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Growth of Hexagonal Boron Nitride Thin Films on Silicon Using a Single Source Precursors

  • Boo, Jin-Hyo;Lee, Soon-Bo;Casten Rohr;Wilson Ho
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 1998년도 제14회 학술발표회 논문개요집
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    • pp.120-120
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    • 1998
  • Boron nitride (BN) films have attracted a growing interest for a variety of t technological applications due to their excellent characteristics, namely hardness, c chemical inertness, and dielectrical behavior, etc. There are two crystalline phases 1551; of BN that are analogous to phases of carbon. Hexagonal boron nitride (h-BN) has a a layered s$\sigma$ucture which is spz-bonded structure similar to that of graphite, and is t the stable ordered phase at ambient conditions. Cubic boron nitride (c-BN) has a z zinc blende structure with sp3-bonding like as diamond, 따ld is the metastable phase a at ambient conditions. Among of their prototypes, especially 삼Ie c-BN is an i interesting material because it has almost the same hardness and thermal c conductivity as di없nond. C Conventionally, significant progress has been made in the experimental t techniques for synthesizing BN films using various of the physical vapor deposition 밍ld chemical vapor deposition. But, the major disadvantage of c-BN films is that t they are much more difficult to synthesize than h-BN films due to its narrow s stability phase region, high compression stress, and problem of nitrogen source c control. Recent studies of the metalorganic chemical vapor deposition (MOCVD) of I III - V compound have established that a molecular level understanding of the d deposition process is mandatory in controlling the selectivity parameters. This led t to the concept of using a single source organometallic precursor, having the c constituent elements in stoichiometric ratio, for MOCVD growth of 삼Ie required b binary compound. I In this study, therefore, we have been carried out the growth of h-BN thin f films on silicon substrates using a single source precursors. Polycrystalline h-BN t thin films were deposited on silicon in the temperature range of $\alpha$)() - 900 $^{\circ}$C from t the organometallic precursors of Boron-Triethylamine complex, (CZHs)3N:BRJ, and T Tris(dimethylamino)Borane, [CH3}zNhB, by supersonic molecular jet and remote p plasma assisted MOCVD. Hydrogen was used as carrier gas, and additional nitrogen w was supplied by either aDlIDonia through a nozzle, or nitrogen via a remote plasma. T The as-grown films were characterized by Fourier transform infrared spectroscopy, x x-ray pthotoelectron spectroscopy, Auger electron spectroscopy, x-ray diffraction, t transmission electron diffraction, optical transmission, and atomic force microscopy.roscopy.

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Hot Wall Epitaxy(HWE)법에 의한 ZnAl2Se4 단결정 박막 성장과 가전자대 갈라짐에 대한 광전류 연구 (Growth and Electrical Properties of ZnAl2Se4 Single Crystal Thin Film by Hot Wall Epitaxy)

  • 박향숙;방진주;이기정;강종욱;홍광준
    • 한국재료학회지
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    • 제23권12호
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    • pp.714-721
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    • 2013
  • A stoichiometric mixture of evaporating materials for $ZnAl_2Se_4$ single-crystal thin films was prepared in a horizontal electric furnace. These $ZnAl_2Se_4$ polycrystals had a defect chalcopyrite structure, and its lattice constants were $a_0=5.5563{\AA}$ and $c_0=10.8897{\AA}$.To obtain a single-crystal thin film, mixed $ZnAl_2Se_4$ crystal was deposited on the thoroughly etched semi-insulating GaAs(100) substrate by a hot wall epitaxy (HWE) system. The source and the substrate temperatures were $620^{\circ}C$ and $400^{\circ}C$, respectively. The crystalline structure of the single-crystal thin film was investigated by using a double crystal X-ray rocking curve and X-ray diffraction ${\omega}-2{\theta}$ scans. The carrier density and mobility of the $ZnAl_2Se_4$ single-crystal thin film were $8.23{\times}10^{16}cm^{-3}$ and $287m^2/vs$ at 293 K, respectively. To identify the band gap energy, the optical absorption spectra of the $ZnAl_2Se_4$ single-crystal thin film was investigated in the temperature region of 10-293 K. The temperature dependence of the direct optical energy gap is well presented by Varshni's relation: $E_g(T)=E_g(0)-({\alpha}T^2/T+{\beta})$. The constants of Varshni's equation had the values of $E_g(0)=3.5269eV$, ${\alpha}=2.03{\times}10^{-3}eV/K$ and ${\beta}=501.9K$ for the $ZnAl_2Se_4$ single-crystal thin film. The crystal field and the spin-orbit splitting energies for the valence band of the $ZnAl_2Se_4$ were estimated to be 109.5 meV and 124.6 meV, respectively, by means of the photocurrent spectra and the Hopfield quasicubic model. These results indicate that splitting of the ${\Delta}so$ definitely exists in the ${\Gamma}_5$ states of the valence band of the $ZnAl_2Se_4/GaAs$ epilayer. The three photocurrent peaks observed at 10 K are ascribed to the $A_1$-, $B_1$-exciton for n = 1 and $C_{21}$-exciton peaks for n = 21.

