• The Korean Journal of Ceramics
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• 제4권2호
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• pp.95-98
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• 1998

We have developed new type of superconducting-superionic conducting nanohybrids, $Ag_xI_wBi_2Sr_2Ca_{n-1}Cu_nO_y$ (n=1 and 2) by applying the chimie douce reaction to the superconducting Bi-based cuprates. These nanohybrids can be achieved by the stepwise intercalation whereby the $Ag^+$ ion is thermally diffused into the pre-intercalated iodine sublattice of $IBi_2Sr_2Ca_{n-1}Cu_nO_y$. According to the X-ray diffraction analysis, the Ag-I intercalates are found to have an unique heterostructure in which the superionic conducting Ag-I layer and the superconducting $IBi_2Sr_2Ca_{n-1}Cu_nO_y$ layer are regularly interstratified with a remarkable basal increment of ~7.3$\AA$. The systematic XAS studies demonstrate that the intercalation of Ag-I accompanies the charge transfer between host and guest, giving rise to a change in hole concentration of $CuO_2$ layer and to a slight $T_c$ change. The Ag K-edge EXAFS result reveals that the intercalated Ag-I has a $\beta$-AgI-like local structure with distorted tetrahedral symmetry, suggesting a mobile environment for the intercalated $Ag^+$ ion. In fact, from ac impedance analyses, we have found that the Ag-I intercalates possess a fast ionic conductivity ($\sigma_i=10^{-1.4}\sim 10^{-2.6}\Omega^{-1}\textrm{cm}^{-1}\;at\;270^{\circ}C$ with an uniform activation energy ($\DeltaE_a=0.22\pm 0.02$ eV). More interesting finding is that these intercalates exhibit high electronic conducting as well as ionic ones ($t_i$=0.02~0.60) due to their interstratified structure consisting of superionic conducting and superconducting layers. In this respect, these new intercalates are expected to be useful as an electrode material in various electrochemical devices.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제22권9호
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• pp.1023-1029
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• 2001

The positions of Kr atoms encapsulated in the molecular-dimensioned cavities of fully dehydrated zeolite A of unit-cell composition Cs3Na8HSi12Al12O48 (Cs3-A) have been determined. Cs3-A was exposed to 1025 atm of krypton gas at 400 $^{\circ}C$ for four days, followed by cooling at pressure to encapsulate Kr atoms. The resulting crystal structure of Cs3-A(6Kr) (a = $12.247(2)\AA$, R1 = 0.078, and R2 = 0.085) has been determined by single-crystal X-ray diffraction techniques in the cubic space group Pm3m at $21(1)^{\circ}C$ and 1 atm. In the crystal structure of Cs3-A(6Kr), six Kr atoms per unit cell are distributed over three crystallographically distinct positions: each unit cell contains one Kr atom at Kr(1) on a threefold axis in the sodalite unit, three at Kr(2) opposite four-rings in the large cavity, and two at Kr(3) on threefold axes in the large cavity. Relatively strong interactions of Kr atoms at Kr(1) and Kr(3) with Na+ ions of six-rings are observed: Na-Kr(1) = 3.6(1) $\AA$ and Na-Kr(3) = $3.08(5)\AA.$ In each sodalite unit, one Kr atom at Kr(1) was displaced $0.74\AA$ from the center of the sodalite unit toward a Na+ ion, where it can be polarized by the electrostatic field of the zeolite, avoiding the center of the sodalite unit which by symmetry has no electrostatic field. In each large cavity, five Kr atoms were found, forming a trigonal-bipyramid arrangement with three Kr(2) atoms at equatorial positions and two Kr(3) atoms at axial positions. With various reasonable distances and angles, the existence of Kr5 cluster was proposed (Kr(2)-Kr(3) = $4.78(6)\AA$ and Kr(2)-Kr(2) = $5.94(7)\AA$, Kr(2)-Kr(3)-Kr(2) = 76.9(3), Kr(3)-Kr(2)-Kr(3) = 88(1), and Kr(2)-Kr(2)-Kr(2) = $60^{\circ}).$ These arrangements of the encapsulated Kr atoms in the large cavity are stabilized by alternating dipoles induced on Kr(2) by four-ring oxygens and Kr(3) by six-ring Na+ ions, respectively.

