• Title/Summary/Keyword: 질소도핑

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$CH_4-H_2-N_2 $ 기체계에서 MW-PACVD를 이용한 결정상의 합성

  • 김도근;백영준;성태연
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 1999.07a
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    • pp.54-54
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    • 1999
  • 다이아몬드 합성시 질소 첨가는 Cn 화합물의 합성가능성을 비롯하여 다이아몬드의 질소 도핑, 성장 속도 및 결정성 변화 등 다양한 관점에서 중요한 의미를 가지고 있다. 본 연구에서는 다이아몬드의 일반적인 합성조건에서 질소를 첨가하여 합성된 막의 형상 및 상 변화에 대해 고찰하였다. 막은 다이아몬드 전처리시킨 Si 기판위에 microwave plasma CVD 장치를 이용하여 합성하였다. 유입되는 혼합가스(CH4+H2+N2)에서 N2 첨가량을 0-95%까지 변화시켰다. 이때 CH4 농도는 5%로 고정하였고, 합성온도는 90$0^{\circ}C$-115$0^{\circ}C$까지 변화시켰다. 이와 같이 합성된 막의 표면조직 및 성장 두께를 측정하기 위해 주사전자현미경을 이용하였다. 상의 분석은 Raman, XRD 및 TEM 분석을 이용하였으며, 조성분석을 위해 XPS 및 AES를 사용하였다. 질소 첨가량에 따라 합성된 막은 첨가하지 않은 경우에 다이아몬드 결정에서 시작하여 질소첨가에 따라 결정면이 깨지는 것으로 나타났다. 그러나 30%, 45%의 경우는 다시 결정면이 나타났다. 다량의 질소가 첨가되었을 때, 다시 결정면을 보이는 다이아몬드가 합성된 것은 매우 흥미로운 결과이다. 한편 질소와 메탄만의 기체하에서는 다시 결정면이 관찰되지 않았다. 이들 상의 구조는 XRD 및 TED 분석을 통해 모두 다이아몬드로 확인되었다. 기체내의 질소의 첨가에 관계없이 고상내에 질소는 확인되지 않았다. 따라서 이방법에 의한 CN 화합물의 합성은 힘든 것으로 보여진다. 이들 실험 결과를 근거로 온도 및 조성에 따른 기체의 열역학적 계산을 통하여 합성거동과의 연관성을 검토하였다. anode는 매우 높은 충전용량을 갖는데 첫 번째 방전시에 Li2O를 생성하여 비가역적 반응을 나타내고 계속되는 충방전 동안 Li-Sn 합금이 생성되어 2차전지의 가역적 반응을 가능하게 한다. SnO2 는 대기중에서 Li 금속보다 안정하기 때문에 전지의 제작 공정 및 사용 면에서 매우 우수한 물질이지만 아직까지 SnO2 구조적 특성과 전지의 충, 방전 특성에 대한 관계의 규명을 위한 정확한 정설은 제시되고 있지 못하다. 본 연구에서는 TFSB anode 물질로써 SnOx박막을 상온에서 여러 전도성 콜렉터 위에 증착하여 그 충, 방전 특성을 보고하였다. 증착된 SnOx박막의 표면은 SEM, AFM으로 분석하였으며 구조의 분석은 XR와 Auger electron spectroscope로 하였다. 충, 방전 특성을 분석하기 위하여 리늄 foil을 대극과 참조 전극으로 하여 EC:DMC=1:1, 1M LiPF6 액체 전해질을 사용한 Half-Cell를 구성하여 100회 이상의 정전류 충, 방전 시험을 행하였다. Half-Cell test 결과 박막의 구조, 콜렉터의 종류 및 Sn/O비에 따라 서로 다른 충, 방전 거동을 나타내었다.다. 거의 없었다. 5mTorr 일 때가 가장 좋았다.수 있음을 알 수 있었다. 그러므로, RNA바이러스의 하나인 BVDV의 viral replicon을 이용하여 다양한 종류의 포유동물 세포에 유전자 발현벡터로써 사용할 수 있음으로 post-genomics시대에 다양한 종류의 단백질 기능연구에 맡은 도움이 되리라 기대한다.다양한 기능을 가진 신소재 제조에 있다. 또한 경제적인 측면에서도 고부가 가치의 제품 개발에 따른 새로운 수요 창출과 수익률 향상, 기존의 기능성 안료를 나노(na

