수용액중에서 Nd(III)와 Ho(III) 이온의 hypersensitive 전이대의 oscillator strength에 미치는 몇가지 리간드의 효과를 연구하였다. 이때에 사용한 리간드는 furoate, anthranilate와 squarate이다. 각 착화합물에 있어서 금속-리간드 결합간에 존재하는 공유결합성을 리간드의 $pK_a$와 착화합물의 hypersensitive 전이대의 oscillator strength 사이에 정립된 관계에 근거를 두고 논하였다.
트립토판 합성효소의 이소조절성에 작용하는 리간드가 알려져 있다. $\beta$반응의 기질인 세린만이 있는 조건에서 일가 양이온과 glycerophosphate의 리간드효과를 잔기치환체를 사용하여 조사하였다. 이들 리간드가 이 효소의 이소조절성에 관여하고 있음을 보여주고 있다.
빠르고 정확한 글루코오스 농도 측정은 의료, 식품, 환경 등 다양한 산업에서 매우 중요하다. 글루코오스 산화효소를 기반으로 하는 현재 글루코오스 센서는 높은 감도와 선택성을 갖지만 온도변화나 다른 화학물 등 환경에 취약하다는 단점이 있다. 따라서 최근 비효소식 글루코오스 센서에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 금속-유기 구조체(MOFs)는 금속이온과 유기물 리간드로 구성된 결정성 다공체로, 큰 기공 크기와 비표면적, 안정성 등을 특징으로 갖는다. 대부분의 MOFs는 전기전도도가 낮지만 금속이온의 산화/환원, 리간드의 화학적 개질을 통해 전기화학분야에서도 다양하게 연구되고 있다. 본 연구에서는 글루코오스 농도 측정을 위한 전극촉매로 다양한 금속이온과 리간드로 이루어진 MOFs를 합성했다. 표면분석을 통해 MOFs의 전기화학적 처리 전후의 구조와 성질 변화를 관찰했고 전기화학적 분석을 통해 금속이온과 리간드의 종류가 감도, 선택성 등 글루코오스 검지 성능에 주는 영향을 분석했다. 그 결과 Ni, Co 기반의 MOFs가 글루코오스에 대해 높은 감도를 보였으며 이를 통해 MOFs의 글루코오스 센서로의 응용 가능성을 확인했다.
마이오 이노시톨을 이용한 새로운 고분자 리간드를 합성하였다. 형태적으로 안정한 이노시톨 고분자를 얻기 위해 고리화 고분자반응을 시도하였으며, 고리화의 메커니즘 및 고리 구조가 입증되었다. 또한, 분광학적 비교 방법을 이용해 합성된 고분자들의 형태가 밝혀졌다. 마이오 이노시톨 카보네이트를 이용해 형태적으로 고정된 고분자 리간드를 성공적으로 합성하였다.
구리는 낮은 비저항, 높은 열전도도, 우수한 electromigration(EM)저항특성 등을 바탕으로 차세대 nano-scale집적회로의 interconnect application에 적합한 금속재료로서 각광받고 있다. copper interconnect는 damascene process 를주로 이용하는데 CVD를 이용하면 step coverage가우수한 seed layer얻을 수 있어 고집적 소자의 구현이 가능하다. 최근에 비 균등화 반응(disproportionationreaction)을 이용하여 고 순도 구리박막을 제조하기위해 $\beta$-diketonate Cu(I) Lewis-base의 전구체를 많이 이용하는데 그중에서 hexafluoroacetylacetonate(hfac)Cu(I)vinyltrimethylsilane (VTMS)가 널리 이용되고 있다. 그러나 (hfac)Cu(I)(VTMS) 또는 유사계열의 전구체들은 열적안정성및 보관안정성이 부족하여 실제 양산공정에 적합하지 못한 단점이 있었다. 본 연구에 이용된 2가 전구체Cu(dmamb)2는 높은 증기압($70^{\circ}C$, 0.9torr)을 가지며 종래에 주로 이용하던 1가 전구체 (hfac)Cu(VTMS)에 비해 높은 활성화 에너지(~113 kJ/mol)를가짐으로서 열적안정성 및 보관안정성이 우수하다. 다른 한편으로 2가전구체는 안정성이 우수한 만큼 낮은 증기압을 극복하기 위해 리간드에 플루오르를 주로 치환하여 증기압을 높이는데 플루오르는 성장하는 박막의 접착력을약하게 하는 단점을 가진다. 하지만 본 연구에 사용된 Cu(dmamb)2는 리간드에 플루오르를 포함하지 않으며, 따라서 고품질의 박막을 용이한성장환경에서 제조할 수 있는 장점들을 제공한다. 비활성가스 분위기에서 2가전구체는 열에너지에 의해 리간드의 자가환원에따라 금속-리간드 분해가 발생한다. 하지만 수소분위기에서는수소가 환원제로 작용하여 리간드의 분해를 용이하게 하는 특징을 가지며 따라서 비활성분위기일 때 비해 낮은 성장온도를 가진다. 또한 수소는 잔류하는 리간드 및 불순물과 결합하여 휘발성화학종들을 생성하여 고순도의 구리박막제조를 가능하게한다.
