The pristine fluorine-doped $SnO_2$ (abbreviated as FTO) inverse opal (IO) was developed using a 410 nm polystyrene bead template. The nanolayered copper tungsten oxide ($CuWO_4$) was decorated on the FTO IO film using a facile electrochemical deposition, subsequently followed by annealing at $500^{\circ}C$ for 90 min. The morphologies, crystalline structure, optical properties and photoelectrochemical characteristics of the FTO and $CuWO_4$-decorated FTO (briefly denoted as $FTO/CuWO_4$) IO film were investigated by field emission scanning electron microscopy, X-ray diffraction, UV-vis spectroscopy and electrochemical impedance spectroscopy, showing FTO IO in the hexagonally closed-pack arrangement with a pore diameter and wall thickness of about 300 nm and 20 nm, respectively. Above this film, the $CuWO_4$ was electrodeposited by controlling the cycling number in cyclic voltammetry, suggesting that the $CuWO_4$ formed during 4 cycles (abbreviated as $CuWO_4$(4 cycles)) on FTO IO film exhibited partial distribution of $CuWO_4$ nanoparticles. Additional distribution of $CuWO_4$ nanoparticles was observed in the case of $FTO/CuWO_4$(8 cycles) IO film. The $CuWO_4$ layer exhibits triclinic structure with an indirect band gap of approximately 2.5 eV and shows the enhanced visible light absorption. The photoelectrochemical (PEC) behavior was evaluated in the 0.5 M $Na_2SO_4$ solution under solar illumination, suggesting that the $FTO/CuWO_4$(4 cycles) IO films exhibit a photocurrent density ($J_{sc}$) of $0.42mA/cm^2$ at 1.23 V vs. reversible hydrogen electrode (RHE, denoted as $V_{RHE}$), while the FTO IO and $FTO/CuWO_4$(8 cycles) IO films exhibited a $J_{sc}$ of 0.14 and $0.24mA/cm^2$ at $1.23V_{RHE}$, respectively. This difference can be explained by the increased visible light absorption by the $CuWO_4$ layer and the favorable charge separation/transfer event in the cascading band alignment between FTO and $CuWO_4$ layer, enhancing the overall PEC performance.
폐광된 장풍광산의 풍화된 폐광석에 함유된 중금속의 존재형태를 규명하기 위해 5단계 연속추출법을 수행하였다. 각 단계에서 용출된 용액은 ICP-AES로 분석하였다. XRD로 풍화된 폐광석 시료들의 광물조성을 파악한 결과, 시료는 산성 환경에서 pH에 대한 완충작용을 할 수 있는 방해석의 유무에 따라 두 유형(type I and type II)으로 나눌 수 있었다. Type I 시료의 주 구성광물은 석영으로 방해석이 산출되지 않으며, type II 시료의 주 구성광물은 방해석이었다. 모든 시료에서 비소, 코발트, 철은 잔류형태로 존재하는 것이 가장 우세하였다. 카드뮴, 망간, 아연의 경우 type I 시료에서는 잔류형태가, type II 시료에서는 산화철망간형태가 우세하였다. 구리는 type I 시료의 경우 잔류형태가 가장 우세하였고, type II의 경우 황화광물형태가 우세하였다. 납은 type I시료에서는 잔류형태가 가장 우세하였고, type II시료에서 산화철망간 형태가 우세하였다. pH 4-7 사이에서 중금속의 상대적인 이동성은 type I시료의 경우 아연>구리>카드뮴>납>코발트>비소의 순서였으며, type II시료에서는 카드뮴>구리>아연>납>비소>코발트의 순서로 확인되었다.
