• 청정기술
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• 제28권3호
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• pp.210-217
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• 2022

붕소(Boron)은 희소자원으로 유리, 반도체 재료, 화약 등 다양한 용도로 사용되고 있는데, 우리나라의 경우 붕소를 전량 수입에 의존하고 있으며 전 세계 붕소 매장량과 현재 추세의 생산량을 고려하면 50년 이후 지상의 붕소는 고갈될 확률이 높다. 따라서 안정적 붕소의 공급을 위해 해수 내의 붕소를 회수할 수 있는 소재 및 공정의 개발이 요구된다. 이에 본 연구에서는 수용액 중 붕소를 회수하기 위한 소재로 전기방사 후 탄소화된 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile, PAN) 나노섬유를 도입하였다. 먼저 탄소섬유 표면의 붕소 흡착 기작을 이론적으로 구현하기 위해 범밀도함수이론(density functional method) 기반의 분자모델링 작업을 수행하였는데, 계산된 에너지도(energetics)에 따르면 붕소가 탄소섬유 표면에 흡착되는 화학반응이 가능한(viable) 것으로 판단되었다. 한편 전기방사로 제작된 PAN 나노섬유를 대기 중에서 안정화를 진행한 후 아르곤(Ar) 분위기에서 탄소화하였고 붕산 수용액에 담지시켰다. SEM과 Raman 분석을 통해 각각 전기방사와 탄소화가 잘 진행되었는지 확인하였고, XPS 분석을 통해 탄소섬유 표면에 질소가 잘 도핑되었는지 여부와 붕소의 흡착 여부를 확인하였다. 결과적으로 전기방사된 PAN으로부터 제작된 탄소섬유는 해수 내 붕소 회수에 사용될 수 있는 소재로 판단된다.

• 전기화학회지
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• 제14권4호
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• pp.208-213
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• 2011

합성된 $BF_3LiMA$ 리튬염을 단량체로 사용하는 고체 고분자전해질을 제조하고 $BF_3LiMA$의 농도가 이온전도도에 미치는 영향 및 전기화학적 안정성을 교류임피던스 측정법과 선형전위주사법을 통하여 평가하였다. 그 결과 $BF_3LiMA$가 12.9 wt%인 고체 고분자전해질에서 $7.71{\times}10^{-6}S\;cm^{-1}$의 가장 높은 $25^{\circ}C$ 이온전도도가 관찰되었으며 이 값을 전후로 이온전도도는 다소 감소하는 경향이 나타났다. 이러한 결과는 저농도의 $BF_3LiMA$에서 발생할 수 있는 리튬염의 부족과 고농도의 $BF_3LiMA$에서는 발생할 수 있는 고분자기질의 유동성 감소가 원인으로 해석된다. 또한 $BF_3LiMA$ 기반의 고체 고분자전해질은 음이온이 고정되어 있는 자기-도핑형 계열로서 $60^{\circ}C$에서 6.0 V까지 우수한 전기화학적 안정성을 보여주었다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제17권2호
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• pp.283-287
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• 2017

Recently, Ni-InGaAs has been required for high-performance III-V MOSFETs as a promising self-aligned material for doped source/drain region. As downscaling of device proceeds, reduction of contact resistance ($R_c$) between Ni-InGaAs and n-InGaAs has become a challenge for higher performance of MOSFETs. In this paper, we compared three types of sample, vacuum, 2% $H_2$ and 4% $H_2$ annealing condition in rapid thermal annealing (RTA) step, to verify the reduction of $R_c$ at Ni-InGaAs/n-InGaAs interface. Current-voltage (I-V) characteristic of metal-semiconductor contact indicated the lowest $R_c$ in 4% $H_2$ sample, that is, higher current for 4% $H_2$ sample than other samples. The result of this work could be useful for performance improvement of InGaAs n-MOSFETs.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제14권5호
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• pp.557-565
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• 2014