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Photoelectrochemical Performance of Hematite Nanoparticles Synthesized by a DC Thermal Plasma Process (DC 열플라즈마를 이용하여 제조된 산화철 나노입자의 광 전기화학적 물분해 효율 증가연구)

  • Lee, Chulho;Lee, Dongeun;Kim, Sunkyu;Yoo, Hyeonseok;Choi, Jinsub
    • Applied Chemistry for Engineering
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    • v.26 no.3
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    • pp.306-310
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    • 2015
  • In this research, hematite nanoparticles were synthesized by DC thermal plasma process to increase the overall surface area. The effect of binders on hematite electrodes was investigated by changing the type and composition of binders when preparing electrodes. Nitrogen gas was also added to the DC thermal plasma process in order to dope the hematite with N for enhancing photoelectrochemical properties of hematite nanoparticles. The efficiency of water splitting reaction was measured by linear sweep voltammetry (LSV) under solar simulator. In LSV measurements, the onset potential and maximum current density at a fixed voltage were measured. The durability of electrodes was checked by repeating LSV measurements. CMC (carboxymethyl cellulose) binder with 50 : 1 composition exhibits the highest current density of $12mA/cm^2$ and CMC binder with 20 : 1 composition, showing the initial current density of $3mA/cm^2$, endures 20 times of repetitive LSV measurements. Effects of nitrogen doping on hematite nanoparticles were proven to be insignificant.

Optical properties of Yb3+ doped Y3Al5O12 single crystals derived by the Czochralski method according to growth atmosphere and doping concentration (Czochralski 법으로 성장된 Yb3+ doped Y3Al5O12 단결정의 성장 분위기 및 도핑 농도에 따른 광학적 특성)

  • Shim, Jang Bo;Lee, Young Jin;Kang, Jin Ki;Lee, Young Kuk
    • Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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    • v.25 no.2
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    • pp.68-73
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    • 2015
  • Single crystals of $Yb^{3+}$ doped $Y_3Al_5O_{12}$ up to 25 at.% were grown by the Czochralski method. Using the pulling rate of 0.8 mm/h and the rotation rate of 10 rpm, single crystals with diameters of up to 40 mm and lengths up to 160 mm were obtained. The growth atmosphere was either pure nitrogen or the mixture of nitrogen and oxygen. The crystal was bluish green when using pure nitrogen and the crystal was colorless when using the mixture of 99 % nitrogen and 1 % oxygen. The concentration of $Yb^{3+}$ ions decreased with increasing the length of the crystal and $Yb^{3+}$ concentration of core area was slightly higher than the other areas in the compositional analysis. The fluorescence lifetime decreased with increasing the doping concentration of $Yb^{3+}$ ions.

Synthesis and Electrochemical Properties of Nitrogen Doped Mesoporous TiO2 Nanoparticles as Anode Materials for Lithium-ion Batteries (질소도핑 메조다공성 산화티타늄 나노입자의 합성 및 리튬이온전지 음극재로의 적용)

  • Yun, Tae-Kwan;Bae, Jae-Young;Park, Sung-Soo;Won, Yong-Sun
    • Clean Technology
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    • v.18 no.2
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    • pp.177-182
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    • 2012
  • Mesoporous anatase $TiO_2$ nanoparticles have been synthesized by a hydrothermal method using a tri-block copolymer as a soft template. The resulting $TiO_2$ materials have a high specific surface area of $230\;m^2/g$, a predominant pore size of 6.8 nm and a pore volume of 0.404 mL/g. The electrochemical properties of mesoporous anatase $TiO_2$ for lithium ion battery (LIB) anode materials have been investigated by typical coin cell tests. The initial discharge capacity of these materials is 240 mAh/g, significantly higher than the theoretical capacity (175 mAh/g) of LTO ($Li_4Ti_5O_{12}$). Although the discharge capacity decreases with the C-rate increase, the mesoporous $TiO_2$ is very promising for LIB anode because the surface for the Li insertion is presented significantly with mesopores. Nitrogen doping has a certain effect to control the capacity decrease by improving the electron transport in $TiO_2$ framework.

