흡착한다. 이 결합구조에서는 물분자의 H원자가 $TiO_2$의 2배위 bridging $O^{2-}(O_b)$원자와 너무 멀리 떨어져 있으므로 OH 결합 해리를 촉진시키는 수소결합 상호 작용을 할 수 없으므로 물분자를 $O_b$ 원자쪽으로 기울여 수소결합이 형성되도록 한다. 이 경우 $O_b$ P 오비탈로부터 흡착 물분자의 LUMO $2b_1$반 결합성 오비탈로 전자밀도의 이동이 일어나고 또 물의 $3a_1$오비탈(약한 결합성)로부터 $Ti^{4+} 3d_{z2}$오비탈로 전자밀도의 이동이 일어남으로써 물의 OH 결합이 상당히 약화됨을 확인할 수 있었고 그 결과 OH와 H로 해리할 것이라는 해석이 가능하다.

• 한국세라믹학회지
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• 제26권6호
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• pp.843-849
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• 1989

Effect of Bi2O3/Li2CO3 on low temperature sinteirng and dielectric property of BaTiO3 ceramics has been investigated. For the specimen sintered at 110$0^{\circ}C$, it was densified to 96% of BaTiO3 theoretical density by the addition of 1.0-1.25w/o Bi2O3/Li2CO3. Maximum dielectric constant increased and Curie temperature lowered with the increase of Bi2O3/Li2CO3 content, which probably can be explained by thne substitution of Bi3+, Li1+ on BaTiO3 lattice. The volatilization of Li1+, resulting from the increase of soaking time at 110$0^{\circ}C$ leads to the increase of Curie temperature and tetragonality of the specimen.

• 한국진공학회지
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• 제11권4호
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• pp.240-248
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• 2002

결정성이 좋을 것으로 기대되는 Fe이 도핑된 $Fe_{x}Ti_{l-x}O_2$박막 (x=0.07과 0.16)을 rutile $TiO_2$(110) 기판위에 산소 플라즈마 적층 성장 방법으로 성장시켰다. 도핑되는 Fe의 함량에 따른 표면 특성을 규명하기 위하여 박막 성장은 같은 조건에서 이루어졌다. 여러 가지의 표면분석법을 이용하여 성장된 박막의 표면 특성을 규명하였다. $Fe_{x}Ti_{l-x}O_2$박막에 존재하는 Ti의 산화상태는 +4 이었고 Fe의 경우는 +2와 +3의 산화상태가 섞여있었으며 Fe의 함량이 높은 $Fe_{0.16}Ti_{0.84}O_2$박막에서 $Fe^{3+}$ 이온의 함량이 더 높은 것으로 나타났다. $Fe_{0.07}Ti_{0.93}O_2$박막은 기판과 유사한 평탄한 표면에 막대형과 원통형의 높은 island 형태로 성장되었다. $Fe_{0.16}Ti_{0.84}O_2$박막은 $Fe_{0.07}Ti_{0.93}O_2$ 박막보다는 평탄하지만 적은 island들이 뭉쳐있는 다소 거칠은 표면을 한 다결정성 형태로 성장되어 Fe의 함량에 따라 morphology가 다르게 나타났다.

• 한국진공학회지
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• 제21권5호
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• pp.242-248
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• 2012

방사광 가속기에서 얻은 x-선을 이용하여 초고진공에서 열처리를 통하여 얻어진 $TiO_2$ (001) 단결정 표면의 원자가 전자대에 대한 광전자 분광연구를 수행하였다. 이 연구를 통하여 특히 페르미 준위 0.9 eV 근처에 있는 결함에 기인한 전자 상태의 변화로 부터 $Ti^{3+}$ 결함의 산화 또는 열확산 과정에 대한 반응 속도론적 특성을 연구하였다. 본 연구의 결과는 (001)면에서의 $Ti^{3+}$ 결함의 열역학적 특성이 $TiO_2$ (110) 단결정면에서의 그것과 어떻게 다른지를 규명하는데 큰 의미가 있다. 연구 결과, (001)과 (110) 결정면에서의 $Ti^{3+}$ 결함의 거동은 산화 반응성과 결정 내에서의 열적 확산 특성에서 매우 유사하다는 것을 알게 되었다. 이와 같은 결과를 얻게 된 주된 이유 중의 하나는 관여하는 $Ti^{3+}$ 결함이 주로 표면 근처에 분포되어 있다는데서 찾을 수 있다.