• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권3호
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• pp.331-337
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• 2019

광촉매로 검토된 물질 중에는 티타니아가 가장 큰 주목을 받아왔다. 그러나, 티타니아는 밴드갭 에너지가 높음으로 인하여 자외선 영역에서만 그 활성을 나타낼 수 있는 것으로 알려져 있다. 따라서, 티타니아의 광촉매 활성을 가시광선 영역으로 확대하려는 노력들이 있어왔으며, 대표적인 방안들은 티타니아의 표면 개질을 통해 시도되었다. 티타니아 광촉매가 가시광선 영역에서 활성을 갖기 위해서는 표면 개질을 요구한다. 티타니아의 다양한 표면 개질 방안 중 질소도핑은 제조의 수월성과 친환경적인 장점을 가진다. 질소 도핑 티타니아는 가시광선 영역에서도 가전자대의 전자가 전도대로 여기되며, 광촉매 활성을 잘 나타내고 있다. 본 연구에서는 발표된 많은 자료에 근거하여 티타니아 내부에 도핑된 질소 형태에 주목하였다. 여전히 논쟁이 계속되는 질소 도핑 제조방법과 티타니아 내부의 질소 형태에 대해서 살펴보았다. 특히, 질소 도핑 형태는 주로 두 가지로 보고되고 있으며, 티타니아 격자를 구성하는 산소를 질소가 치환하는 경우와 티타니아 격자 사이에서 질소산화물의 형태로 위치하는 경우가 알려져 있다. 지금도 가시광선 영역에서 물 분해를 할 수 있는 잠재력을 활용하려는 시도들은 지속적으로 나오고 있으며, 질소 도핑 티타니아의 향후 전망에 대해서도 살펴보았다.

• 한국결정성장학회지
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• 제33권5호
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• pp.196-201
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• 2023

수소에너지 생산을 위한 물분해 시스템의 효율을 향상시키기 위해서는, 수소발생반응 (HER)과 산소발생반응(OER) 각각에서 촉매로 인한 전기화학적 반응에서의 높은 과전압의 감소가 수반되어야 한다. 그 중에서도 전이금속 기반의 화합물(수산화물, 황화물 등)은 현재 상용되고 있는 백금 등의 귀금속을 대체할 촉매 재료로써 주목받고 있다. 본 연구에서는, 저렴한 금속 다공성 소재인 Ni foam을 지지체로 사용하고, 수열합성 공정을 통해 β-Ni(OH)₂ 마이크로결정을 합성하고자 하였다. 또한 전기화학적 특성을 향상시키기 위하여 Fe을 도핑하여 합성된 β-Ni(OH)₂ 마이크로 결정의 형상, 결정구조 및 물분해 특성의 변화를 관찰하였으며, 상용 수전해 시스템의 촉매로서의 적용가능성을 검토하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제20권1호
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• pp.25-29
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• 2010

페로브스카이트 구조를 갖고 $Tm_2O_3$가 첨가된 MLCC용 $BaTiO_3$ 유전체를 제조하기 위하여 환원분위기, $1320^{\circ}C$의 온도조건에서 2시간 동안 소결하였다. 유전특성 측정과 미세구조 관찰을 통하여, $Tm_2O_3$ 첨가에 따라 $BaTiO_3$ 세라믹의 유전특성에 미치는 영향에 대해 연구하였으며 각 유전체의 상분석을 통하여 이차상 유무를 확인하였다. 1 mol%의 $Tm_2O_3$를 첨가한 유전체 시편이 유전특성이 가장 우수한 반면에 2 mol% 이상의 $Tm_2O_3$를 첨가한 시편의 유전상수는 1 mol%를 첨가한 시편에 비해 낮은 값을 보였다. 유전특성에 영향을 미치는 grain 크기 및 pyrochlore 이차상 형성은 미세구조분석과 결정구조분석에 의해 조사되었다. 또한, 이들 데이터를 대표적 희토류인 $Er_2O_3$를 첨가한 유전체 시편과 비교하였고 유전특성과 관련이 있는 pyrochlore상의 형성을 상분석으로써 확인하였으며 이 결과는 세라믹 커패시터의 유전특성이 도핑에 따른 이차상과 $BaTiO_3$ tetragonality의 변화와 관련되어있다고 판단된다.