Structural, Optical and Electrical Properties of N-doped ZnO Nanofilms by Plasma Enhanced Atomic Layer Deposition (플라즈마 원자층 증착 방법을 이용한 N-doped ZnO 나노박막의 구조적.광학적.전기적 특성)

  • Kim, Jin-Hwan;Yang, Wan-Youn;Hahn, Yoon-Bong
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • v.49 no.3
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    • pp.357-360
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    • 2011
  • N-doped ZnO nanofilms were prepared by plasma enhanced atomic layer deposition method. $Zn(C_{2}H_{5})_{2}$, $O_{2}$ and $N_{2}$ were used as Zn, O and N sources, respectively, for N-doped ZnO films under variation of radio frequency (rf) power from 50-300W. Structural, optical and electrical properties of as-grown ZnO films were investigated with Xray diffraction(XRD), photoluminescence(PL) and Hall-effect measurements, respectively. Nitrogen content and p-type conductivity in ZnO nanofilms increased with the rf power.

Characteristic of Nitrogen doped Diamond-Like Carbon film on the Silicon substrates (실리콘 기판에 증착된 질소도핑 DLC 박막의 특성)

  • Nguyen, Van Cao;Kim, Tae Hyeon;Kim, Hye Sung;Shin, Dong Chul;Kim, Tae Gyu
    • Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers
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    • v.12 no.2
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    • pp.34-40
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    • 2013
  • Various depositional conditions, such as substrate, pressure, deposition time, temperature of substrate, power and gas composition, have mainly been studied to attain DLC films using RF sputtering system up to the current. In this study, the $N_2/Ar/CH_4$ gas mixture factored on characteristics of DLC deposited film such as structure, hardness, electrical property were investigated. The concentration of the $N_2$ gas in the sputtering gas may be a significant effect on the growth rate of the doped films, because nitrogen ions react not only with the carbon atoms on the target but also with $C_xH_y$ ions in the plasma on the substrate surface. It was seen from this experimental that the resistance of deposited film is decreased, and the relative intensity ratio of D to G peak is increased as nitrogen content of film deposition is increased.

증착압력변화에 따른 GaZnO 박막의 전기적 광학적 특성

  • Kim, Hyeong-Jun;Kim, Deuk-Yeong;Seong, Jun-Je;Lee, Yeong-Min;Jo, Hyeon-Chil;U, Yong-Deuk;Lee, Se-Jun
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2010.02a
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    • pp.208-208
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    • 2010
  • 본 연구에서는 투명전도성산화막으로 적용 가능한 Ga이 도핑된 ZnO(GZO)의 성장 및 후처리 과정에 따른 구조적, 전기적, 광학적 특성을 관찰하였다. GZO 박막은 상온과 $200^{\circ}C$, 50~250 mTorr (50 mTorr 단계)에서 RF 마그네트론 스퍼터법으로 증착하였다. 이와 같은 조건에서 성장 된 박막의 특성을 분석하여 최적의 온도 및 작업압력에서 RF power를 변화시켜 박막을 성장한 후 질소 및 수소를 이용한 후처리 공정을 통하여 GZO 박막을 제작, 각 조건에 따른 구조적, 전기적 및 광학적 특성 변화를 조사하였다. XRD 측정에서, 열처리 전 시료에서는 GZO (002) 상의 Bragg-Angle 위치가 호스트 물질 ZnO의 기준위치보다 낮은 각도 쪽에서 나타났으며, 이는 Ga이 Zn와 치환되지 못하고 격자 내에 침입형태로 존재함에 따른 것으로 판단된다. 열처리 이후 전반적으로 분위기 가스의 종류에 관계없이 결정성, 광투과율 및 전기적 특성이 향상되는 것이 관측되었다. 질소 분위기에서 열처리된 GZO 박막의 경우, 전반적으로 박막 증착 시 초기 작업압력의 증가에 따라 비저항이 증가하는 현상이 관측되었다. 반면, 수소 분위기에서 열처리된 박막에서는 박막 증착 초기 작업 압력이 증가함에 따라 비저항이 감소하는 경향이 관측되었다. 이러한 결과는 XPS(X-Ray Photoelectron Spectroscopy)로 분석한 결과, 질소 분위기에서 열처리된 GZO 박막은 O-H 결합이 Zn-O 결합에 비해 과도하지 않은 반면, 수소화 처리된 GZO 박막에서 Zn-O 결합에 비해 과도한 O-H 결합이 존재하기 때문으로 관측되었다. 그러한 이유는 O-H 결합이 GZO 박막 내 산소 결공($V_o$)과 밀접한 관계가 있기 때문이며, O-H 결합의 증가는 $V_o$-H 결합체의 증가를 의미하기 때문이다.

