• 제목/요약/키워드: CuO: Fe doping

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Fe 첨가된 CuO의 구조적, 자기적 특성 (Structural and Magnetic Properties of Fe Doped CuO)

  • 박영란;김광주;박재윤;안근영;김철성
    • 한국자기학회지
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    • 제16권1호
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    • pp.34-39
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    • 2006
  • 졸-겔 방법을 이용하여 Fe첨가된 CuO박막 및 파우더 시료들을 제작하여 그 구조적, 전기적, 자기적 특성들을 순수한 CuO에서와 비교 분석하였다 순수한 CuO 박막은 monoclinic 구조를 가지며 상온에서 Cu 결핍으로 인한 p-type 전기전도성$(\~10^{-2}\;{\Omega^{-1}\;cm^{-1}$을 나타내었다 반면에 CuO:Fe박막은 부도체 성질을 나타내었고, 소량의 Li첨가에 의하여 p-type전도성 및 상온 강자성(ferromagnetism)을 나타내었다. 이와 같은 CuO: Fe, Li박막에서 나타난 결과는 $Li^+$ 이온의 $Cu^{2+}$ 자리 치환으로 인한 hole생성으로 전도성이 증대됨과 동시에 그 defect상태를 매개로 한 $Fe^{3+}$ 이온들간의 원거리 상호작용(long-range interaction)에 의한 강자성 효과의 증대에 기인한 것으로 해석된다. CuO: Fe파우더의 경우 박막에서와 비교하여 증대된 강자성을 나타내는데, 후열처리 온도의 증가가 자기 모멘트의 증대에 기여하였다. 뫼스바우어 측정을 통하여 CuO: Fe박막 및 파우더에서 주로 $Fe^{3+}$ 이온이 팔면체 $Cu^{2+}$ 자리를 치환하였음을 알 수 있었다.

Bi-Sr-Ca-Cu-O 계에 서 초전도상 형성에 미치는 도우핑 원소의 영향 (Influence of Doping Elements on the. Formation of Superconducting Phase in the Bi-Sr-Ca-Cu-O System)

  • 양승호;정지인;박용필
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 1999년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.217-220
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    • 1999
  • We investigated the effects of doping elements on the Bi-Sr-Ca-Cu-0 ceramics. The doping elements can be classified into groups depending on their supeconducting characteristics in the Bi -Sr-Ca-Cu -O structure. The first group of doping elements(Co, Fe, Ni and Zn) substitute into the copper site and can reduce the critical temperatures of the 2223 and 2212 phases. The second group of doping elements(Y and La) substitute into the Ca site and cause the disappearance of the 2223 phase and increase the critical temperatures in the 2212 phase.

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Bi-Sr-Ca-Cu-O 세라믹의 도우핑 특성 (Deping characteristics of the Bi-Sr-Ca-Cu-O ceramics)

  • 박용필;김영천;황석영
    • E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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    • 제9권1호
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    • pp.1-8
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    • 1996
  • We investigated the effects of doping elements on the Bi-Sr-Ca-Cu-O ceramics. The doping elements can be classified into four groups depending on their supeconducting characteristics in the Bi-Sr-Ca-Cu-O structure. The first group of doping elements(Co, Fe, Ni and Zn) substitute into the copper site and can reduce the critical temperatures of the 2223 and 2212 phases. The second group of doping elements(Y and La) substitute into the Ca site and cause the disappearance of the 2223 phase and increase the critical temperatures in the 2212 phase. The third group of doping elements(P and K) have a tendency to decompose the superconducting phase and reduce the optimal sintering temperature. The fourth group of doping elements(B, Si, Sn and Ba) almost unaffected the superconductivity of the 2223 and 2212 phase.

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Bi계 세라믹에서 초전도체 특성에 미치는 도우핑 원소의 영향 (Effect of Doping Elements on Superconducting Characteristics in Bi-system Ceramics)

  • 양승호;박용필;김용주
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2000년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.198-203
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    • 2000
  • This paper investigated the effects of doping elements on the Bi-Sr-Ca-Cu-O ceramics. The doping elements can be classified into four groups depending on their superconducting characteristics in the Bi-Sr-Ca-Cu-O structure. The first group of doping elements(Co, Fe, Ni and Zn) substitute into the copper site and can reduce the critical temperatures of the 2223 and 2212 phases. The second group of doping elements(Y and La) substitute into the Ca site and cause the disappearance of the 2223 phase and increase the critical temperatures in the 2212 phase. The third group of doping elements(P and K) have a tendency to decompose the superconducting phase and reduce the optimal sintering temperature. The fourth group of doping elements(B, Si, Sn and Ba) almost unaffected the superconductivity of the 2223 and 2212 phase.

