• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
• /
• pp.409-409
• /
• 2014

Recently hexagonal boron nitride (h-BN), III-V compound of boron and nitrogen with strong covalent $sp^2$ bond, is a 2 dimensional insulating material with a large direct band gap up to 6 eV. Its outstanding properties such as strong mechanical strength, high thermal conductivity, and chemical stability have been reported to be similar or superior to graphene. Because of these excellent properties, h-BN can potentially be used for variety of applications such as dielectric layer, deep UV optoelectronic device, and protective transparent substrate. Ultra flat and charge impurity-free surface of h-BN is also an ideal substrate to maintain electrical properties of 2 dimensional materials such as graphene. To synthesize a single or a few layered h-BN, chemical vapor deposition method (CVD) has been widely used by using an ammonia borane as a precursor. Ammonia borane decomposes into hydrogen (gas), monomeric aminoborane (solid), and borazine (gas) that is used for growing h-BN layer. However, very active monomeric aminoborane forms polymeric aminoborane nanoparticles that are white non-crystalline BN nanoparticles of 50~100 nm in diameter. The presence of these BN nanoparticles following the synthesis has been hampering the implementation of h-BN to various applications. Therefore, it is quite important to grow a clean and high quality h-BN layer free of BN particles without having to introduce complicated process steps. We have demonstrated a synthesis of a high quality h-BN monolayer free of BN nanoparticles in wafer-scale size of $7{\times}7cm^2$ by using CVD method incorporating a simple filter system. The measured results have shown that the filter can effectively remove BN nanoparticles by restricting them from reaching to Cu substrate. Layer thickness of about 0.48 nm measured by AFM, a Raman shift of $1,371{\sim}1,372cm^{-1}$ measured by micro Raman spectroscopy along with optical band gap of 6.06 eV estimated from UV-Vis Spectrophotometer confirm the formation of monolayer h-BN. Quantitative XPS analysis for the ratio of boron and nitrogen and CS-corrected HRTEM image of atomic resolution hexagonal lattices indicate a high quality stoichiometric h-BN. The method presented here provides a promising technique for the synthesis of high quality monolayer h-BN free of BN nanoparticles.

• 한국진공학회지
• /
• 제17권4호
• /
• pp.365-373
• /
• 2008

최적화된 량의 황화수소 첨가 가스를 이용하여 실리콘 기판위에 증착된 Fe/Al 박막위에 촉매 화학 기상 증착법을 사용하여 직경이 얇은 다중층 탄소나노튜브가 수직 정렬되어 합성되었다. 주사전자현미경 관측 이미지에서 합성된 탄소나노튜브는 상대적으로 일정한 길이를 가지고 기판에 수직으로 정렬되었다. 투과전자현미경 관측에서 합성된 탄소나노튜브는 10nm 이내의 작은 외경을 가졌고 촉매가 거의 없었다. 평균 튜브의 벽 수는 약 다섯 개이다. 수직 정렬된 직경이 얇은 다중층 탄소나노튜브의 성장 메카니즘이 제시되었다. 수직 정렬된 직경이 얇은 다중층 탄소나노튜브는 $0.1\;{\mu}A/cm^2$의 전류밀도에서 약 $1.1\;V/{\mu}m$ 낮은 턴-온 전계를 나타내었고 $2.7\;V/{\mu}m$의 전계에서 약 $2.5\;mA/cm^2$의 전류밀도를 얻었다. 게다가, 수직 정렬된 직경이 얇은 다중층 탄소나노튜브는 약 $1\;mA/cm^2$의 전류밀도에서 20시간동안 전류밀도 저하 없이 좋은 전계 방출 안정성을 보여주었다.

