As an isotropic conductive adhesive, that is, a hybrid Cu paste composed of Cu powder, solder powder, and a fluxing resin system, has been quantitatively characterized. The mechanism of an electrical connection based on a novel concept of electrical conduction is experimentally characterized using an analysis of a differential scanning calorimeter and scanning electron microscope energy-dispersive X-ray spectroscopy. The oxide on the metal surface is sufficiently removed with an increase in temperature, and intermetallic compounds between the Cu and melted solder are simultaneously generated, leading to an electrical connection. The reliability of the hybrid Cu paste is experimentally identified and compared with existing Ag paste. As an example of a practical application, the hybrid Cu paste is used for LED packaging, and its electrical and thermal performances are compared with the commercialized Ag paste. In the present research, it is proved that, except the optical function, the electrical and thermal performances are similar to pre-existing Ag paste. The hybrid Cu paste could be used as an isotropic conductive adhesive due to its low production cost.
반도체 소자의 고집적화는 배선에서 많은 문제점을 야기 시킨다. 이러한 문제점들 중에서 대표적인 것이 과도한 전류밀도에 의한 electro-migration(EM)이다. 이는 앞으로 배선의 선폭이 0.25$mu extrm{m}$미만일 경우 더욱 심화될 전망이다. 이에 대안으로 Al-합금에서 Cu로 대체하여 이러한 문제를 해결하려 하고 있다. 그런데, Cu는 Si 및 SiO2와 높은 반응성과 빠른 확산속도를 가지기 때문에 확산방지막이 필요로 되어진다. 현재에는 TiN, TaN 등의 확산방지막이 사용되어지고 있으나, TiN 박막의 경우 표면에 Ti와 oxide와의 결합에 의해 Ti-O 성분이 존재하는데, 이럴 경우 Cu 증착을 하는데 있어 부정적인 요인이 된다. 또한, 이러한 화합물은 Cu와 TiN 계면사이에 밀착성을 나쁘게 하여 고전류 인가시 EM에 있어 높은 저항성을 가질 수가 없다. 따라서, 본 연구는 MOCVD방식으로 Cu 박막을 증착하기에 앞서 수소플라즈마를 이용하여 TiN 표면에 형성된 산소 화합물을 제거한 후 Cu를 증착하여 동일한 조건에서 EM 가속화 실험을 하였다. 그림 1은 Cu/TiN 구조에 있어 수소 전처리를 한 배선의 구조의 MTF(mean time to failure)가 65분이고 전처리를 하지 않은 배선구조는 40분으로 약 50% 긴 MTF를 가지는 것으로 나왔다. 결론적으로 Cu와 TiN 계면에 좋은 밀착성은 EM에 있어 우수한 저항성을 가지는 것으로 나왔다.
In this study, we successfully synthesized copper oxide (Cu2O) particles through a hydrothermal method at a relatively low temperature (150℃). The synthesis involved the precise control of molar concentrations of NaOH. Notably, Cu2O particles were effectively synthesized when NaOH concentrations of 0.15 M and 0.20 M were utilized. While attempts were made at different molar concentrations, the synthesis of pure Cu2O particles was only achieved at concentrations of 0.15 M and 0.20 M. In this experimental investigation, Cu2O synthesized under these specific conditions exhibited absorption characteristics within the wavelength range of 640 to 570 nm, consistently exhibiting a band gap energy of 1.9 eV. These Cu2O particles, characterized by their small band gap energy and straightforward synthetic method, hold significant promise for various applications including semiconductors and solar cells.
본 연구에서는 하이드라진 기조의 환원성 제염제를 이용한 마그네타이트 산화물의 용해를 다루고 있다. 마그네타이트로부터의 Fe(II) 및 Fe(III)의 용해는 protonation, surface complexation 및 reduction에 의해 지배를 받는다. 하이드라진과 황산은 산소결합을 파괴하거나 Fe(III)이온을 Fe(II)이온으로 환원시키기 위한 수소 및 전자를 각각 제공하게 된다. 속도론적 관점에서 보다 효율적인 용해를 위하여 다수의 전이금속의 영향을 분석하여 Cu(II) 이온이 효과적임을 확인한 바 있다. Cu(I) 이온은 Cu(II) 이온으로 산화되는 동안 전자를 방출하여 Fe(III) 이온을 환원시키고 다시 하이드라진에 의해 Cu(I) 이온으로 환원되게 된다. 본 연구를 통해 제염용액에 매우 적은 양의 구리 이온 (약 0.5 mM)을 첨가함에 따라 평균 40% 용해속도가 향상됨을 확인하였고, 특히 특정 조건에서는 70% 이상 용해속도가 향상 됨을 확인하였다. 구리 이온이 하이드라진과 배위결합을 이루는 지에 대해서는 아직 명확하지 않으나, 분명한 것은 $Cu(II)/H^+/N_2H_4$으로 이루어진 제염제는 효과적인 용해성능을 가지고 있다는 것이다.
