• Journal of the Korean Electrochemical Society
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• v.13 no.1
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• pp.10-18
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• 2010

Nanostructured metal oxides have been widely used in the research fields of photoelectrochemistry, photochemistry and opto-electronics. Dye-sensitized solar cell is a typical example because it is based on nanostructured $TiO_2$. Since the discovery of dye-sensitized solar cell in 1991, it has been considered as a promising photovoltaic solar cell because of low-cost, colorful and semitransparent characteristics. Unlike p-n junction type solar cell, dye-sensitized solar cell is photoelectrochemical type and is usually composed of the dye-adsorbed nanocrystalline metal oxide, the iodide/tri-iodide redox electrolyte and the Pt and/or carbon counter electrode. Among the studied issues to improve efficiency of dye-sensitized solar cell, nanoengineering technologies of metal oxide particle and film have been reviewed in terms of improving optical property, electron transport and electron life time.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• v.6 no.4
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• pp.140-143
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• 2005

Carbon Nanotube(CNTs) counter electrode is a promising alternative to Platinum counter electrode for dye sensitized solar cells (DSSCs). In this study, CNT counter electrodes having different visible light transmittance were prepared on fluorine-doped tin oxide (FTO) glass surface by spray coating method. Microstructural images show that there are CNT-tangled region coated on FTO glass counter electrodes. Using such CNT counter electrodes and screen printed $TiO_2$ electrodes, DSSCs were assembled and its I-V characteristics have been studied and compared. Light energy conversion efficiency of DSSCs increased with decreasing in light transmittance of CNT counter electrode. Efficiency of DSSCs having CNT counter electrode is compatible to that of Pt counter electrode.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2017.05a
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• pp.144-144
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• 2017

제한된 조건에서 타이타늄을 양극산화 하였을 때, 자기 정렬된 나노 튜브 형태의 티타니아 구조를 얻을 수 있으며, 그 형태는 양극산화 조건에 따라 변할 수 있음은 학계에 이미 잘 알려져 있다. 그러나 자세한 메커니즘과 전기화학적 조건들은 아직 명확하게 밝혀지지 않았다. 본 연구에서는 자기 정렬된 티타니아 나노 구조의 형태학적 변화를 인가전압과 혼합 전해질의 농도를 변화시켜가며 체계적으로 연구하여, 티타니아 나노 튜브와 마이크로 콘이 생성되는 조건에 대한 지도를 그렸다. 일반적으로 인가 전압이 증가하고, 혼합 전해질에서의 불산의 농도가 낮을수록, 티타니아 나노 구조가 나노튜브에서 마이크로 콘으로 변화하는 것을 확인하였다. 티타니아의 다양한 기능적인 특성을 바탕으로, 구조변화에 대한 전기화학적 이해를 통해, 물 분해, 연료 감응형 태양전지(DSSCs), 광촉매, 가스 센서 등에 적용될 수 있을 것으로 기대한다.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2009.05a
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• pp.874-877
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• 2009

본 연구에서는 수용액 내의 오염물질 분해를 위하여 개발한 광촉매가 코팅된 실리카 비드의 광분 해반응 사용에 따른 활성저하 문제를 해결하기 위하여 반응에 사용한 비드의 활성을 향상시킬 수 있는 재생 방법에 관한 실험을 수행하였다. 비드의 재생방법으로 표면 세정법을 선택하였으며, 세정액으로는 물(증류수), 계면활성제, 아세톤 등 세정력이 서로 다른 3종의 용액을 사용하였다. 재생 과정은 서로 다른 3종의 세정액으로 반응에 사용하여 활성이 떨어진 비드를 세정한 후, 소성온도를 $100^{\circ}C$, $200^{\circ}C$, $300^{\circ}C$로 달리하여 30분간 처리하였다. 재생 처리과정은 각 1~3회 반복 수행하였으며, 서로 다른 조건에서 재생된 비드의 활성은 수용액 내의 methylene blue 광분해율로 측정하였다. 연구결과, 재생한 비드의 활성은 아세톤으로 세정한 후, $100^{\circ}C$에서 30분간 소성하였을 때 가장 우수한 것으로 나타났으며, 이러한 기초 연구결과를 토대로 현재보다 효율적인 재생 기술에 관한 연구를 수행 중에 있다.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.22 no.1
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• pp.86-92
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• 2009

