• The Korean Journal of Ceramics
• /
• 제4권2호
• /
• pp.95-98
• /
• 1998

We have developed new type of superconducting-superionic conducting nanohybrids, $Ag_xI_wBi_2Sr_2Ca_{n-1}Cu_nO_y$ (n=1 and 2) by applying the chimie douce reaction to the superconducting Bi-based cuprates. These nanohybrids can be achieved by the stepwise intercalation whereby the $Ag^+$ ion is thermally diffused into the pre-intercalated iodine sublattice of $IBi_2Sr_2Ca_{n-1}Cu_nO_y$. According to the X-ray diffraction analysis, the Ag-I intercalates are found to have an unique heterostructure in which the superionic conducting Ag-I layer and the superconducting $IBi_2Sr_2Ca_{n-1}Cu_nO_y$ layer are regularly interstratified with a remarkable basal increment of ~7.3$\AA$. The systematic XAS studies demonstrate that the intercalation of Ag-I accompanies the charge transfer between host and guest, giving rise to a change in hole concentration of $CuO_2$ layer and to a slight $T_c$ change. The Ag K-edge EXAFS result reveals that the intercalated Ag-I has a $\beta$-AgI-like local structure with distorted tetrahedral symmetry, suggesting a mobile environment for the intercalated $Ag^+$ ion. In fact, from ac impedance analyses, we have found that the Ag-I intercalates possess a fast ionic conductivity ($\sigma_i=10^{-1.4}\sim 10^{-2.6}\Omega^{-1}\textrm{cm}^{-1}\;at\;270^{\circ}C$ with an uniform activation energy ($\DeltaE_a=0.22\pm 0.02$ eV). More interesting finding is that these intercalates exhibit high electronic conducting as well as ionic ones ($t_i$=0.02~0.60) due to their interstratified structure consisting of superionic conducting and superconducting layers. In this respect, these new intercalates are expected to be useful as an electrode material in various electrochemical devices.

• 대한화학회지
• /
• 제50권4호
• /
• pp.315-320
• /
• 2006

도핑된 망간 산화물을 저온 산화환원반응을 통하여 합성하였다. 분말X선 회절분석 결과는 황이 도핑된 화합물이 층상 birnessite 구조로, 그리고 셀레늄 도핑 시료는 터널 -MnO2 구조로 결정화 되어 있음을 나타낸다. 이와 대조적으로 텔루륨이 도핑된 시료는 비정질상으로 잘 발달된 회절 피크를 보이지 않는다. EDS분석으로부터 칼코겐 원소가 망간 산화물 격자 내에 망간원소에 대해 4-7%의 농도로 도핑되었음을 확인하였다. 이들 물질을 이루는 구성원소의 화학결합상태를 X선 흡수 분광분석법 (XAS)을 이용하여 조사하였다. Mn K-흡수단 XAS 결과로부터 +3/+4가 혼합 원자가 상태를 가지는 망간 이온이 산소 팔면체 자리에 안정화 되어 있다는 사실을 확인하였다. Se K-와Te L1-흡수단 XAS 분석 결과는 중성인 Se과 Te 원소가 산화제인 KMnO4와의 반응을 통해 +6가 양이온으로 산화되었음을 보여준다. 결정구조와 망간의 산화상태를 감안하면 이들이 리튬 이차전지용 전극물질로서 응용 가능할 것으로 기대된다.

• 대한화학회지
• /
• 제48권1호
• /
• pp.46-52
• /
• 2004

층상구조를 갖는 망간산화물에서 결정성과 구조적 안정도 간의 관계에 대해 조사하였다. 좋은 결정성을 갖는 망간산화물은 고상합성법-이온교환법을 이용하여 합성하였으며, 나노결정 망간산화물은 실온에서의 Chimie-Douce 반응을 통해 얻어졌다. 마이크로 라만 분광과 X선 흡수분광 결과는 결정성에 상관없이 이들 화합물에 존재하는 망간이온이 공통적으로 층상구조의 팔면체 자리에 안정화되어 있음을 보여준다. 미분전하용량 분석 결과는 나노결정 화합물의 층상구조가 전기화학적 충방전 과정 동안 안정하다는 사실을 보여주며, 이와는 대조적으로 좋은 결정성을 갖는 층상구조 화합물의 경우 현저한 구조변화를 겪는다는 사실을 보여준다. 마이크로 라만 분광 결과는 이러한 구조전이가 층상 구조로부터 스핀넬 타입 구조로의 변화에 해당함을 보여준다. 위 실험 결과로부터 나노결정성이 층상구조의 안정도를 향상시킨다는 결론을 얻을 수 있었다.