The bone regeneration effects of copper oxide on experimentally induced fibular fracture were examined in 36 New Zealand white male rabbits. They were divided into two groups: non-treated group (control group) and copper oxide treated group (treatment group). A fibular fracture was created by an osteotomy in the middle of the fibula and 62.5 mg/kg of copper oxide was orally administrated during 7 days after operation in the treatment group. Radiological findings, histopathological examinations and hematoserological findings were observed to evaluate the bone regeneration effects of copper oxide on fibula fracture during 9 weeks. In radiological findings, the area of bone regeneration at the fracture site of the treatment group was significantly wider from 3 weeks to 6 weeks after administration of copper oxide than those of the control group (p < 0.05). In histopathological examinations, fracture healing in treatment group was faster than in control group. Also, histopathological responses of thick bony trabeculae and new bone marrow formation were shown in the treatment group, whereas many fibrous tissues and cartilages were mainly observed in the control group. No specific effects of copper oxide on the body was found in hematological and serological test during experimental period. These results showed that the copper oxide had a potential therapeutic application in the treatment of fracture and bone trauma.
In the present study, nanocrystalline mixed metal oxide, $CuMnO_3$ catalyst have been synthesized by mechanochemical method with green chemistry approach. The synthesized catalyst was characterized by analytical techniques including FTIR, XRD, SEM, TEM and BET surface area. The synthesized catalyst shows high surface area is $121.06m^2/g$ with particle size 18 nm. The one pot four component synthesis of substituted 2-phenyl-4(3H) quinazolinone from the reaction of anthranilic acid, benzoyl chloride, hydrazine hydrate and substituted benzaldehyde in presence of $CuMnO_3$ nanocatalyst has been carried out. It affords the corresponding products with high yield (76-95%) in very short reaction time. All the obtained products were characterized with $^1HNMR$, $^{13}CNMR$, FTIR and EIMS.
WGS reaction over Mo2C and ceria based catalysts was investigated to develop an alternative commercial Cu-Zn/Al2O3 catalyst for fuel processor and hydrogen station. The Mo2C catalysts were prepared by a temperature programmed method and the various metal supported cerium oxide catalysts were prepared by an Impregnation method. The catalysts were characterized by the N2 physisorption, Co chemisorption, XRD, TEM and TPR. It was found that Mo2C and 0.2wt% Pt-40wt%, Ni/CeO2 catalysts had higher activity and stability than the Cu-Zn/Al203 above $260^{\circ}C$. Moreover, CO conversion of more than 85% was observed at $280{\sim}300^{\circ}C$. But all catalysts were deactivated during the thermal cycling runs. The results suggest that these catalysts are an attractive candidate for the alternative Cu-Zn/Al2O3 catalyst for fuel processor and hydrogen station applications.
Based on the differential electrode equilibria approach, potentiometric YSZ sensors with semiconducting oxide electrodes for CO detection are developed. To improve the selectivity, sensitivity and response-time of the sensor, our strategy includes (a) selection of an oxide with a semiconducting response to CO, (b) addition of other semiconducting materials, (c) addition of a catalyst (Pd), (d) utilization of combined p- and n-type electrodes in one sensor configuration, and (e) optimization of operating temperatures. Excellent sensing performance is obtained by a novel device structure incorporating $La_2CuO_4$ electrodes on one side and $TiO_2$-based electrodes on opposite substrate faces with Pt contacts. The resulting response produces additive effects for the individual $La_2CuO_4$ and $TiO_2$-based electrodes voltages, thereby realizing an even higher CO sensitivity. The device also is highly selective to CO versus NO with minor sensitivity for NO concentration, compared to a notably large CO sensitivity.
We fabricated two different transparent conducting oxide thin films of ZnO doped with Ga ($Ga_2O_3$ 0.9 wt%) as well as Al ($Al_2O_3$ 2.1 wt%) (GAZO) and ZnO doped only with Al ($Al_2O_3$ 3 wt%) (AZO). It was investigated how it affects the moisture resistance of the transparent electrode. In addition, $Cu(In,Ga)Se_2$ thin film solar cells with two transparent oxides as front electrodes were fabricated, and the correlation between humidity resistance of transparent electrodes and device performance of solar cells was examined. When both transparent electrodes were exposed to high temperature distilled water, they showed a rapid increase in sheet resistance and a decrease in the fill factor of the solar cell. However, AZO showed a drastic decrease in efficiency at the beginning of exposure, while GAZO showed that the deterioration of efficiency occurred over a long period of time and that the long term moisture resistance of GAZO was better.
The low-temperature sinterability of TiO2-CuO systems was investigated using a solid solution of SnO2. Sample powders were prepared through conventional ball milling of mixed raw powders. With the SnO2 content, the compositions of the samples were Ti1-xSnxO2-CuO(2 wt.%) in the range of x ≤ 0.08. Compared with the samples without SnO2 addition, the densification was enhanced when the samples were sintered at 900℃. The dominant mass transport mechanism seemed to be grain-boundary diffusion during heat treatment at 900℃, where active grain-boundary diffusion was responsible for the improved densification. The rapid grain growth featured by activated sintering was also obstructed with the addition of SnO2. This suggested that both CuO as an activator and SnO2 dopant synergistically reduced the sintering temperature of TiO2.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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