We fabricated the charged particle type display using opposite-charged two toner particles. The particles were composed of polymer, colorant($TiO_2$, carbon black) and external additives(nano-sized silica and so on). In fabrication process we controlled the putting layers of this toner particles on the inner panel. To get the effect of number of layers ($1{\sim}3$), we measured the threshold, driving and breakdown voltages, reflectivity, viewing angle, and color characteristics using RT-300 anisotropic scattering system. We ascertained that these voltages are increased with increasing of layers of particles. Cell gap between electrodes must be enlarged with increment of layers and the size of particles. The lumping phenomena of particles at near of the rib observed by optical system with same CIE values.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.22 no.6
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• pp.269-273
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• 2012

Ammonia decomposition over titanium carbides were investigated using eight different samples which have been synthesized by TPR (temperature-programmed reduction) method of titanium oxide ($TiO_2$) with pure $CH_4$. The resulting materials which were synthesized using wo different heating rates and space velocity exhibited the different surface areas. These results indicated that the structural properties of these materials have been related to heating rates and space velocity employed. The titanium carbides prepared in this study proved to be active for ammonia decomposition, and the activity changed with the particle size/surface area. These showed the relationship between ammonia decomposition activity and the different active species. Compared to molybdenum carbide, the titanium carbides were one order of magnitude less active, suggesting the correlation between the activity difference and the degree of electron transfer between metals and carbon in metal carbides.

• Proceedings of the Korean Powder Metallurgy Institute Conference
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• 2006.09a
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• pp.466-467
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• 2006

The anatase particle was facetted at the free surface and a neck formation between the anatase particles prior to the phase transformation occured. This resulted in the severe lattice distortion at the region of the interface near the neck and this can act as the nucleation sites for the phase transformation. The grain growth of rutile particles after the phase transformation grew very fast by the sweeping phenomena of grain boundary. Therfore, It leaded to the microstructure without the rutile phase located in anatase particle.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2000.02a
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• pp.78-78
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• 2000