We report the effect of basal-plane stacking faults (BSFs) on X-ray diffraction (XRD) of non-polar (11$\underline{2}$0) a-plane GaN films with different $SiN_x$ interlayers. Complete $SiN_x$ coverage and increased three-dimensional (3D) to two-dimensional (2D) transition stages substantially reduce BSF density. It was revealed that the Si-doping profile in the Si-doped GaN layer was unaffected by the introduction of a $SiN_x$ interlayer. The smallest in-plane anisotropy of the (11$\underline{2}$0) XRD ${\omega}$-scan widths was found in the sample with multiple $SiN_x$ layers, and this finding can be attributed to the relatively isotropic GaN mosaic resulting from the increase in the 3D-2D growth step. Williamson-Hall (WH) analysis of the (h0$\underline{h}$0) series of diffractions was employed to determine the c-axis lateral coherence length (LCL) and to estimate the mosaic tilt. The c-axis LCLs obtained from WH analyses of the present study's representative a-plane GaN samples were well correlated with the BSF-related results from both the off-axis XRD ${\omega}$-scan and transmission electron microscopy (TEM). Based on WH and TEM analyses, the trends in BSF densities were very similar, even though the BSF densities extracted from LCLs indicated that the values were reduced by a factor of about twenty.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제18권1호
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• pp.23-27
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• 2011

전기화학적 에칭을 이용한 다공성 실리콘 이중층 형성은 초박형 태양전지 제작에서 PS layer transfer 기술을 적용하기 위한 선행 공정이다. 다공성 실리콘 층의 다공도는 전류밀도와 에칭용액 내 불산의 농도를 조절하여 제어할 수 있다. 전기화학적 에칭을 이용한 다공성 실리콘 형성을 위하여 비저항 $0.01-0.02\;{\Omega}{\cdot}cm$의 p-type (100)의 실리콘 웨이퍼를 사용하였으며, 에칭용액의 조성은 HF (40%) : $C_2H_5OH$(99 %) : $H_2O$ = 1 : 1 : 2 (volume)으로 고정하였다. PS layer transfer 기술에 사용되는 다공성 실리콘 이중층을 형성하기 위해서 에칭 도중 전류밀도를 낮은 전류밀도 조건에서 높은 전류밀도 조건으로 변환하여 low porosity layer 하부에 high porosity layer를 형성할 수 있다.

• 한국재료학회지
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• 제20권5호
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• pp.246-251
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• 2010

The composite photocatalysts of a Fe-modified carbon nanotube (CNT)-$TiO_2$ were synthesized by a two-step sol-gel method at high temperature. Its chemical composition and surface properties were investigated by BET surface area, scanning electron microscope (SEM), Transmission Electron Microscope (TEM), X-ray diffraction (XRD) and ultraviolet-visible (UV-Vis) spectroscopy. The results showed that the BET surface area was improved by modification of Fe, which was related to the adsorption capacity for each composite. Interesting thin layer aggregates of nanosized $TiO_2$ were observed from TEM images, probably stabilized by the presence of CNT, and the surface and structural characterization of the samples was carried out. The XRD results showed that the Fe/CNT-$TiO_2$ composites contained a mix of anatase and rutile forms of $TiO_2$ particles when the precursor is $TiOSO_4{\cdot}xH_2O$ (TOS). An excellent photocatalytic activity of Fe/CNT-$TiO_2$ was obtained for the degradation of methylene blue (MB) under visible light irradiation. It was considered that Fe cation could be doped into the matrix of $TiO_2$, which could hinder the recombination rate of the excited electrons/holes. The photocatalytic activity of the composites was also found to depend on the presence of CNT. The synergistic effects among the Fe, CNT and $TiO_2$ components were responsible for improving the visible light photocatalytic activity.

• 한국재료학회지
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• 제9권2호
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• pp.168-172
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• 1999

보른이 고농도 도핑된 $\textrm{p}^{+}$-Si 영역상에서 비저항이 낮고 열적 안정성이 우수한 Co/Ti 이중막 실리사이드의 형성을 연구하였다. 본 연구에서는 Co/Ti 이중막 실리사이드는 청결한 $\textrm{p}^{+}$-Si 기판상에 Co(150${\AA}$)/Ti(50${\AA}$) 박막을 E-beam 기술로 진공증착하고 질소분위기($\textrm{10}^{-1}$atm)에서 2단계 RTA 공정(1차열처리:$650^{\circ}C$/20sec, 2차열처리:$800^{\circ}C$/20sec)을 수행하여 제작된다. 실험에서 얻어진 Co/Ti 이중막 실리사이드는 약 500${\AA}$의 균일한 두께를 갖고 18$\mu\Omega$-cm의 낮은 비저항 특성을 나타내었으며, $1000^{\circ}C$에 이르기까지 장시간 후속 열처리를 실시하여도 면저항 변화나 열응집 현상이 발생되지 않았다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2017년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.99.1-99.1
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• 2017

