Raley, Jeremy A.;Yeo, Yung-Kee;Hengehold, Robert L.;Ryu, Mee-Yi;Lu, Yicheng;Wu, Pan
Journal of Magnetics
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제13권1호
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pp.19-22
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2008
ZnO nanotips, grown on c-$Al_2O_3$ and quartz, were implanted variously with 200 keV Fe or Mn ions to a dose level of $5{\times}10^{16}cm^{-2}$. The magnetic properties of these samples were measured using a superconducting quantum interference device (SQUID) magnetometer. Fe-implanted ZnO nanotips grown on c-$Al_2O_3$ showed a coercive field width of 209 Oe and a remanent field of 12% of the saturation magnetization ($2.3{\times}10^{-5}emu$) at 300K for a sample annealed at $700^{\circ}C$ for 20 minutes. The field-cooled and the zero-field-cooled magnetization measurements also showed evidence of ferromagnetism in this sample with an estimated Curie temperature of around 350 K. The Mn-implanted ZnO nanotips grown on c-$Al_2O_3$ showed superparamagnetism resulting from the dominance of a spin-glass phase. The ZnO nanotips grown on quartz and implanted with Fe or Mn showed signs of ferromagnetism, but neither was consistent.
A new method is proposed for the calculation of the unrelaxed surface energy of spinel ferrite. The surface energy calculation consists of (1) setting the central and computational domains in the semi-infinite real lattice, having a specific surface, and having an infinite real lattice; (2) calculation of the lattice energies produced by the associated portion of each ion in the relative domain; and (3) dividing the difference between the semi-infinite lattice energy and the infinite lattice energy on the exposed surface area in the central domain. The surface energy was found to converge with a slight expansion of the domain in the real lattice. This method is superior to any other so far reported due to its simple concept and reduced computing burden. The unrelaxed surface energies of the (100), (110), and (111) of $ZnFe_2O_4$ and $Fe_3O_4$ were evaluated by using in the semi-infinite real lattices containing only one surface. For the normal spinel $ZnFe_2O_4$, the(100), which consisted of tetrahedral coordinated $Zn^{2+}$ was electrostatically the most stable surface. But, for the inverses pinel $Fe_3O_4$, the(111), which consisted of tetrahedral coordinated $Fe^{3+}$ and octahedral coordinated $Fe^{2+}$ was electrostatically the most stable surface.
In the study, the characteristics of the etched Zinc oxide (ZnO) thin films surface, the etch rate of ZnO thin film in $Cl_2/BCl_3/Ar$ plasma was investigated. The maximum ZnO etch rate of 53 nm/min was obtained for $Cl_2/BCl_3/Ar$=3:16:4 sccm gas mixture. According to the x-ray diffraction (XRD) and atomic force microscopy (AFM), the etched ZnO thin film was investigated to the chemical reaction of the ZnO surface in $Cl_2/BCl_3/Ar$ plasma. The field emission auger electron spectroscopy (FE-AES) analysis showed an elemental analysis from the etched surfaces. According to the etching time, the ZnO thin film of etched was obtained to The AES depth-profile analysis. We used to atomic force microscopy to determine the roughness of the surface. So, the root mean square of ZnO thin film was 17.02 in $Cl_2/BCl_3/Ar$ plasma. Based on these data, the ion-assisted chemical reaction was proposed as the main etch mechanism for the plasmas.
[ $AB_2X_4$ ]((A, B)=Transition Metal, X=O, S, Se) 물질에서의 8면체 자리의 이온 거동과 4면체 자리 이온과의 상호작용에 대하여 많은 연구가 이루어지고 있다. 본 연구에서는 4면체 자리에 비자성 이온인 Zn 이온을 치환함에 따른 자기구조의 변화를 관측하여 8면체 자리의 자기구조를 분석하고자 하였다. Cr이온의 일부를 Fe로 치환한 $[Co_{0.9}Zn_{0.1}]_A[Cr_{1.98}{^{57}Fe_{0.02}}]_BO_4$의 닐온도($T_N$는 90K로 $CoCr_{1.98}{^{57}Fe_{0.02}}O_4$ 비하여 감소하였다. 4.2 K에서의 초미세자기장값의 분석결과, 초미세자기장값의 작은 차이를 보이는 잘 분리된 2-set 형태로 나타났으며, $CoCr_{1.98}{^{57}Fe_{0.02}}O_4$의 초미세자기장값은 488, 478 kOe 인데 반하여, $Co_{0.9}Zn_{0.1}Cr_{1.98}{^{57}Fe_{0.02}}O_4$의 초미세자기장값은 $B_1=486$, $B_2=468$ kOe으로 나타났다. Zn 이온의 치환에 따라서 초미세자기장값의 변화를 알 수 있었다. 이러한 결과로 인하여, Zn 이온이 x=0.1 치환된 물질의 경우, 스핀재정렬온도($T_S$)가 18K으로 감소함을 알 수 있다.