• 한국재료학회지
• /
• 제9권3호
• /
• pp.244-250
• /
• 1999

새로운 TiN 선구체인 TEMAT(tertrakis etylmethylamino titanium)과 암모니아를 이용하여 TiN 박막을 형성하였다. 단일 증착원으로 증착시킨 경우에는 $70~1050\AA$/min의 증착률을 얻을 수 있었으며 증착온도에 지배를 받았다. $275^{\circ}C$의 증착온도에서 $0.35\mu\textrm{m}$의 접촉창에서 약 90%의 도포성을 얻을 수 있었다. TEMAT에 암모니아를 첨가하였을 때 단일증착원에서 $3500~6000\mu\omega-cm$정도의 갑을 나타내던 비저상이 ~$800\mu\omega-cm$ 정도로 낮아졌으며 대기중 막의 안정성도 향상되었다. AES의 분석결과에서도 암모니아의 첨가로 현저한 산호와 탄소 함량의 감소를 나타내었다. 그러나 암모니아의 유량을 증가시킬수록 $0.5\mu\textrm{m}$ 접촉창에서 나타난 tiN 박막의 도포성은 감소하였고 이는 TEMAT와 암모니아의 기상 반응에의한 높은 첩착계수를 가진 중간 생성물의 형성에 의한 것으로 생각된다. 반응 부산물에 대한 분석은 QMS에 의해 이루어 졌으며 transamination 반응에 의한 TiN 증착 기구를 제시하였다. 추가적으로 XPS 분석으로 TEMAT와 암모니아의 반응에 의해 만들어지는 탄소는 금소기 탄소였으며 $\beta$-수소 반응이 transamination 반응과 경쟁적으로 일어남을 나타내었다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제60권2호
• /
• pp.202-207
• /
• 2022

고분자 전해질 연료전지(PEMFC)의 전극 열화에 대한 연구는 전극상에서 Pt의 입자 성장 및 활성면적 감소에 대한 연구가 대부분이다. 고분자막과 접해 있는 전극촉매 Pt의 열화는 고분자막 열화에 영향을 주는데, 이와 관련된 연구는 많지 않다. 본 연구에서는 전극촉매 열화 가속 시험 과정에서 열화된 Pt가 고분자막 내부에 석출되는 현상과 그 영향에 대해서 연구하였다. 백금 열화 속도를 가속화시키기 위해 전압 변화(0.6 V ↔ 0.9 V)를 30,000 사이클까지 반복했다. Cathode에 산소를 유입하면서 전압 변화 사이클을 반복했을 때 질소를 유입했을 때 보다 막 내부에 석출된 Pt의 양이 더 많았다. 전압 변화 사이클 횟수가 증가할수록 막 내부에 석출된 Pt의 양이 증가하였고, cathode에서 용해된 Pt가 anode 쪽으로 이동해 20,000 사이클에서는 막 내부에 전체적으로 균일한 분포를 보였다. 이와 같은 전극촉매 열화 가속 시험과정에서 고분자막의 수소투과 전류밀도는 거의 변하지 않아서, 석출된 Pt가 고분자막의 내구성에는 영향을 주지 않음을 확인하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제49권6호
• /
• pp.715-719
• /
• 2011

$LaCrO_{3}$를 기본으로 하는 perovskite형 재료인 $La_{0.7}Sr_{0.3}Cr_{1-x}Ni_{x}O_{3}$(0.1 ${\leq}$ x ${\leq}$ 0.5)를 citric acid와 EDTA를 이용한 졸-겔법(sol-gel method)으로 합성하였다. 제조한 촉매의 특성분석은 BET, XRD, SEM, $H_2$-TPR, EA 그리고 TEM을 이용하였고, 프로판 수증기 개질 반응을 통하여 촉매 활성을 평가하였다. Perovskite 산화물의 A-site에는 Sr을 30 ml% 고정치환하고, B-site에 Ni 치환양을 증가시키면서 프로판 수증기 개질 반응 실험을 수행한 결과 Ni 치환양과 S/C의 비(steam to carbon ratio)가 증가할수록 프로판 전환율과 수소 수율이 향상되었다. $La_{0.7}Sr_{0.3}Cr_{0.5}Ni_{0.5}O_{3}$(LSCN-0.5)촉매가 S/C의 비가 1.7이고, $800^{\circ}C$의 반응온도 조건에서 100%의 프로판 전환율과 95.9%의 높은 수소 수율을 나타내어 가장 좋은 촉매 활성을 보였다. 반응 후의 촉매에서는 filamentous cabon형태의 탄소 침적형태가 나타나며, Ni 치환양이 증가할수록 침적되는 탄소의 양이 증가하는 것을 확인하였다.