• 대한화학회지
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• 제38권8호
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• pp.547-551
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• 1994

$Nd_{1-x}Ba_xFeO_{3-y}$계에 대한 각 조성의 시료를 1200$^{\circ}C$ 대기압하에서 반응물을 가열하여 합성하였고 X-선 분말 회절분석을 통하여 고용체가 합성되었음을 확인하였다. X-선 회절분석 결과 x = 0.00과 0.25는 팔면체장이 뒤틀린 orthoferrite형의 사방정계이며, x = 0.50과 0.75의 조성을 갖는 화합물은 단순입방정계이다. 고용체내의 Fe이온은 $Fe^{3+}$와 $Fe^{4+}$이온의 혼합원자가 상태로 존재하기 때문에 $Fe^{4+}$이온의 몰비와 산소공위로부터 비화학량론적 조성식들을 결정하였다. Mossbauer분광분석결과 A자리에 $Ca^{2+}$ 또는 $Sr^{2+}$ 이온이 치환된 계들과는 달리 $Ba^{2+}$ 이온이 치환된 화합물들은 $FeO_6$와 $FeO_4$ 뿐만 아니라 $FeO_5$이 5배위장이 형성됨을 알 수 있었다. 또한 x = 0.25와 0.50 조성들은 초상자성의 스펙트럼을 보이는데 이는 $Fe^{3+}$ 와 $Fe^{4+}$ 이온간의 강자성 상호작용을 하는 영역을 형성하기 때문이다. 모든 시료의 전기전도도는 반도성 범위에 속한다. 시료는 $O^{2-}$ 이온을 매개로 한 Fe 이온간의 전자전달과정에서 $Fe^{4+}$ 이온은 전자 받게 준위로 작용하기 때문에 $Fe^{4+}$이온이 증가함에 따라 전기전도도의 활성화에너지가 감소된다.

• 한국지구과학회지
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• 제18권6호
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• pp.553-558
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• 1997

등축정계의 결정구조를 지니는 무색 투명한 저코니아($Zr_{0.73}Y_{0.27}O_{1.87}$) 결정을 $Y_2O_3$를 안정제로 사용하여 Bridgman-Stockbager법(또는 Skull 용융법)으로 합성하였다. 육성된 결정은 유리광택을 나타내며 동시에 약간의 지방 광택도 띤다. 저코니아 결정은 편광현미경하에서 등방성을 나타내며 이방성의 징후는 발견되지 않는다. 모스 경도는 $8{\sim}8\frac{1}{2}$이고 비중은 5.85이다. 자외선하에서는 약한 백색 형광을 낸다. 단결정법으로 결정한 저코니아의 결정구조는 등축정계이며, 공간군은 $Fm3m({O^5}_h)$이다. 단위포 상수(a)는 $5.1552(5){\AA}$이며, $V=136.99(5){\AA}$, Z=4, R=0.0488이다. 저코니움 원자는 각 모서리에 산소 원자가 자리잡고 있는 육면체의 중심에 위치하고 있으며, 각 산소 원자는 저코니움 원자로 되어 있는 사면체의 중심에 위치하고 있다. 결국 8:4의 배위수가 성립하는 구조를 하고 있다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제9권3호
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• pp.169-174
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• 2015

본 연구는 $LiGd_9(SiO_4)_6O_2:Ce^{3+}$ 형광체를 고상법으로 합성하여 X선 회절 실험으로 결정화 정도와 인회석 구조를 확인하였다. $LiGd_9(SiO_4)_6O_2:Ce^{3+}$ 형광체의 $Ce^{3+}$이온의 농도 변화에 따른 여기 및 방출 스펙트럼과 수명시간을 측정하였다. 여기 스펙트럼에서 $Ce^{3+}$ 이온의 농도 증가에 따라 276 nm ($Gd^{3+}$ $^8S_{7/2}{\rightarrow}^6I{_J}$ 전이) 형광 세기가 감소하는 에너지 전달을 확인하였다. 방출 스펙트럼에서 $Ce^{3+}$ 이온의 농도 증가에 따라 결정장의 변화에 의해 410 nm($Ce^{3+}$ $^2F_{5/2}$ and $^2F_{7/2}$) 방출 밴드의 파장이 장파장 쪽으로 이동하는 특성을 확인하였으며 314 nm에서 $Gd^{3+}$에서 $Ce^{3+}$로의 에너지 전달로 인해 $Gd^{3+}$ 형광 방출 세기가 감소하는 것을 확인하였다. $LiGd_9(SiO_4)_6O_2:Ce^{3+}$ 형광체의 $Ce^{3+}$의 수명시간은 약 20 ns로 짧은 특성을 나타내었고 $Ce^{3+}$의 농도가 증가하면 수명시간이 수 ns 감소하였다.