본 연구에서는 자외선 영역에서 발광하는 우수한 특성의 적색 형광체를 얻기 위하여 고상 반응법으로 air 분위기에서 $1200^{\circ}C$에서 6시간 동안 열처리하여 $(Y,\;Zn)_2O_3$:$Eu^{3+}$를 Zn 이온의 농도 변화에 따라 실험하였다. $(Y,\;Zn)_2O_3$:$Eu^{3+}$를 XRD에 의해 비교 분석한 결과 주요 peak들이 JCPDS card(No. 41-1105)와 거의 일치하는 것을 확인하였다. 그러나 Zn 이온치 농도가 5 mol% 이상일 때 XRD에서 ZnO의 peak이 관찰되는 것을 확인 하였다. 이로 인하여 Zn 이온의 농도가 5 mol% 이하일 때 불순물 상 없이 $Y_2O_3$ 구조에 잘 고용되는 것을 확인하였다. $(Y,\;Zn)_2O_3$:$Eu^{3+}$의 발광 peak은 여기 흡수 영역인 ${\lambda}ex=254\;nm$를 기준으로 612 nm 영역에서 $Eu^{3+}$ 이온의 $^5D_0{\rightarrow}^7F_2$에 전형적인 에너지 천이에 의해 가장 강한 발광 peak을 나타내는 것을 확인하였으나 Zn 이온의 농도가 10 mo1% 이상일 때 갑자기 발광 peak이 현저히 감소하는 것을 확인하였고 최대의 발광 peak을 가질 때 형광체의 조성은 $(Y_{0.95},\;Zn_{0.05})_2O_3$:$Eu^{3+}_{0.075}$이였고 입자 size는 $0.4{\sim}3{\mu}m$로 확인되었다.
도금산업에서 배출되는 폐수는 독성이 강한 시안이온과 시안착화합물, 그리고 다양한 중금속이 함유되어 있다. 이러한 독성이 강한 시안이온 및 시안 착화합물의 처리는 알칼리염소법에 의한 시안 산화처리방법이 가장 일반적으로 잘 알려진 방법이다. 이는 시안이온은 분해 가능하나 시안 착화합물의 처리는 어려운 것으로 알려져 있고, 실제로 산업현장에서 수질환경보전법상 수질배출허용기준(나 지역) 1 mg/L을 초과하는 경우가 빈번하다. 본 연구에서는 앞서 밝힌 아연백법 및 공침공정을 이용한 복합 중금속-시안착염 폐수의 현장처리(I) (아래에서 "현장처리(I)"으로 표시 함)과 비교하여 크롬환원처리 후 Fe/Zn 공침공정을 적용하여 시안착염을 제거하고, 알칼리염소법에 의한 잔류시안 산화처리방법으로 검토하였다. 크롬처리는 6가 크롬을 3가 크롬으로 환원시 환원제로서 NaHSO$_3$를 사용하여 pH 2.0, ORP 250 mV, 반응시간 30 min.에서 99.9% 이상의 최대제거율을 얻을 수 있었다. Fe/Zn 공침에 의한 시안착염 제거실험은 pH 9.5, FeSO$_4$/ZnCl$_2$ 3.0 $\times$ 10$^{-4}$ mol, mixing rpm 240에서 시안이온의 제거효율은 98.24%(잔류시안농도: 4.50 mg/L)로 최대의 결과를 얻었다. 황화물 침전법에 의한 기타중금속(Cu, Ni)처리반응의 조건은 pH 9.0$\sim$10.0, 반응시간 30 min. mixing rpm 240에서 Cu의 경우 Na$_2$S 주입량 3.0 mol에서 99.9%, Ni의 경우 Na$_2$S 4.0 mol에서 93.86%의 최대결과를 얻었다. Fe/Zn공침처리 후 잔류시안농도 4.50 mg/L의 제거를 위하여 알칼리염소법을 실시한 결과 1차 산화반응은 pH 10.0 이상, ORP 350 mV, reaction time 30 min, 2차 산화반응은 pH 8.0 이하, ORP 650 mV, 반응시간 30 min.에서 제거효율 95.33%, 잔류시안농도 0.21 mg/L의 결과를 얻었다. 즉 (1) 크롬환원처리, (2) Fe/Zn 공침공정에 의한 시안착화합물 제거 및 기타 중금속(Cu, Ni) 처리, (3) 알칼리염소법에 의한 잔류시안 산화처리를 실시한 결과(아래에서 "현장처리(II)"로 표시 함) 시안의 잔류농도는 0.21 mg/L로서 수질 및 수생태계보전에 관한 법율의 수질배출허용기준(나 지역) 1 mg/L의 규제치 이하로 처리가 가능하다는 것을 현장 확인할 수 있었고 "현장처리(I)"보다 처리효율적인 측면이나 경제적인 측면에서 모두 양호한 결과를 얻을 수 있었다.