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Li1.6[MnM]1.6O4(M=Cu, Ni, Co, Fe)의 합성 및 리튬 흡착제용 신규 전구체로서의 물리화학적 성질 (Synthesis of Li1.6[MnM]1.6O4 (M=Cu, Ni, Co, Fe) and Their Physicochemical Properties as a New Precursor for Lithium Adsorbent)

  • 김양수;문원진;정순기;원대희;이상로;김병규;정강섭
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제12권10호
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    • pp.4660-4665
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    • 2011
  • 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.

Effects of Sr Contents on Structural Change and Electrical Conductivity in Cu-doped LSM ($La_{1-x}Sr_xMn_{0.8}Cu_{0.2}O_{3{\pm}{\delta}}$)

  • 류지승;노태민;김진성;정철원;이희수
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 2011년도 추계학술발표대회
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    • pp.33.1-33.1
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    • 2011
  • Strontium doped lanthanum manganite (LSM) with perovskite structure for SOFC cathode material shows high electrical conductivity and good chemical stability, whereas the electrical conductivity at intermediate temperature below $800^{\circ}C$ is not sufficient due to low oxygen ion conductivity. The approach to improve electrical conductivity is to make more oxygen vacancies by substituting alkaline earths (such as Ca, Sr and Ba) for La and/or a transition metal (such as Fe, Co and Cu) for Mn. Among various cathode materials, $LaSrMnCuO_3$ has recently been suggested as the potential cathode materials for solid oxide fuel cells (SOFCs). As for the Cu doping at the B-site, it has been reported that the valence change of Mn ions is occurred by substituting Cu ions and it leads to formation of oxygen vacancies. The electrical conductivity is also affected by doping element at the A-site and the co-doping effect between A-site and B-site should be described. In this study, the $La_{1-x}Sr_xMn_{0.8}Cu_{0.2}O_{3{\pm}{\delta}}$ ($0{\leq}x{\leq}0.4$) systems were synthesized by a combined EDTA-citrate complexing process. The crystal structure, morphology, thermal expansion and electrical conductivity with different Sr contents were studied and their co-doping effects were also investigated.

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Rational Design of Binder-Free Fe-Doped CuCo(OH)2 Nanosheets for High-Performance Water Oxidation

  • Patil, Komal;Jang, Su Young;Kim, Jin Hyeok
    • 한국재료학회지
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    • 제32권5호
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    • pp.237-242
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    • 2022
  • Designing and producing a low-cost, high-current-density electrode with good electrocatalytic activity for the oxygen evolution reaction (OER) is still a major challenge for the industrial hydrogen energy economy. In this study, nanostructured Fe-doped CuCo(OH)2 was discovered to be a precedent electrocatalyst for OER with low overpotential, low Tafel slope, good durability, and high electrochemically active surface sites at reduced mass loadings. Fe-doped CuCo(OH)2 nanosheets are made using a hydrothermal synthesis process. These nanosheets are clumped together to form a highly open hierarchical structure. When used as an electrocatalyst, the Fe-doped CuCo(OH)2 nanosheets required an overpotential of 260 mV to reach a current density of 50 mA cm-2. Also, it showed a small Tafel slope of 72.9 mV dec-1, and superior stability while catalyzing the generation of O2 continuously for 20 hours. The Fe-doped CuCo(OH)2 was found to have a large number of active sites which provide hierarchical and stable transfer routes for both electrolyte ions and electrons, resulting in exceptional OER performance.

CuO 첨가된 저온소결 (Na,K,Li)(Nb,Sb,Ta)O3계 세라믹스의 압전 및 유전 특성 (Piezoelectric and Dielectric Properties of Low Temperature Sintering (Na,K,Li)(Nb,Sb,Ta)O3 Ceramics Doped with CuO)

  • 이광민;류주현;이지영
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제28권4호
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    • pp.229-233
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    • 2015
  • In this paper, in order to develop outstanding Pb-free piezoelectric composition ceramics, the $(Na_{0.525}K_{0.443}Li_{0.037})(Nb_{0.883}Sb_{0.08}Ta_{0.037})O_3+0.3wt%Bi_2O_3+0.4wt%Fe_2O_3+xwt%CuO$ (x= 0~0.8 wt%)(abbreviated as NKL-NST) lead-free piezoelectric ceramics have been synthesized using the ordinary solid state reaction method. The effects of CuO-doping on the structure and electrical properties of the NKL-NST ceramics were systematically studied. The results show that the ceramics exhibit a pure perovskite structure with orthorhombic phase at room temperature, and secondary phase was found in the ceramics. The 0.4 wt%CuO added ceramics sintered at $950^{\circ}C$ showed the optimum properties of piezoelectric constant($d_{33}$), planar piezoelectric coupling coefficient(kp) and mechanical quality factor(Qm) : $d_{33}=213$[pC/N], kp= 0.43, Qm= 423,respectively.