$TiO_2$는 기계적, 화학적 안정성이 높아 가혹한 화학적 환경 또는 고온 운전 조건에서 훌륭한 내구성을 보여주어 산업적으로 일찍이 널리 이용되어 왔다. 예를 들어, 염소발생 (chlorine evolution reaction) 또는 산소발생반응은 (oxygen evolution reaction) 염소 또는 산소 라디칼에 전극이 지속적으로 노출되기에 강한 내부식성을 지닌 전극재가 요구되었고, 그 결과 $TiO_2$를 골조로 한 불용성전극 (dimensionally stable anode)이 개발되어 이용되고 있다. 그러나, $TiO_2$는 절연성이 높은 금속 산화물 재료이기 때문에 넓은 표면적 획득 및 촉매제 사용을 통해 소재의 단점을 극복해야만 한다. 넓은 반응 표면적 획득의 한 방법으로써 전기화학적 양극산화 (electrochemical anodization)를 통한 $TiO_2$ 나노튜브 제조법은 경제적이면서도 구조 제어도 간편한 방법이다. $TiO_2$ 나노튜브는 100nm 전후의 기공 크기를 가짐과 동시에 매우 높은 종횡비를 지니고 있어 넓은 반응 표면적 획득에 특히 유리하다. 그러나, 이 높은 종횡비는 촉매 도입을 어렵게 하는 저해요소가 되기도 한다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 다양한 방법들이 연구되었으나 대부분이 번거롭거나 비싼 후단공정을 필요로 한다. 본 연구에서는 $TiO_2$ 나노튜브에 촉매를 도핑하기 위한 간단한 전기화학적 방법으로, 단일공정 양극산화법 (single-step anodization)과 전압충격법 (potential shock), 그리고 저전압충격법 (under potential shock)을 연구하였으며 이에 적용 가능한 촉매제의 종류를 소개한다. 또한, 촉매의 성질에 따른 응용분야와 그 성능평가 결과를 제시한다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제26권3호
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• pp.246-251
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• 2013

Screen printing is commonly used to form the front/back electrodes in silicon solar cell. But it has caused high resistance and low aspect ratio, resulting in decreased conversion efficiency in solar cell. Recently the plating method has been combined with screen-printed c-Si solar cell to reduce the resistance and improve the aspect ratio. In this paper, we investigated the effect of light induced silver plating with screen-printed c-Si solar cells and compared their electrical properties. All wafers were textured, doped, and coated with anti-reflection layer. The metallization process was carried out with screen-printing, followed by co-fired. Then we performed light induced Ag plating by changing the plating time in the range of 20 sec~5min with/without external light. For comparison, we measured the light I-V characteristics and electrode width by optical microscope. During plating, silver ions fill the porous structure established in rapid silver particle sintering during co-firing step, which results in resistance decrease and efficiency improvement. The plating rate was increased in presence of light lamp, resulting in widening the electrode with and reducing the short-circuit current by shadowing loss. With the optimized plating condition, the conversion efficiency of solar cells was increased by 0.4% due to decreased series resistance. Finally we obtained the short-circuit current of 8.66 A, open-circuit voltage of 0.632 V, fill factor of 78.2%, and efficiency of 17.8% on a silicon solar cell.

• Advances in nano research
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• 제13권6호
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• pp.513-525
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• 2022

In this study, it was aimed to evaluate direct oxidation of aqueous solution containing cefalexin antibiotic with new generation Sn/Sb/Ni: 500/8/1 anode. The fact that there is no such a study on treatment of cefalexin with these new anode made this study unique. According to the operating parameters evaluation COD graphs showed clearer results compared to TOC and CLX and thus, it was it was chosen as major parameter. Furthermore, pseudo-first degree kd values were calculated from CLX results to show more accurate and specific results. Experimental results showed that after 60 min of electrochemical oxidation, complete removal of COD and TOC was accomplished with 750 mg L^-1 KCl, at pH 7, 50 mA cm^-2 current density and 1 cm anode-cathode distance. Also, the stability of the Sn/Sb/Ni anode was evaluated by taking SEM and AFM images and XRD analysis before and after of electrochemical oxidation processes. According to the results, it was not occurred too much change on the anode surface even after 300 h of electrolysis. Thus, it was thought that the anode material was not corroded to a large extent. Furthermore, the removal efficiencies were very high for almost all the time and conditions. According to the results of the study, electrochemical oxidation with new generation Sn/Sb/Ni anodes for the removal of cefalexin antibiotic was found very successful and applicable due to require less reaction time complete mineralization and doesn't require pH adjustment step compared to other studies in literature. In future studies, different antibiotic types should be studied with this anode and maybe with real wastewaters to test applicability of the process in treatment of pharmaceutical wastewaters containing antibiotics, in a better way.