• 전기화학회지
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• 제11권3호
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• pp.197-210
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• 2008

리튬이차전지용 양극재는 전지 성능발전과 더불어 다양하게 발전되어 왔다. 처음으로 채용된 $LiCoO_2$는 초기의 부족한 성능을 도핑이나 표면개질이라는 기술을 채용하여 지속적인 발전을 거듭하면서 최근 4.3V에 가까운 충전전압에서도 적용 가능하게 되었다. 한편으로 응용기기가 복잡해지면서 요구되는 특성도 한층 강화되었다. 높은 작동전압 뿐만 아니라 고용량이 요구되면서 새로운 재료에 대한 연구개발이 시작되었고, 그 중에서도 ${LiNi}_{1-x}{M_xO_2}$, $Li[Ni_{x}Mn_{y}Co_{z}]O_{2}$, $Li[{Ni}_{1/2}{Mn}_{1/2}]O_{2}$등 다양한 재료들이 개발되기에 이르렀다. 최근에는 고유가에 따라 전기자동차용 개발이활발해지면서 고안전성의 새로운 재료가 필요하게 되었고, 이러한 요구에 수렴하여 ${LiMn_2}{O_4}$, $LiFePO_4$와 같은 안전성이 매우 우수한 재료가 개발되었다. 향 후 양극재 부분은 이외에도 다양한 상들이 고용량과 동시에 안전성이 뛰어난 고용체를 이루고 있는 복합체 양극재를 비롯하여 다양한 재료들이 개발될 것으로 여겨진다.

• 전자공학회논문지 IE
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• 제45권1호
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• pp.1-6
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• 2008

본 연구에서는 발광층에 2 파장 재료를 갖는 백색 유기발광소자를 진공증착법을 사용하여 청색 발광재료인 NPB와 황색 발광재료인 Rubrene을 사용하여 제작하였다. 제작된 소자는 ITO/NPB$(200{\AA})$NPB:Rubrene$(300{\AA})$/BCP$(100{\AA})/Alq_3(100{\AA})/Al(1000{\AA})$ 구조로 하였고 Rubrene의 도핑농도는 0.75 wt%이었다. 소자의 색좌표값은 인가전압 11 V에서 x = 0.3327, y = 0.3387 로 NTSC 색좌표 순수한 백색영역(x = 0.3333, y = 0.3333)에 근접한 순수한 백색에 가까운 값을 얻었고, 이 때 최대발광파장은 560 nm이었다. 소자의 동작 개시전압은 1 V이하이고 발광 개시전압은 4 V이다. 최대 외부양자효율은 인가전압 18.5 V, 전류밑도 $369mA/cm^2$ 일 때 0.457 %를 얻었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.80.1-80.1
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• 2010

A strontium titanate ($SrTiO_3$)-based material with a perovskite structure is considered to be one of the promising alternatives to $LaCrO_3$-based materials since $SrTiO_3$ perovskite shows a high chemical stability under both oxidizing and reducing atmospheres at high temperatures. $SrTiO_3$ materials exhibit an n-type semiconducting behavior when it is donor-doped and/or exposed to a reducing atmosphere. In this work, $Sr_{1-x}La_xTi_{1-y}M_yO_3$ materials doped with $La^{3+}$ in A-sites and aliovalent transition metal ions ($M^{n+}$) in B-sites were synthesized by the modified Pechini method. The X-ray diffraction analysis indicated that the materials synthesized by the Pechini process exhibited a single curbic perovskite-type structure without any impurity phases, and are tolerant, to some extent, to cation doping. The sintering behaviors of $Sr_{1-x}La_xTi_{1-y}M_yO_3$ in $H_2/N_2$ and air were characterized by dilatometry and microstructural observations. The electrical conduction mechanism and the dopant effect are discussed based on the defect structures and the electrical conductivities measured at various oxygen partial pressures and temperatures.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.86-86
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• 2012

The new approaches for silicon solar cell of new concept have been actively conducted. Especially, solar cells with wire array structured radial p-n junctions has attracted considerable attention due to the unique advantages of orthogonalizing the direction of light absorption and charge separation while allowing for improved light scattering and trapping. One-dimenstional semiconductor nano/micro structures should be fabricated for radial p-n junction solar cell. Most of silicon wire and/or pillar arrays have been fabricated by vapour-liquid-solid (VLS) growth because of its simple and cheap process. In the case of the VLS method has some weak points, that is, the incorporation of heavy metal catalysts into the growing silicon wire, the high temperature procedure. We have tried new approaches; one is electrochemical etching, the other is noble metal catalytic etching method to overcome those problems. In this talk, the silicon pillar formation will be characterized by investigating the parameters of the electrochemical etching process such as HF concentration ratio of electrolyte, current density, back contact material, temperature of the solution, and large pre-pattern size and pitch. In the noble metal catalytic etching processes, the effect of solution composition and thickness of metal catalyst on the etching rate and morphologies of silicon was investigated. Finally, radial p-n junction wire arrays were fabricated by spin on doping (phosphor), starting from chemical etched p-Si wire arrays. In/Ga eutectic metal was used for contact metal. The energy conversion efficiency of radial p-n junction solar cell is discussed.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제34권9호
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• pp.2769-2773
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• 2013