다결정 실리콘-게르마늄 (poly-SiGe)은 태양전지 개발에 있어서 중요한 물질이다. 우리는 소량의 Ge(x=0.05)으로부터 다량의 Ge(x=0.67)을 함유한 수소화된 비정질 실리콘-게르마늄 (a-SiGe:H) 박막의 고상결정화 과정을 ESR (electron spin resonance)방법으로 조사해보았다. 먼저 PECVD 방법으로 Corning 1737 glass 위에 a-Si1-xGex:H 박막을 증착시켰다. 증착가스는 SiH4, GeH4 가스를 썼으며, 기판온도는 20$0^{\circ}C$, r.f. 전력은 3W, 증착시 가스압력은 0.6 Torr 정도이었다. 증착된 a-SiGe:H 박막은 $600^{\circ}C$ N2 분위기에서 다시 가열되어 고상결정화 되었고, 결정화 정도는 XRD (111) peak의 세기로부터 구해졌다. ESR 측정은 상온 x-band 영역에서 수행되었다. 측정된 ESR스팩트럼은 두 개의 Gaussian 함수로써 Si dangling-bond와 Ge dangling-bond 신호로 분리되었다. 가열 초기의 a-SiGe:H 박막 결함들의 스핀밀도의 증가는 수소 이탈에 기인하고, 또 고상결정화 과정에서 결정화된 정도와 Ge-db 스핀밀도의 변화는 서로 깊은 상관관계가 있음을 알 수 있었다. 특히 Ge 함유량이 큰 박막 (x=0.21, 0.67)에서 뿐만 아니라 소량의 Ge이 함유된 박막(x=0.05)에서도 Ge dangling-bond가 Si dangliong-bond 보다 고상결정화 과정에서 더 중요한 역할을 한다는 것을 알수 있었다. 또한 초기 열처리시 Si-H, Ge-H 결합에서 H의 이탈로 인하여 나타나는 Si-dangling bond, Ge-dangling bond 스핀밀도의 최대 증가 시간은 x 값에 의존하였는데 이러한 결과는 x값에 의존하는 Si-H, Ge-H 해리에너리지로 설명되어 질 수 있다. 층의 두께가 500 미만인 커패시터의 경우에 TiN과 Si3N4 의 계면에서 형성되는 슬릿형 공동(slit-like void)에 의해 커패시터의 유전특성이 파괴된다는 사실을 알게 되었으며, 이러한 슬릿형 공동은 제조 공정 중 재료에 따른 열팽창 계수와 탄성 계수 등의 차이에 의해 형성된 잔류응력 상태가 유전막을 기준으로 압축응력에서 인장 응력으로 바뀌는 분포에 기인하였다는 사실을 확인하였다.SiO2 막을 약화시켜 절연막의 두께가 두꺼워졌음에도 기존의 SiO2 절연막의 절연 파괴 전압 및 누설 전류오 비교되는 특성을 가졌다. 이중막을 구성하고 있는 안티퓨즈의 ON-저항이 단일막과 비교해 비슷한 것을 볼 수 잇는데, 그 이유는 TiO2에 포함된 Ti가 필라멘트에 포함되어 있어 필라멘트의 저항을 감소시켰기 때문으로 사료된다. 결국 이중막을 구성시 ON-저항 증가에 의한 속도 저하 요인은 없다고 할 수 있다. 5V의 절연파괴 시간을 측정한느 TDDB 테스트 결과 1.1$\times$103 year로 기대수치인 수십 년보다 높아 제안된 안티퓨즈의 신뢰성을 확보 할 수 있었다. 제안된 안티퓨즈의 이중 절연막의 두께는 250 이고 프로그래밍 전압은 9.0V이고, 약 65$\Omega$의 on 저항을 얻을수 있었다.보았다.다.다양한 기능을 가진 신소재 제조에 있다. 또한 경제적인 측면에서도 고부가 가치의 제품 개발에 따른 새로운 수요 창출과 수익률 향상, 기존의 기능성 안료를 나노(nano)화하여 나노 입자를 제조, 기존의 기능성 안료에 대한 비용 절감 효과등을 유도 할 수 있다. 역시 기술적인 측면에서도 특수소재 개발에 있어 최적의 나노 입자 제어기술 개발 및 나노입자를 기능성 소재로 사용하여 새로운 제품의 제조와 고압 기상 분사기술의 최적화에 의한 기능성 나노 입자 제조 기술을 확립하고 2차 오염 발생원인 유기계 항균제를 무기계 항균제로 대체할 수 있다. 이와 더불

• Journal of Powder Materials
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• v.9 no.6
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• pp.394-408
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• 2002