• 한국자기학회:학술대회 개요집
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• 한국자기학회 2011년도 임시총회 및 하계학술연구발표회
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• pp.7-8
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• 2011

Basically, the lattice mismatch between film and substrate can make those BiFeO3(BFO) films distorted with strain structure. BFO phase can be stabilized on LaAlO3(LAO) represents the example of a multiferroic with giant axial ratio. Its crystal structure is not strictly tetragonal, but tetragonal with a slight monoclinic distortion and related to the rotation of the oxygen octahedra. In this study, we show that phases with a tetragonal-like epitaxial BFO films can indeed be ferroelectric and also can be stabilized via epitaxial growth onto LAO. Recent reports on epitaxial BFO films show that the crystal structure changes from nearly rhombohedral ("R-like") to nearly tetragonal("T-like") at strains exceeding approximately -4.5%, with the "T-like" structure being characterized by a highly enhanced c/a ratio. While both the "R-like" and the "T-like" phases are monoclinic, our detailed x-ray diffraction results reveal asymmetry change from MA and MC type, respectively. By applying additional strain or by modifying the unit cell volume of the film by substituting Ba for Bi, the monoclinic distortion in the "T-like" MC phase is reduced, i.e. the system approaches a true tetragonal symmetry. There are two different M-H loops for $Bi_{1-x}Ba_xFeO_{3-{\delta}}$(BBFO) and BFO films on SrTiO3(STO) & LAO substrates. Along with the ferroelectric characterization, these magnetic data indicate that the BFO phase stabilized on LAO represents the first example of a multiferroic with giant axial ratio. However, there is a significant difference between this phase and other predicted ferroelectrics with a giant axial ratio: its crystal structure is not strictly tetragonal, but tetragonal with a slight monoclinic distortion. Therefore, in going from bulk to highly-strained films, a phase sequence of rhombohedral(R)-to-monoclinic ["R-like" MA-to-monoclinic, "T-like" MC-to-tetragonal (T)] is observed. This sequence is otherwise seen only near morphotropic phase boundaries in lead-based solid-solution perovskites (i.e. near a compositionally induced phase instability), where it can be controlled by electric field, temperature, or composition. Our results show that this evolution can occur in a lead-free, stoichiometric material and can be induced by stress alone. Those major results are summarized as follows ; 1) Ba-doping increases the unit cell volume, 2) BBFO on LAO can be fully strained up to x=0.08 as a strain limit (Fig. 1), 3) P(E) & M(H) properties can be tuned by the variation of composition, strain, and film thickness.

• 한국자기학회지
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• 제13권2호
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• pp.64-69
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• 2003

Si 기판 위에 $\alpha$-Fe$_2$O$_3$을 하지층으로 하는 Ba-ferrite 박막을 pulsed laser deposition system으로 제조하여 결정학적 및 자기적 성질을 X선 회절, SEM, Mossbauer 분광법 및 VSM을 사용하여 연구하였다. $\alpha$-Fe$_2$O$_3$박막은 Si 기판위에 PLD를 이용하여 기판온도 400 $^{\circ}C$, 산소압력 0.1 Torr로 5분간 증착 하였고 그 위에 두께를 달리하여 Ba-ferrite 박막을 제조하였다. Ba-ferrite 결정은 가늘고 긴 모양의 결정립들로 형성되었으며 두께에 따라 그 모양과 상태가 변화하였다. Mossbauer 분광법으로부터 Ba-ferrite 결정내의 Fe 원자의 스핀 방향은 두께가 얇을수록 하지층의 영향으로 기판에 수직으로 정렬하려는 경향을 보이고 있음을 확인하였다. 자기이력곡선의 각형비 역시 두께가 얇을수록 더 크며 이러한 특성은 수평에 비하여 수직의 경우가 더 강하게 나타났다. 보자력 역시 같은 경향을 보이나 포화자화의 값은 수평의 경우에 더 큰 값을 나타내었다. 결정구조는 Magnetoplumbite로서 두께가 작아질수록 결정상수 $\alpha$는 감소하고 c는 증가하는 경향을 보였다.