Red phosphors $Ca_{(1-1.5x)}Eu_xWO_4$ and $Ca_{(1-2x)}Eu^_xNa_xWO_4$ were synthesized with various concentrations x of $Eu^{3+}$ ions by using a solid-state reaction method. The crystal structure of the red phosphors were found to be a tetragonal scheelite structure with space group $I4_1/a$. X-ray diffraction (XRD) results show the (112) main diffraction peak centered at $2{\theta}=28.71^{\circ}$, and indicate that there is no basic structural deformation caused by the vacancies ${V_{Ca}}^{{\prime}{\prime}}$ or the $Eu^{3+}$ (and $Na^+$) ions in the host crystals. Densities of $Ca_{(1-1.5x)}Eu_xWO_4$ were measured on a (helium) gas pycnometer. Comparative results between the experimental and theoretical densities reveal that $Eu^{3+}$ (and $Na^+$) ions replace the $Ca^{2+}$ ions in the host $CaWO_4$. Also, the photoluminescence (PL) emission and photoluminescence excitation (PLE) spectra show the optical properties of trivalent $Eu^{3+}$ ions, not of divalent $Eu^{2+}$. Raman spectra exhibit that, without showing any difference before and after the doping of activators to the host material $CaWO_4$, all the gerade normal modes occur at the identical frequencies with the same shapes and weaker intensities after the substitution. However, the FT-IR spectra show that some of the ungerade normal modes have shifted positions and different shapes, caused by different masses of $Eu^{3+}$ ions (or $Na^+$ ions, or ${V_{Ca}}^{{\prime}{\prime}}$ vacancies) from $Ca^{2+}$.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2009년도 추계학술발표대회
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• pp.5.2-5.2
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• 2009

From 10 years ago, the development of nano-devices endeavored to achieve reconstruction of information technology (IT) and nano technology (NT) industry. Among the many materials for the IT and NT industry, zinc oxide (ZnO) is a very promising candidate material for the research of nano-device development. Nano-structures of ZnO-based materials were grown easily via various methods and it attracts huge attention because of their superior electrical and optical properties for optoelectronic devices. Recently, among the various growth methods, MOCVD has attracted considerable attention because it is suitable process with benefits such as large area growth, vertical alignment, and accurate doping for nano-device fabrication. However, ZnO based nanowires grown by MOCVD process were had the principal problems of 1st interfacial layers between substrate and nanowire, 2nd a broad diameter (about 100 nm), and 3rd high density, and 4th critical evaporation temperature of Zinc precursors. In particular, the growth of high performance nanowire for high efficiency nano-devices must be formed at high temperature growth, but zinc precursors were evaporated at high temperature.These problems should be repaired for materialization of ultra high performance quantum devices with quantum effect. For this reason, we firstly proposed the growth method of vertical aligned slim MgZnO nanowires (< 10 nm) without interfacial layers using self-phase separation by introduced Mg at critical evaporation temperature of Zinc precursors ($500^{\circ}C$). Here, the self-phase separation was reported that MgO-rich and the ZnO-rich phases were spontaneously formed by additionally introduced Mg precursors. In the growth of nanowires, the nanowires were only grown on the wurzite single crystal seeds as ZnO-rich phases with relatively low Mg composition (~36 at %). In this study, we investigated the microstructural behaviors of self-phase separation with increasing the Mg fluxes in the growth of MZO NWs, in order to secure drastic control engineering of density,diameter, and shape of nanowires.

• 한국세라믹학회지
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• 제42권9호
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• pp.602-606
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• 2005

[ $LiCoO_{2}$ ] is the most common cathode electrode materials in Lithium-ion batteries. $LiCo_{0.97}Mg_{0.03}O_2$ was synthesized by the solid-state reaction method. We investigated crystal structures, electrical conductivities and electrochemical properties. The crystal structure of $LiCo_{0.97}Mg_{0.03}O_2$ was analyzed by X-ray powder diffraction and Rietveld refinement. The material showed a single phase of a layered structure with the space group R-3m. The lattice parameter(a, c) of $LiCo_{0.97}Mg_{0.03}O_2$ was larger than that of $LiCoO_2$. The electrical conductivity of sintered samples was measured by the Van der Pauw method. The electrical conductivities of $LiCoO_2$ and $LiCo_{0.97}Mg_{0.03}O_2$ were $2.11{\times}10^{-4}\;S/cm$ and $2.41{\times}10^{-1}\;S/cm$ at room temperature, respectively. On the basis of the Hall effect analysis, the increase in electrical conductivities of $LiCo_{0.97}Mg_{0.03}O_2$ is believed due to the increased carrier concentrations, while the carrier mobility was almost invariant. The electrochemical performance was investigated by coin cell test. $LiCo_{0.97}Mg_{0.03}O_2$ showed improved cycling performance as compared with $LiCoO_2$.