• 한국진공학회지
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• 제15권5호
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• pp.527-533
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• 2006

졸-겔(sol-gel) 방법을 이용하여 스피넬(spinel) 구조를 가지는 $LiNi_xMn_{2-x}O_4$ 박막을 x = 0.9까지 합성하였다. 니켈 치환된 박막은 작은 x 값에서는 cubic 구조가 유지되지만, $x{\geq}0.6$ 범위에서는 tetragonal 구조로 상전이가 일어남이 발견되었다. 이와 같은 cubic-tetragonal 상전이는 low-spin $(t_{2g}^6,e_g^1)$ 상태를 가지는 $N^{3+}(d^7)$ 이온이 팔면체 자리를 차지하게 됨으로써 나타나는 Jahn-Teller 효과에 의한 것으로 해석된다. 이와 같은 Ni 이온들은 +3 및 +2의 원자가를 가지고 존재함이 X-ray photoelectron spectroscopy 분석을 통하여 확인되었다. $LiNi_xMn_{2-x}O_4$ 박막들에 대하여 가시광선-자외선 영역에서 spectroscopic ellipsometry(SE)를 이용하여 광학적 성질을 조사하였고, 그 결과 분석을 통하여 화합물 전자구조에 대하여 고찰하였다. SE 측정된 유전함수 스펙트럼은 주로 전하이동(charge-transfer, CT) 전이(transition)에 의한 넓은 에너지 영역을 가지는 1.9, 2.3, $2.8{\sim}3.0$, $3.4{sim}3.6eV$ 근처의 흡수구조 들로 이루어져 있는데, $O^{2-}$에서 $Mn^{4+}$ 이온의 $t_{2g}$ (1.9 eV)와 $e_g$ $(2.8{\sim}3.0\;eV)$로의 전이 즉, $O^{2-}(2p){\rightarrow}Mn^{4+}(3d)$ 및 $O^{2-}$에서 $Mn^{3+}$ 이온의 $t_{2g}$ (2.3 eV)와 $e_g$ ($3.4{\sim}3.6$ eV)로의 전이 즉, $O^{2-}(2p){\rightarrow}Mn^{3+}(3d)$ 등에 의한 것으로 해석된다. 또한, 1.6, 1.8, 1.9 eV 부근에서 관측된 좁은 에너지 영역의 흡수구조 들은 팔면체 $Mn^{3+}$ 이온 내에서의 d-d 결정장(crystal-field) 전이에 의한 것으로 해석된다. 이러한 흡수구조는 Ni 치환량이 증가함에 따라 그 강도가 감소한다. x = 0.6의 경우 $e_g$ 상태와 관련된 CT 전이구조 들이 $t_{2g}$ 상태와 관련된 전이구조 들에 비하여 큰 폭으로 감소하는데 이것은 Jahn-Teller 효과에 의해서 격자상수가 tetragonal 구조로 확장됨에 따라 $e_g$ 상태와 $O^{2-}(2p)$ 상태 간의 파동함수 중첩이 감소한 것에 기인하는 것으로 해석된다.

• 한국진공학회지
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• 제19권6호
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• pp.483-488
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• 2010

스핀코팅 방법을 이용하여 다양한 농도의 전구체로 ZnO 나노 섬유질 박막(ZnO nano-fibrous thin films)을 성장하였고, 그에 따른 표면 및 광학적 특성 변화를 scanning electron microscopy (SEM)와 photoluminescence (PL)을 이용하여 측정하였다. 전구체 농도가 0.4 mol (M) 이하 일 때는 성장률이 낮아 ZnO 핵생성만이 되었고, 0.6 M 이상일 때 ZnO 박막은 나노섬유질 구조가 되었다. 전구체 농도가 더욱 증가함에 따라 ZnO 나노 섬유질의 굵기가 굵어졌고 ZnO 박막의 두께도 단계적으로 두꺼워졌다. 전구체 농도가 증가함에 따라 ZnO 나노 섬유질 박막의 photoluminescence (PL)의 근밴드가장자리 광방출(near-band-edge emission) 피크 세기와 full-width at half-maximu (FWHM)이 증가하였고, 깊은 준위 광방출(deep-level mission) 피크는 적색편이(red-shift)하였다.