Co(Ⅱ)와 Cu(Ⅱ)의 금속이온을 디티존의 클로로포름용액으로 추출할 때, 보조 리간드로 티오시안산이온을 사용하여 금속착물의 분포비, 추출률 및 추출속도상수를 구하여 보조 리간드를 사용하지 않았을 경우와 비교하였다. 착물의 분포비는 보조 리간드가 없을 때보 다 보조 리간드가 있을 때, Co(Ⅱ)는 염기성에서 3배 정도, Cu(Ⅱ)는 넓은 pH범위에서 2배 정도 더 크게 나타났고, 추출률은 보조 리간드가 존재하면 Co(Ⅱ)는 90에서 99%로, Cu(Ⅱ)는 95에서 99%로 증가하였다. 그리고 추출속도상수 $k_1\;은\;Co(Ⅱ):1.2{\times}10^5, k_2: 1.34{\times}10^{17} mol^{-1}dm^3s^{-1}$이였으며 Cu(Ⅱ)는$k_1\;과\;k_2$가 각각$1.1{\times}10^8과\;2.83{\times}10^{10} mol^{-1}dm^3s{-1}이였다.
세자리 비스(이미노)알릴 (N,C,N-집게발) 리간드를 가진 단핵 Ni(II) 착물을 발표하고자 한다. 새로운 착물(2,6-(ArN=CH)2C6H3)NiBr (Ar=2,6-dimethylphenyl (1), 2,6-diisopropylphenyl (2))은 산화성 첨가반응에 의해 Ni(COD)2 (COD=1,5-cyclooctadiene)와 1,3-(ArN=CH)2C6H3Br (bis(N-Ar)-2-bromoisophthalaldimine: Ar=Ph-2,6-Me2, Ph-2,6-iPr2) 으로부터 높은 수율로 합성하였다. 리간드와 니켈 착물에 대한 개선된 합성경로에 대하여 설명하고자 한다. 니켈(II) 착물 1, 2는 적외선 분광학, 수소-핵자기공명, 그리고 원소분석에 의해 구조를 밝혔다. 합성한 니켈 착물을 촉매로 사용하여 에틸렌 중합반응을 시도하였으나 목적하는 에틸렌고분자는 얻어지지 않고 소량의 올리고머가 형성되었다. 본 연구에서 합성한 니켈 착물이 에틸렌고분자 촉매반응에 활성을 보이지 않는 이유는 아마도 집게발 착물의 높은 경직성과 리간드의 비치환성 때문에 반응에 필요한 적합한 조건을 제공하지 못 했다고 사료된다.
카르벤-올레핀-전이금속착물들[$(CO)_4M=CHX(CH_2=CH_2)$] (X: $OCH_3,\;NHCH_3,\;SCH_3$, M: C, Mo, W)의 형태에 대하여 확장된 Huckel 방법으로 계산하여 연구하였다. $d^6$ 전이금속 8면체 착물에서는 두 개의 인자 즉 금속에서 리간드로의 역제공과 리간드-리간드 상호작용이 안정한 형태를 결정해 준다는 사실이 밝혀졌지만 카르벤에 $\pi$-전자를 수용하는 리간드와 $\pi$-전자를 주는 기가 배위되어 있을 때 리간드-리간드 상호작용이 우세하므로 착물이 형태를 결정해 주는 주요한 인자라고 예측된다.
(hfac)Cu(I)L구리 1가 전구체의 경우 L의 종류에 따라 여러 화합물이 존재하며 L이 전구체의 특성 및 증착에 미치는 영향을 규명하였다. 이때 중성리간드는 ATMS(allytrimethylsilane), VTMS(vinyltri-methylsilane), VCH(vinylcyclohexane), MP (4-methyl-1-pentene), ACP(allylcyclopentane), DMB (3,3-dimethyl-1-butene) 등의 alkene류이었다 hfacCu(I)L 전구체는 TG-DSC 분석에서 관찰된 Cu(I)-L 분해 온도가 낮으면 $100^{\circ}C$ 이하의 저온 증착이 가능하였고 저온에서 낮은 박막 비저항 값을 얻을 수 있었다. 또한 이 분해온도가 높은 전구체 일수록 열적으로 안정함을 일정 시간 가열평가를 통해 알 수 있었다. 약 $125~175^{\circ}C$ 증착온도에서는 중성리간드의 종류에 무관하게 증착된 구리 박막의 비저항값이 거의 비슷하였고 약 $226^{\circ}C$ 이상의 증착온도에서는 박막의 비저항이 중성리간드의 분자량의 크기에 비례하여 증가하였다. 전구체의 증기압은 중성리간드의 끓는점과 가장 밀접한 관계가 있으며 중성리간드의 끓는점이 낮으면 낮을수록 증기압은 높았다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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