• 한국자기학회지
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• 제11권1호
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• pp.21-25
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• 2001

Si 기판 위에 $\alpha$-Fe$_2$O$_3$ 박막을 pulsed laser deposition system으로 제조하여 결정학적 및 자기적 성질을 X선 회절 및 Mossbauer 분광법을 사용하여 연구하였다. 박막의 제조조건은 laser의 출력 5.128 W/$cm^2$, 산소의 압력 0.1 torr, 기판의 온도 30$0^{\circ}C$에서 가장 이상적이었으며 이를 공기 중 80$0^{\circ}C$에서 1일간 열처리하였다. 입자는 크기는 길이 200~300nm, 폭 70-150 nm정도의 타원체로 기판에 비스듬히 누운 형태를 취하고 있으며 결정은 육방정계 형태의 corundum 구조로서 결정상수는 a = 5.03 0.05 $\AA$, c = 13.73$\pm$0.05 $\AA$로 측정되었다. 원자의 스핀 방향은 감마선 방향(기판에 수직 방향)에 대하여 평균적으로 Morin 변환 이하에서는 38$^{\circ}$, 그 이상에서는 48$^{\circ}$의 각을 이루며 특정한 방향을 선호하고있는 것으로 나타났다. Morin 변환은 200 K에서 실온가지 넓은 온도 범위에서 일어나며, c-축에 대한 원자의 스핀 방향은 48$^{\circ}$에서 80$^{\circ}$정도의 변화만이 관측되었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제21권3호
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• pp.67-71
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• 2014

본 연구에서는 Si(111) 기판을 이용하여 고품질의 GaN 박막을 성장하기 위하여 다양한 패턴을 갖는 Si 기판을 제작하였다. Si(111) 기판위에 이온 스퍼터(ion-sputter)를 이용하여 Pt 박막을 증착한 후 열처리(thermal annealing)하여 Pt 금속 마스크를 형성하고 유도 결합 플라즈마 이온 식각(inductively coupled plasma-reactive ion etching, ICP-RIE) 공정을 통하여 기둥(pillar)형태의 나노 패턴된 Si(111) 기판을 제작하였고 리소그래피 공정을 통하여 마이크로 패턴된 Si(111) 기판을 제작하였다. 일반적인 Si(111) 기판, 마이크로 패턴된 Si(111) 기판 및 나노 패턴된 Si(111) 기판위에 유기화학기상증착(metal organic chemical vapor deposition, MOCVD) 방법으로 GaN 박막을 성장하여 표면 특성과 결정성 및 광학적 특성을 분석하였다. 나노 패턴된 Si(111) 기판위에 성장한 GaN 박막은 일반적인Si(111) 기판과 마이크로 패턴된 Si(111) 기판위에 성장한 GaN 박막보다 표면의 균열과 거칠기가 개선되었다. 나노 패턴된 Si(111) 기판위에 성장한 GaN (002)면과 (102)면에 x-선 회절(x-ray diffraction, XRD) 피크의 반폭치(full width at half maximum, FWHM)는 576 arcsec, 828 arcsec으로 다른 두 기판위에 성장한 GaN 박막 보다 가장 낮은 값을 보여 결정성이 향상되었음을 확인하였다. Photoluminescence(PL)의 반폭치는 나노 패턴된 Si(111) 기판위에 성장한 GaN 박막이 46.5 meV으로 다른 기판위에 성장한 GaN 박막과 비교하여 광학적 특성이 향상되었음을 확인하였다.