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Surface Treatments of Carbon Nanomaterials using Atmospheric Pressure Plasma (대기압 플라즈마를 이용한 탄소나노소재의 표면처리)

  • Lee, Byeong-Ju;Jeong, Gu-Hwan
    • Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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    • 2013.05a
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    • pp.67-67
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    • 2013
  • 그래핀과 탄소나노튜브와 같은 탄소나노재료는 우수한 물성으로 인하여 다양한 분야에 응용이 가능할 것으로 예측되고 있으며, 더욱이 이러한 특성은 구조변형, 화학적 도핑뿐만 아니라 표면처리를 통해서 제어가 가능하다고 알려져 있다. 본 연구에서는 기존의 진공 공정이 아닌 상온 상압 환경에서 그래핀과 탄소나노튜브를 효율적으로 표면 처리하기 위하여 대기압 플라즈마장치를 제작하였고, 질소플라즈마를 이용하여 그래핀과 탄소나노튜브의 표면을 처리하였다. 대표적인 결과로는 소수성이었던 그래핀 및 탄소나노튜브의 표면을 친수성으로 개질하였으며, 플라즈마 처리에 의한 결함을 최소화시킬 수 있는 최적의 표면처리 조건을 도출하였다.

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Application of Photocatalytic Decomposition of Methylene Blue on N-doped TiO2 (질소 도핑 TiO2의 Methylene Blue 광분해 제거에의 적용)

  • Baek, Mi-Hwa;Choi, Su-A;Kim, Dong-Su
    • Journal of Korean Society on Water Environment
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    • v.26 no.4
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    • pp.707-712
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    • 2010
  • Nitrogen-doped $TiO_2$ particles have been successfully prepared using titanium tetraisopropoxide as the Ti source and urea as the nitrogen source. As-prepared nitrogen-doped $TiO_2$ was characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), Brunauer-Emmett-Teller method (BET) and ultraviolet-visible light (UV-vis) absorption spectra techniques. Photocatalytic degradation of Methylene Blue (MB) has been carried out in both solar light (UV-vis) and the visible region (${\lambda}=420nm$). Nitrogen-doped $TiO_2$ exhibits higher activity than the commercial $TiO_2$ photocalyst, particularly under visible-light irradiation because bandgap of nitrogen-doped $TiO_2$ becomes remarkably decreased.

Investigation of Physical Properties of N-doped DLC Film and Its Application to Mo-tip FEA Devices (질소가 도핑된 DLC 막의 물성 조사 및 Mo-tip FEA 소자에의 응용)

  • Ju, Byeong-Kwon;Jung, Jae-Hoon;Kim, Hoon;Lee, Yun-Hi;Lee, Nam-Yang;Oh, Myung-Hwan
    • The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers C
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    • v.48 no.1
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    • pp.19-22
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    • 1999
  • N-doped and low-hydrogenated DLC thin films were coated on the Mo-tip FEAs in order to improve the field emission performance and their electrical properties were evaluated. The fabricated devices showed improved field emission performance in terms of turn-on voltage, emission current and current fluctuation. This result might be caused both by the shift of Fermi level toward conduction band by N-doping and by the inherent stability of DLC material. Furthermore, the transconductance of the DLC-coated Mo-tip FEA and electrical conductivity and optical band-gap of the deposited DLC films were investigated.

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