한국작물학회 2017년도 9th Asian Crop Science Association conference
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pp.144-144
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2017
Micronutrients such as zinc (Zn), iron (Fe), manganese (Mn) have important roles for development and growth in plants but it also have roles in animals and humans. In previous studies, a Korean weedy rice, KH2J was selected to have tolerance to heavy metal, lead (Pb) compared with a cultivar, Milyang23. To identify QTLs for micronutrients concentration in grain, an F2 population (120 plants) were developed from a cross between KH2J and an indica rice cultivar, Milyang23. To measure the concentration of eight ions, Zn, Fe, Mn, Pb, calcium (Ca), copper (Cu), cadmium (Cd) and arsenic (As), grains were collected and digested with 65% nitric acid, and the ion contents were measured using inductively coupled plasma mass spectrometry. A total 27 putative quantitative trait loci (QTLs) were detected on 12 chromosomes by single point analysis and 22 putative QTLs were detected by composite interval mapping. The co-locations of QTL for Zn, Fe and Mn were observed on chromosome 5. The QTLs for Cd, Cu and Zn were co-localized on chromosome 10, and QTLs for Zn, As and Mn was on chromosome 12. The Zn concentration in F2 generation showed significant correlation with concentrations of As (r = -0.4), Cu (r = 0.5) and Fe (r = 0.2) (P < 0.01). Also, the Ca concentration was significantly related with Mn and Fe concentrations (P < 0.01). Fine mapping of these QTLs is underway to analyze their functional relationship.
도데실황산나트륨(SDS)이 수식된 유리탄소전극에 의해 철(III) 이온의 정량분석이 선택성 있게 제안되었다. 이것은 SDS와 $Fe^{3+}$의 정전기적 인력으로 착물이 형성되는 데 근거한 것이다. 철(III) 이온의 정량분석은 시차펄스전압전류법(DPV)에 의해 하였고, 그 정량분석을 위한 $(DS^-)_n-Fe^{3+}$의 환원 피크는 +0.466(${\pm}0.002$)volt (vs. Ag/AgCl)였다. 철(III) 이온의 정랑분석을 위한 검량선은 $0.50{\times}10^{-5}{\sim}10{\times}10^{-5}mol/L$의 농도 범위에서 얻었으며, 검출한계는 $0.14{\times}10^{-5}mol/L$였다. $Cu^{2+}$, $Ni^{2+}$, $Co^{2+}$, $Pb^{2+}$, $Zn^{2+}$ 및 $Mn^{2+}$는 철(III) 이온의 정량에 거의 영향을 미치지 않으나, $CN^- $ 및 $SCN^-$은 철(III) 이온의 정량을 크게 방해하였다.
ZnO with wurtzite structure has a wide band gap of 3.37 eV. Because ZnO has a direct band gap and a large exciton binding energy, it has higher optical efficiency and thermal stability than the GaN material of blue light emitting devices. To fabricate ZnO devices with optical and thermal advantages, n-type and p-type doping are needed. Many research groups have devoted themselves to fabricating stable p-type ZnO. In this study, $As^+$ ion was implanted using an ion implanter to fabricate p-type ZnO. After the ion implant, rapid thermal annealing (RTA) was conducted to activate the arsenic dopants. First, the structural and optical properties of the ZnO thin films were investigated for as-grown, as-implanted, and annealed ZnO using FE-SEM, XRD, and PL, respectively. Then, the structural, optical, and electrical properties of the ZnO thin films, depending on the As ion dose variation and the RTA temperatures, were analyzed using the same methods. In our experiment, p-type ZnO thin films with a hole concentration of $1.263{\times}10^{18}cm^{-3}$ were obtained when the dose of $5{\times}10^{14}$ As $ions/cm^2$ was implanted and the RTA was conducted at $850^{\circ}C$ for 1 min.
The effect of non-stoichimetry and sintering temperature on the magnetic properties of materials in the system $Ni_{0.39}Zn_{0.61}Fe_{2.0+x}O_4$ have been investigated. The value of x used in initial weighing of oxides were varied from -0.04 to -0.12. The value of x, however, appears to be from +0.04 to -0.04 after ferrite powder preparation due to iron pick up during ball mill mixing and grinding. The densities of specimens which were deficientinrion were higher than those with excess ion. Specimens with near stoichiometric composition showed maximum initial permeability an dminimum coercivity whereas high values of quality factor (Q) were observed in iron deficient specimens. The quality factor decreased monotonically with increasing sintering temperature, but the permeability showed maxima with increasing sintering temperature. Thus highest value of figure of merit $\mu$Q was obtained in composition $Ni_{0.39}Zn_{0.61}Fe_{1.98O4}$ sintered at 100$0^{\circ}C$ for 3 hrs. in an air atmosphere.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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