• 유기물자원화
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• 제31권3호
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• pp.35-41
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• 2023

본 연구에서는 반도체 제조공정에서 발생하는 실리콘 슬러지에 금속산화물인 이산화티타늄을 코팅하였으며, 이를 안료 및 도료의 소재로 응용하였다. 상세히는, 불순물이 제거된 판상형의 실리콘 슬러지 분말에 졸-겔법을 통해 이산화티타늄을 코팅하였다. 안료 및 도료의 소재로서 응용 가능성을 확인하기 위해서 친수성 투명 코팅제에 분산하여 페인트를 제조한 후 유리 기판에 분사하였다. 그 결과, 이산화티타늄의 도입으로 인한 발림성 향상과 하얀색의 발현을 확인할 수 있었다. 본 연구를 통해서 실리콘 슬러지에 이산화티타늄을 코팅함으로써 발림성 및 친수성이 향상됨을 확인하였으며, 이를 통해서 반도체 공정에서 발생하는 실리콘 슬러지가 안료 및 도료의 소재로서 응용 가능성을 확인하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.73.1-73.1
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• 2010

For the successful cold starting of a fuel cell engine, either internal of external heat supply must be made to overcome the formation of ice from water below the freezing point of water. In the present study, switchable vanadium oxide compounds as variable temperature-electrical resistance materials onto the surface of flat metallic bipolar plates have been prepared by a dip-coating technique via an aqueous sol-gel method. Subsequently, the chemical composition and micro-structure of the polycrystalline solid thin films were analyzed by X-ray diffraction, X-ray fluorescence spectroscopy, and field emission scanning electron microscopy. In addition, it was carefully measured electrical resistance hysteresis loop over a temperature range from $-20^{\circ}C$ to $80^{\circ}C$ using the four-point probe method. The experimental results revealed that the thin films was mainly composed of Karelianite $V_2O_3$ which acts as negative temperature coefficient materials. Also, it was found that thermal dissipation rate of the vanadium oxide thin films partially satisfy about 50% saving of the substantial amount of energy required for ice melting at $-20^{\circ}C$. Moreover, electrical resistances of the vanadium-based materials converge on an extremely small value similar to that of pure flat metallic bipolar plates at higher temperature, i.e. $T{\geq}40^{\circ}C$. As a consequence, experimental studies proved that it is possible to apply the variable temperature-electrical resistance material based on vanadium oxides for the cold starting enhancement of a fuel cell vehicle and minimize parasitic power loss and eliminate any necessity for external equipment for heat supply in freezing conditions.

• 청정기술
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• 제19권1호
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• pp.44-50
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• 2013

리튬이온전지에서 음극활물질의 저장용량을 증가시키기 위하여 주석산화물에 대한 연구가 많이 수행되고 있다. 주석산화물은 기존의 흑연 음극활물질보다 충방전 용량이 높다. 하지만 충방전이 진행되는 동안에 부피팽창률이 높아서 활물질이 파괴되는 현상이 나타나므로 과도한 비가역용량이 문제가 된다. 이를 해결하기 위하여 물리적 완충역할을 하는 물질이 첨가된 복합산화물을 제조하였다. $SnO_2-SiO_2$ 복합산화물을 솔-젤법을 이용하여 제조하였다. 10 vol% 프로필렌기체를 이용하여 탄소피복을 하여 전기전도성을 증가시켰다. TG/DTA, XRD, SEM과 FT-IR을 이용하여 제조된 물질의 물성을 분석하였으며, CR2032 코인셀을 제조하여 전기화학적인 특성을 조사하였다. $300^{\circ}C$로 열처리한 후에 탄소피복한 $SnO_2-SiO_2$ 활물질의 전기화학적 특성이 가장 우수하였다.

• 접착 및 계면
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• 제16권3호
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• pp.116-121
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• 2015

본 연구에서는 발수성 재료로 쓰이고 상대적으로 가격이 비싼 불소계 실란을 대체하기 위해 octadecyltrichlorosilane (OTS)을 사용하였다. 코팅층의 기계적 접착강도를 향상시키기 위해 무기바인더를 산 촉매 하에서 졸-겔 반응에 의해 분산시켜 합성하였다. 합성된 실리카 나노입자는 나노크기의 거칠기를 제공하기 때문에 초소수성을 쉽게 얻기 어려우므로 유기용매에 의한 입자의 응집을 유도하였다. 실리카 나노입자의 적절한 크기 선택에 따라 OTS를 사용해서 표면을 소수화 시킨 후 유기용매의 양이 증가함에 따라 초소수성의 표면을 얻었고 극도의 물 반발 거동이 zero sliding angle과 함께 관찰되었다. 이러한 초소수성은 용매와의 혼합과 상관없이 유전상수가 25보다 작은 값을 가졌으며 용매 내에서 입자의 응집을 통해 유도된 초소수성 표면을 제조하는 것이 저유전상수 값에 대한 지표가 되었다.