• 한국식품과학회지
• /
• 제44권1호
• /
• pp.82-88
• /
• 2012

감국 에탄올 추출물이 $H_2O_2$로 유도한 산화적 스트레스 상황에서 MC3T3-E1 조골세포의 증식 및 분화, ROS 생성 및 염증 매개성 cytokine인 TNF-${\alpha}$ 생성 등에 미치는 영향을 분석하였다. $H_2O_2$로 유도한 산화적 스트레스 상황에서 감국 에탄올 추출물은 30-100 ${\mu}g/mL$ 농도 범위에서 조골세포의 증식을 유의적으로 증가시켰다. 또한, 감국 에탄올 추출물 200 ${\mu}g/mL$ 농도에서 ALP 활성이 약 1.5배 유의적인 증가를 나타냈다. 그러나 collagen 합성에는 유의적 차이를 보이지 않았다. Mineralization 측정에서는 200 ${\mu}g/mL$ 농도에서 대조군에 비해 유의적 증가를 보였다. $H_2O_2$로 유도한 산화적 스트레스 상황에서 감국 에탄올 추출물이 intracellular ROS 생성에 미치는 영향을 측정해본 결과, 30 ${\mu}g/mL$ 농도에서 antioxidant인 trolox 20 ${\mu}M$과 유사한 ROS 생성수준을 나타내어 유사한 항산화 효과를 보였으며, 그 이상의 농도에서는 더 높은 항산화 효과를 나타냈다. $H_2O_2$로 유도한 산화적 스트레스 상황에서 조골세포의 collagen 및 ALP의 합성을 억제하고 파골세포로의 분화 증강과 골흡수를 촉진시키는 것으로 알려진 TNF-${\alpha}$ 생성정도를 측정한 결과, 감국 에탄올 추출물 처리에 의해 농도 의존적으로 생성이 감소되었으며, 200 ${\mu}g/mL$ 농도에서 대조군 대비 89% 수준을 나타내어 유의적 차이를 보였다. 이상의 결과를 통해 감국 에탄올 추출물은 $H_2O_2$로 유도된 산화적 스트레스 상황에서 세포 내 ROS 생성과 염증매개 cytokine인 TNF-${\alpha}$ 생성을 감소시킴으로써 조골세포 손상과 활성 감소를 억제하고, 증식과 분화를 촉진시키는 효과가 있는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 감국 에탄올 추출물의 골다공증 예방을 위한 식물성 에스트로젠(phytoestrogen) 및 항산화 소재로의 이용 가능성이 있을 것으로 사료된다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제20권4호
• /
• pp.458-463
• /
• 2019

팔라듐 (Pd)은 촉매 또는 유해 가스 감지물질로서 널리 활용되고 있다. 특히 자체 부피의 900배까지 수소를 흡착할 수 있는 특성 때문에 수소가스 센서로서의 다양한 연구가 이루어졌다. 본 연구에서는 팔라듐 옥사이드 (PdO) 나노구조물을 실리콘 기판 ($SiO_2(300nm)/Si$) 위에 열화학기상증착 장비를 이용하여 $230^{\circ}C{\sim}440^{\circ}C$ 영역에서 3시간 ~ 5시간 동안 성장시켰다. 원료물질인 Pd 파우더는 $950^{\circ}C$에서 기상화시켰고, 이송가스인 고순도 아르곤 가스를 200 sccm으로 흘려주었다. 성장된 팔라듐 옥사이드 나노구조물의 형상을 전계방출 주사전자현미경으로 조사하였고, 결정학적 특성을 Raman 분광학으로 분석하였다. 그 결과 성장된 나노구조물은 PdO 상을 가지고 있었으며, 특정한 기판 온도와 성장 시간에서 나노큐브 형태의 PdO 나노구조물이 성장되었다. 특히 5시간 동안 성장된 $370^{\circ}C$ 영역에서 균일한 형태의 나노큐브 PdO 나노구조물이 성장되었다. 이러한 PdO 나노큐브는 기상-액상-고상 공정으로 성장된 것으로 판단되며, 그래핀 위에 성장되는 PdO 나노큐브 구조는 고감도 수소가스 감지 센서로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국표면공학회지
• /
• 제56권3호
• /
• pp.192-200
• /
• 2023