리튬 흡착제용 신규 전구체인 $Li_{1.6}(MnM)_{1.6}O_4$ (M=Cu, Ni, Co, Fe)을 수열법에 의해 합성한 후에, 물리화학적인 성질을 고찰하였다. XRD와 HRTEM을 이용한 분석 결과로부터 Co를 도핑한 경우에는 본래의 스피넬 구조가 유지되는 반면에, Cu, Ni, Fe를 도핑한 경우에는 구조적인 변화가 발생하는 것을 확인하였다. Co 도핑에 의해 확인된 구조의 안정화는 산처리에 의해 리튬을 침출시킨 후에도 유지되었다. 해수에 함유된 리튬을 흡착하는 효율은 Co가 도핑된 망간 산화물 인 $Li_{1.6}[MnCo]_{1.6}O_4$가 상업적으로 적용 가능한 $Li_{1.33}Mn_{1.67}O_4$ 보다 우수한 특성을 나타내었다. 해수 1g으로부터 흡착되는 Li의 양은 $Li_{1.6}[MnCo]_{1.6}O_4$를 사용했을 경우에 35mg이었고, $Li_{1.33}Mn_{1.67}O_4$을 사용했을 경우에는 16mg 이었다.
전기적인 장치를 필요로 하는 분야의 빠른 발전에 따라 그 기본이 되는 에너지 저장소자에 관한 연구가 많은 관심을 불러일으키고 있다. 특히, 다양한 에너지 저장 소자 중 기존의 배터리 보다 높은 에너지 밀도와 빠른 충전/방전 속도, 그리고 상대적으로 긴 수명을 가진 슈퍼커패시터에 관한 연구가 많이 이루어 지고 있다. 나노구조를 가진 슈도용량성 물질을 전극에 합성시키는 방법은 크게 두 가지로 나눌 수 있는데 수열합성법이나 전기화학적증착 방법 같이 인위적인 바인더를 사용하지 않고 직접 전극 표면에 합성시키는 방법이 있고, copecipitation이나 졸겔 방법으로 나노구조를 합성한 후 인위적인 바인더를 사용하여 전극 표면에 합성 시키는 방법이 있다. 본 연구에서는 짧은 시간에 물질을 합성시킬 수 있고 인위적인 바인더를 사용하지 않아 더욱 뛰어난 전기적인 특성을 보이는 전기화학적증착 방법을 이용하여 spherically shaped CuO를 전도성 직물에 직접 합성시켜 전기적인 특성을 연구하였다. 유연한 전도성 직물에 합성된 spherically shaped CuO 는 뛰어난 전기화학적 가역성, 상대적으로 높은 비정전용량, 그리고 많은 사이클 테스트에서도 높은 안정성을 보였다. 이처럼 손쉬운 방법으로 유연한 전도성 직물에 합성된 metal oxide 나노구조는 슈퍼커패시터 뿐만 아니라 염료감응형 태양전지, 다양한 종류의 센서 등 많은 분야에서 활용될 것으로 기대된다.
High Tc oxide superconductor with a Tc above 100 K has been successfully prepared by solid state reaction method in added-Pb BiSrCaCuO system. As compared with 123 compound, the formation reaction of the high Tc requires long time heat treatment. It is due to the transformation from the low Tc phase to high Tc phase. The sintering just below the melting point of the calcined powder mixture is effective on the formation of the high Tc phase in BiSrCaCuO system to be added with Pb. The growth of the high Tc superconducting phase has a thin plate shape, which is characterized by the c parameter of 37${\AA}$. The formation kinetics is also investigated in the samples with different Bi/Pb ratio and the 30% Pb addition is most preferable for the formation of the high Tc phase. The formation of the high Tc phases is delayed by the excessive addition of Pb. The lattice parameter(c) of the unit cell(both the low and high Tc phases) is increased with increase of Pb.