• 대한화학회지
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• 제44권1호
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• pp.60-67
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• 2000

표면공명흡수는 매질의 유전상수값에 의존한다. 금 나노미립자가 함침된 $TiO_2/SiO_2$ 복합산화물 박막을 $Ti(OPr^i)_4$과 $Si(OEt)_4$, 그리고 $HAuCl_4{\cdot}7H_2O$를 사용하여 졸-겔 방법으로 제조하였다. $TiO_2/SiO_2$ 박막에 함침된 금 나노미립자의 최대 표면 공명 흡수는 $TiO_2/SiO_2$의 몰비에 따라 540 nm에서 615 nm 까지 선형적으로 변하였다. 이러한 박막에 함침된 금 나노미립자의 크기와 구조를 TEM과 XRD로 측정하였다. 그리고 $TiO_2/SiO_2$ 박막의 유전상수값을 실험 data로부터 이론적으로 계산하였다

• 한국재료학회지
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• 제10권9호
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• pp.619-623
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• 2000

알루미나 여과막은 boehmite 분말 (${\Upsilon}-AlOOH$)을 이용하여 졸-겔법으로 준비되어졌다. 제조된 여과막은 상전이 온도와 미세구조 변화를 관찰하기 위해 지지체 없이 형성된 여과막을 제조하였다. 여과 공정의 응용에서 균일한 기공크기와 분포를 제어하는 것이 중용하다. 다공성 담체 위에 형성된 여과막과 다공성 담체 없이 형성된 여과막의 ${\theta}-to\;{\alpha}-AL_2O_3$로의 상전이는 박막 XRD를 이용하여 분석하였고, 미세구조의 변화의 관찰은 주사전자현미경(SEM)을 사용하여 관찰하였다. XRD에서 분석된 결과는 다공성 담체 위에 형성된 여과막이 다공성 담체 없이 형성된 여과막과 비교하여 $100^{\circ}C$ 더 높은 상전이 온도를 가지는 것을 보여주었다. 이런 유사한 효과는 여과막의 미세구조 변화에서도 관찰되었다.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제12권5호
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• pp.193-196
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• 2011

Lead zirconate titanate (PZT)/ bismuth ferrite (BFO) multilayer thin films have been fabricated by the spin-coating method on Pt(200 nm)/Ti(10 nm)/$SiO_2$(100 nm)/p-Si(100) substrates using $BiFeO_3$ and $Pb(Zr_{0.52}Ti_{0.48})O_3$ metal alkoxide solutions. The PZT/BFO multilayer thin films show a uniform and void-free grain structure, and the grain size is smaller than that of PZT single films. The reason for this is assumed to be that the lower BFO layers play an important role as a nucleation site or seed layer for the formation of homogeneous and uniform upper PZT layers. The dielectric constant and dielectric losses decreased with increasing number of coatings, and the six-layer PZT/BFO thin film has good properties of 162 (dielectric constant) and 0.017 (dielectric losses) at 1 kHz. The remnant polarization and coercive field of three-layer PZT/BFO thin films were 13.86 ${\mu}C/cm^2$ and 37 kV/cm respectively.

• 한국분말재료학회지
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• 제23권1호
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• pp.38-42
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• 2016

$BaTiO_3$-coated Fe nanofibers are synthesized via a three-step process. ${\alpha}-Fe_2O_3$ nanofibers with an average diameter of approximately 200 nm are first prepared using an electrospinning process followed by a calcination step. The $BaTiO_3$ coating layer on the nanofiber is formed by a sol-gel process, and a thermal reduction process is then applied to the core-shell nanofiber to selectively reduce the ${\alpha}-Fe_2O_3$ to Fe. The thickness of the $BaTiO_3$ shell is controlled by varying the reaction time. To evaluate the electromagnetic (EM) wave-absorbing abilities of the $BaTiO_3@Fe$ nanofiber, epoxy-based composites containing the nanofibers are fabricated. The composites show excellent EM wave absorption properties where the power loss increases to the high frequency region without any degradation. Our results demonstrate that the $BaTiO_3@Fe$ nanofibers obtained in this work are attractive candidates for electromagnetic wave absorption applications.