Graphene, a two-dimensional material, has shown great potential in a variety of applications including microelectronics, optoelectronics, and graphene-based batteries due to its excellent electronic conductivity. However, the production of large-area, high-quality graphene remains a challenge. In this study, we investigated graphene growth on electrolytic copper foil using thermochemical vapor deposition (TCVD) to achieve a similar level of quality to the cold-rolled copper substrate at a lower cost. The combined effects of pre-annealing time, graphenized temperature, and partial pressure of hydrogen on graphene coverage and domain size were analyzed and correlated with the roughness and crystallographic texture of the copper substrate. Our results show that controlling the crystallographic texture of copper substrates through annealing is an effective way to improve graphene growth properties, which will potentially lead to more efficient and cost-effective graphene production. At a hydrogen partial pressure that is disadvantageous in graphene growth, electrolytic copper had an average size of 8.039 ㎛², whereas rolled copper had a size of 19.092 ㎛², which was a large difference of 42.1% compared to rolled copper. However, at the proper hydrogen partial pressure, electrolytic copper had an average size of 30.279 ㎛² and rolled copper had a size of 32.378 ㎛², showing a much smaller difference of 93.5% than before. This observation suggests this potentially leads the way for more efficient and cost-effective graphene production.

• 대한전기학회:학술대회논문집
• /
• 대한전기학회 2004년도 하계학술대회 논문집 C
• /
• pp.1737-1739
• /
• 2004

Diamond-like carbon (DLC) films were prepared with RF-PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) method on coming glass and silicon substrates using methane ($CH_4$) and hydrogen ($H_2$) gases. We examined the effects of $CH_4$ to $H_2$ ratios on tribological and optical properties of the DLC films. The structure and surface morphology of the films were examined using Raman spectroscopy and atomic force microscopy (AFM). The hardness of the DLC film was measured with nano-indentor. The optical properties of DLC thin film were investigated by UV/VIS spectrometer and ellipsometry. And also, solar cells were fabricated using DLC as antireflection coating before and after coating DLC on silicon substrate and compared the efficiency.

• 한국윤활학회:학술대회논문집
• /
• 한국윤활학회 2002년도 proceedings of the second asia international conference on tribology
• /
• pp.165-166
• /
• 2002

Hydrogen free diamond like carbon (DLC) films were prepared on steel substrates by using a single ion beam in a configuration that allowed sputtering of a graphite target and at the same time allowed to impact the substrate at a grazing angle. The DLC films so prepared have improved properties with increased disorder and with modest hardness that is slightly higher than previously reported values. We have studied the effects of $N_2^+$ ions implantation on such films. It is found that the implantations of nitrogen ions into DLC films lead to chemical modifications that allowed N atoms to be incorporated into the carbon network to produce a nitrogenated DLC. Nano-indentation experiments indicated that the nitrogenated films have consistently higher hardnesses ranging from 30 to 45GPa, which represents a considerable increase in surface hardness, compared with non-nitrogenated precursor films. The investigations by XPS and Raman spectroscopy suggests that the $N_2^+$ implanted DLCs had undergone both chemical and structural modifications through the incorporation of N atoms and the increased ratio of $sp^3/sp^2$ type bonding. The observed high hardness was therefore attributable to these structural and chemical modifications. This result has implication for the preparation of super hard wear resistant films required for tribological functions in devices.