불순물 첨가에 따른 저온소결 PMN-PNN-PZT 세라믹스의 압전 및 유전특성 (Piezoelectric and Dielectric Characteristics of Low Temperature Sintering PMN-PNN-PZT Ceramics according to the addition of dopant)

  • 이상호;이창배;정광현;류주현;홍재일
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2005년도 추계학술대회 논문집 Vol.18
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    • pp.33-34
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    • 2005
  • In this study, in odor to develop low temperature sintering multilayer piezoelectric actuator and ultrasonic vibrator, PMN-PNN-PZT ceramics were fabricated using $Li_2CO_3$ and $Na_2CO_3$ as sintering aids and their piezoelectric and dielectric characteristics were investigated according to the addition of dopant CuO and $Fe_2O_3$, respectively. The CuO added PMN-PNN-PZT ceramics improved mechanical quality factor Qm due to the acceptor doping effect. And also, $Fe_2O_3$ reacted as softner in this composition system in addition to the increase of grain size and sinterability. Taking into consideration electromechanical coupling factor kp of 0.62, dielectric constant $\varepsilon_r$, of 1275, Piezoelectric $d_{33}$ constant of 377[pC/N] and mechanical quality factor Qm of 975, it was concluded that the ceramics with the $Fe_2O_3$, added composition sintered at 900[$^{\circ}C$] were best for the multilayer piezoelectric actuator and ultrasonic vibrator application.

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Flexible nanogenerators용 p-type Li:Cu2O 박막의 특성 연구

  • 조경수;김두희;정권범;나정효;김한기
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.399.1-399.1
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    • 2016
  • p-type 반도체 물질로 알려진 $Cu_2O$에 Li 이온을 doping하면 Cu 이온 자리에 Li이온이 치환되어 p-type의 특성이 더욱 강하게 나타내는 것으로 알려져 있다. 이에 본 연구에서는 RF magnetron sputtering방법으로 성막한 p-type형 $Li:Cu_2O$박막의 특성을 연구하고 이를 $Li:Cu_2O-ZnO$ pn 접합 유연 나노제너레이터에 적용하였다. $Li:Cu_2O$ 성막시 $O_2$ 분압을 변수로 100nm 두께의 $Li:Cu_2O$ 박막을 성막하여 전기적, 광학적, 구조적, 표면 특성을 분석하였다. Hall measurement 측정 결과 $Li:Cu_2O$ 박막은 정공을 Major Carrier로 갖는 p-type 반도체임을 확인하였고, $O_2$의 분압이 증가할수록 Mobility 및 Carrier Concentration이 증가함을 확인하였다. 최적조건에서 광학적 투과도는 약 45%를 보였으며, 투과도를 통해 계산한 band gap은 약 2.03eV로써 일반적인 산화물 반도체의 작은 밴드갭을 가지고 있음을 알 수 있었다. 또한 Ellipsometer분석을 통해 $Ar:O_2$ 비가 $Li:Cu_2O$ 굴절률 및 흡광도에 미치는 영향을 연구하였으며, FE-SEM(Field Emission Scanning Electron Microscope)을 통해 표면을 분석하였다. 또한 XRD(X-ray diffractometer), TEM(Transmission Electron Microscope) 분석을 통하여 상온에서 성막한 $Li:Cu_2O$ 박막의 미세구조를 연구하였다. UPS(Ultraviolet Photoelectron Spectroscopy) 분석을 통해 일함수를 측정하였다. 이렇게 제작된 p 타입 $Li:Cu_2O$ 박막을 이용하여 $Li:Cu_2O-ZnO$ pn 접합을 구현하고 이를 이용해 유연 나노제너레이터를 제작하였다. 다양한 특성 분석을 통해p-type을 이용한 산화물 박막 기반 유연 나노 제너레이터 특성 향상 메커니즘을 제시하였다.

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