Nanostructured high strength metastable Al-, Mg- and Ti-based alloys containing different amorphous, quasicrystalline and nanocrystalline phases are synthesized by non-equilibrium processing techniques. Such alloys can be prepared by quenching from the melt or by powder metallurgy techniques. This paper focuses on one hand on mechanically alloyed and ball milled powders containing different volume fractions of amorphous or nano-(quasi)crystalline phases, consolidated bulk specimens and, on the other hand. on cast specimens containing different constituent phases with different length-scale. As one example. $Mg_{55}Y_{15}Cu_{30}$- based metallic glass matrix composites are produced by mechanical alloying of elemental powder mixtures containing up to 30 vol.% $Y_2O_3$ particles. The comparison with the particle-free metallic glass reveals that the nanosized second phase oxide particles do not significantly affect the glass-forming ability upon mechanical alloying despite some limited particle dissolution. A supercooled liquid region with an extension of about 50 K can be maintained in the presence of the oxides. The distinct viscosity decrease in the supercooled liquid regime allows to consolidate the powders into bulk samples by uniaxial hot pressing. The $Y_2O_3$ additions increase the mechanical strength of the composites compared to the $Mg_{55}Y_{15}Cu_{30}$ metallic glass. The second example deals with Al-Mn-Ce and Al-Cu-Fe composites with quasicrystalline particles as reinforcements, which are prepared by quenching from the melt and by powder metallurgy. $Al_{98-x}Mn_xCe_2$ (x =5,6,7) melt-spun ribbons containing a major quasicrystalline phase coexisting with an Al-matrix on a nanometer scale are pulverized by ball milling. The powders are consolidated by hot extrusion. Grain growth during consolidation causes the formation of a micrometer-scale microstructure. Mechanical alloying of $Al_{63}Cu_{25}Fe_{12}$ leads to single-phase quasicrystalline powders. which are blended with different volume fractions of pure Al-powder and hot extruded forming $Al_{100-x}$$(Al_{0.63}Cu_{0.25}Fe_{0.12})_x$ (x = 40,50,60,80) micrometer-scale composites. Compression test data reveal a high yield strength of ${\sigma}_y{\geq}$700 MPa and a ductility of ${\varepsilon}_{pl}{\geq}$5% for than the Al-Mn-Ce bulk samples. The strength level of the Al-Cu-Fe alloys is ${\sigma}_y{\leq}$550 MPa significantly lower. By the addition of different amounts of aluminum, the mechanical properties can be tuned to a wide range. Finally, a bulk metallic glass-forming Ti-Cu-Ni-Sn alloy with in situ formed composite microstructure prepared by both centrifugal and injection casting presents more than 6% plastic strain under compressive stress at room temperature. The in situ formed composite contains dendritic hcp Ti solid solution precipitates and a few $Ti_3Sn,\;{\beta}$-(Cu, Sn) grains dispersed in a glassy matrix. The composite micro- structure can avoid the development of the highly localized shear bands typical for the room temperature defor-mation of monolithic glasses. Instead, widely developed shear bands with evident protuberance are observed. resulting in significant yielding and homogeneous plastic deformation over the entire sample.

• Advances in Energy Research
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• v.5 no.3
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• pp.219-226
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• 2017

Electrochemical double layer capacitors (EDLCs) have received a tremendous interest due to their suitability for diverse applications. They have been fabricated using different carbon based electrodes including activated carbons, single walled/multi walled carbon nano tubes. But, graphite which is one of the natural resources in Sri Lanka has not been given a considerable attention towards using for EDLCs though it is a famous carbon material. On the other hand, EDLCs are well reported with various liquid electrolytes which are associated with numerous drawbacks. Gel polymer electrolytes (GPE) are well known alternative for liquid electrolytes. In this paper, it is reported about an EDLC fabricated with a nano composite polyethylene oxide based GPE and two Sri Lankan graphite based electrodes. The composition of the GPE was [{(10PEO: $NaClO_4$) molar ratio}: 75wt.% PC] : 5 wt.% $TiO_2$. GPE was prepared using the solvent casting method. Two graphite electrodes were prepared by mixing 85% graphite and 15% polyvinylidenefluoride (PVdF) in acetone and casting n fluorine doped tin oxide glass plates. GPE film was sandwiched in between the two graphite electrodes. A non faradaic charge discharge mechanism was observed from the Cyclic Voltammetry study. GPE was stable in the potential windows from (-0.8 V-0.8 V) to (-1.5 V-1.5 V). By increasing the width of the potential window, single electrode specific capacity increased. Impedance plots confirmed the capacitive behavior at low frequency region. Galvanostatic charge discharge test yielded an average discharge capacity of $0.60Fg^{-1}$.