Transactions on Electrical and Electronic Materials
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제10권5호
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pp.169-172
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2009
The ZnO/CuSn/ZnO (ZCSZ) multilayer films were deposited on polycarbonate substrates using reactive RF and DC magnetron sputtering. The thickness of each layer was 50 nm/5 nm/45 nm, respectively. The ZCSZ films showed a sheet resistance of $44{\Omega}$/Sq, which was an order of magnitude lower than that indium tin oxide (ITO) films. Although the ZCSZ films had a CuSn interlayer that absorbed visible light, both films had similar optical transmittances of 74% in the visible wavelength region. The figure of merit of the ZCSZ films was $1.0{\times}10^{-3}{\Omega}^{-1}$ and was greater than the value of the ITO films, $1.6{\times}10^{-4}{\Omega}^{-1}$. From the X-ray diffraction (XRD) analysis, the ITO films did not show any diffraction peaks, whereas the ZCSZ films showed diffraction peaks for the ZnO (100) and (002) phases. The hardness of the ITO and ZCSZ films were 5.8 and 7.1 GPa, respectively, which were determined using nano-indentation. From these results, the ZCSZ films exhibited greater optoelectrical performance and hardness compared to the conventional ITO films.
페로브스카이트 ($La_{0.9}$$Sr_{0.1}$$CuO_3$) 전극을 이용하여 이산화탄소를 메탄올, 에탄올등의 알콜류와 아세트 알데히드로 전해환원하였다. 전해환원 실험은 전류밀도 100mA/c$m^2$ 그리고 환원 전위 -2 to -2.5 V vs. Ag/AgCl에서 수행하였다. 실험결과 메탄올은 11.6%, 에탄올은 15.3% 그리고 아세트알데히드는 6.2 %의 최고효율을 나타내었다. 따라서 페로브스카이트 전극은 알콜생성 면에서 기타 다른 금속전극에 비하여 매우 우수한 효과를 보여주었다.
냉매의 비등이나 응축같은 열전달 향상을 위하여 금속 표면위에 탄소나노튜브(CNT)를 코팅하는 것을 연구하였다. 분산제와 PVA(polyvinyl alcohol) 용액으로 분산 처리된 다중벽 탄소나노튜브/CuO의 복합 분말 코팅액을 구리기판위에 도포한 후 소결을 하였다. 본 논문에서는 CNT/CuO 소결 코팅시 다양한 분산제를 사용하여 소결 전후의 조직 형상 변화 및 특징을 실험적으로 평가하였다. 분산제로는 THF(Tetrahydrofuran), SDBS(Dodecylbenzenesulfonic acid sodium salt), SDS(Sodium dodecy sulfate)가 사용되었다. 각각의 시편들은 주사전자현미경, 열중량분석, 시차주사열량측정법, 라만분광법을 사용하여 분석하였다.
The $ZnNb_2O_6$ ceramics with 3wt% CuO and $B_2O_2$(1,3,5wt%) were prepared by the conventional mixed oxide method. The ceramics were sintered at the temperature of $1000^{\circ}C\sim1050^{\circ}C$ for 3hr. in air. The structural properties were investigated with sintering temperature by XRD and SEM. Also, the microwave dielectric properties were investigated with sintering temperature. Increasing the sintering temperature, the peak of second phase ($Cu_3Nb_2O_8$) was increased. But no significant difference was observed as sintering temperature. In the $ZnNb_2O_6$ ceramics with 3wt% CuO and 5wt% $B_2O_3$ sintered at $1025^{\circ}C$ for 3hr, the dielectric constant, quality factor, temperature coefficient of the resonant frequency were 22.92, 20,271GHz, -14.27ppm/$^{\circ}C$, respectively.
The lead-free $0.98(Na_{0.5},K_{0.5})NbO_3-0.02Ba(Zr_{0.52},Ti_{0.48})O_3$-(hereafter NKN-BZT) CuO, ZnO-doped ceramics were prepared using a conventional mixed oxide method. NKN-BZT ceramics doped CuO, ZnO have superior structural and electrical properties than pure NKN-BZT ceramics. For the NKN-BZT-ZnO ceramics sintered at $1,120^{\circ}C$, piezoelectric constant ($d_{33}$) of sample showed the optimum values of 172 pC/N. The $0.98(Na_{0.5},K_{0.5})NbO_3-0.02Ba(Zr_{0.52},Ti_{0.48})O_3$-ZnO ceramics are a promising candidate for lead-free piezoelectric materials.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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