• 자원환경지질
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• 제26권3호
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• pp.327-335
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• 1993

자연에는 팔라듐을 주성분으로 하는 백금족광물이 다수 산출되고 있다. 그 중 일부 광물은 독립된 광물로서 결정학적 광물학적 연구가 잘 되어 있는 반면 아직도 광물로서의 특성이 완전하게 규명되지 못한 경우도 상당수가 있다. 따라서 이 연구에서는 팔라듐-안타몬-테루르 성분계를 택해 이 3성분계에서의 상관계를 $1000^{\circ}C$, $800^{\circ}C$, $600^{\circ}C$에서 각각 연구하고 이들 연구결과를 천연광물을 보다 체계적으로 규명 보완하는데 적용시키는 것을 그 연구 목적을 두었다. 합성실험을 위해 순수한 원소물질을 정량적으로 혼합시킨 후 실리카 튜브에 넣고 진공상태에서 밀봉하였다. 전기 고온로에서 가열반응시킨 시료는 얼음물을 이용해 급냉시켰으며 반응물은 반사현미경, 전자현미분석, X선 회절법 등으로 분석하였다. $1000^{\circ}C$에서 안정한 고체로는 Pd, $Pd_{20}Sb_7$, $Pd_8Sb_3$, $Pd_{31}Sb_{12}$, $Pd_5Sb_2$가 있다. $800^{\circ}C$에서는 $Pd_5Sb_3$, PdSb, $Pd_8Te_3$, $Pd_7Te_3$, $Pd_{20}Tc_7-PdSb_7$ 완전고용체가 추가로 존재한다. $600^{\circ}C$에서는 $PdSb_2$, $Pd_{17}Te_4$, $Pd_9Te_4$, PdTe, $PdTe_2$, $Sb_2Te_3$, Sb, 그 밖에 PdSb-PdTe와 PdTe-$PdTe_2$ 고용체가 다시 안정한 고체 화합물로 추가된다. 모든 고체 화합물이 Sb와 Te간의 원소치환에 의해 고용체를 이루고 있으며 그 고용한계의 범위는 생성온도에 따라 변한다. Pd-Sb화합물에서 안티몬(Sb)를 치환하는 테루르(Te) 최대 치환범위(at.%)는 $Pd_8Sb_3$에서 44.3, $Pd_{31}Sb_{12}$에서 52.0, $Pd_5Sb_2$에서 46.2이며 그 최대 치환현상은 $800^{\circ}C$에서 일어난다. $Pd_5Sb_3$와 $PdSb_2$에서의 최대 치환은 $600^{\circ}C$에서 일어나며 그 정도는 각각 15.3, 68.3이다. Pd-Te화합물에서 Te를 치환하는 Sb의 최대치(at.%)는 $Pd_8Te_3$가 $800^{\circ}C$에서 34.5, $Pd_7Te_3$, $Pd_{17}Te_4$, $Pd_9Te_4$, $PdTe_2$는 $600^{\circ}C$에서 각각 41.6, 5.2, 19.1로 나타난다. $Pd_9Te_4$, PdTe, $PdTe_2$, $Pd_8Sb_3$, PdSb, $Sb_2Te_3$는 각각 tellurantimony와 일치하며 광학적 결정구조적 성질이 매우 잘 일치한다. 지금까지 등축정계의 Pa3구조를 가지고 있는 것으로 알려진 $PdSb_2$화합물은 Gandolfi camera와 Guinier camera법에 의해 310으로 격자 지수화할 수 있는 $2.035{\AA}$ peak가 일정하게 기록이 되므로 $P2_13$공간군에 속하는 것으로 재평가 된다. Testibiopal1adite의 성분을 가지는 PdSbTe성분의 화합물을 합성하여 X선 회절분석을 실시하면 testibiopalladite의 X선 회절양상과 일치함을 알 수 있다. 이 사실은 testibiopalladite가 등축정계이며 동시에 $P2_13$공간군에 속하는 $PdSb_2-Pd(Sb_{0.32}Te_{0.68})$고용체의 일부분에 속하는 광물임을 알 수 있게 한다. 따라서 현재의 testibiopalladite의 이상화학식인 PdSbTe는 PdTe(Sb, Te)로 바뀌어져야 할 것으로 믿어진다. $Pd_3SbTe_4$로 표현되는 borovskite는 $1000^{\circ}{\sim}600^{\circ}C$의 온도범위에서는 존재하지 않음을 알 수 있다.