Improved Physical Properties of Ni-doped $BiFeO_3$ Ceramic

  • Yoo, Y.J.;Park, J.S.;Kang, J.H.;Kim, J.;Lee, B.W.;Kim, K.W.;Lee, Y.P.
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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    • pp.250-250
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    • 2012
  • Recently, multiferroic materials have attracted much attention due to their fascinating fundamental physical properties and potential technological applications in magnetic/ferroelectric data storage systems, quantum electromagnets, spintronics, and sensor devices. Among single-phase multiferroic materials, $BiFeO_3$, in particular, has received considerable attention because of its very interesting magnetoelectric properties for application to spintronics. Enhanced ferromagnetism was found by Fe-site ion substitution with magnetic ions. In this study, $BiFe_{1-x}Ni_xO_3$ (x=0 and 0.05) bulk ceramic compounds were prepared by solid-state reaction and rapid sintering. High-purity $Bi_2O_3$, $Fe_3O_4$ and NiO powders were mixed with the stoichiometric proportions, and calcined at $450^{\circ}C$ for 24 h to produce $BiFe_{1-x}Ni_xO_3$. Then, the samples were directly put into the oven, which was heated up to $800^{\circ}C$ and sintered in air for 20 min. The crystalline structure of samples was investigated at room temperature by using a Rigaku Miniflex powder diffractometer. The Raman measurements were carried out with a Raman spectrometer with 514.5-nm-excitation Ar+-laser source under air ambient condition on a focused area of $1-{\mu}m$ diameter. The field-dependent magnetization and the temperature-dependent magnetization measurements were performed with a vibrating-sample magnetometer. The x-ray diffraction study demonstrates the compressive stress due to Ni substitution at the Fe site. $BiFe_{0.95}Ni_{0.05}O_3$ exhibits the rhombohedral perovskite structure R3c, similar to $BiFeO_3$. The lattice constant of $BiFe_{0.95}Ni_{0.05}O_3$ is smaller than of $BiFeO_3$ because of the smaller ionic radius of Ni3+ than that of Fe3+. The field-dependent magnetization of $BiFe_{0.95}Ni_{0.05}O_3$ exhibits a clear hysteresis loop at 300 K. The magnetic properties of $BiFe_{0.95}Ni_{0.05}O_3$ were improved at room temperature because of the existence of structurally compressive stress.

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금속 알콕시드를 이용한 투명 결정화유리의 저온 합성 (1) Li2O·1.7Al2O3·8.6SiO2 다공성 겔체의 합성 (Low Temperature Preparation of Transparent Glass-Ceramic Using Metal-Alkoxides (1) Synthesis and Properties of Porous Monolithic Gel in Li2O·1.7Al2O3·8.6SiO2)

  • 전경수;탁중재
    • 공업화학
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    • 제18권6호
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    • pp.568-574
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    • 2007
  • 투명결정화 유리의 전구체로서 균열이 없는 $Li_2O1{\cdot}7Al_2O_3{\cdot}8.6SiO_2$ 조성인 다공성 괴상 겔을 formamide를 첨가한 알콕시드 용액으로부터 sol-gel방법으로 합성하였다. 겔 합성에서 겔화 활성화 에너지, 비표면적, 습윤겔의 완전 탈수에 필요한 온도, 기공의 부피 및 기공크기와 분포를 측정하였고, 겔의 결정화온도를 검토하고자 시차열분석을 실시하였다. 겔화의 활성화에너지는 가수분해에 필요한 물의 첨가량에 따라 13~14 kcal/mol 범위를 나타내고, 물의 첨가량이 가수분해시 필요한 이론량의 3배 이상일 경우, $70{\sim}75^{\circ}C$, 건조속도 0.1~0.3 %/h에서는 겔의 균열을 방지할 수 있어 안정한 괴상 겔을 제조할 수 있었다. $180^{\circ}C$에서 건조한 겔체는 비표면적, 기공부피 및 기공크기분포는 $239.40m^2/g$, 0.001~0.03 mL/g 그리고 1~122 nm 반지름의 미세구조로 된 투명 겔체로서 다공질 물질임이 확인되었고, 건조겔의 시차열분석 결과 $800^{\circ}C$ 부근에서 1차 발열피크, $980^{\circ}C$ 부근에서가 2차 발열피크가 확인되어 결정화가 일어남을 알 수 있었다.

가스터빈에서 SNG 연료 조성에 대한 희석제의 배기배출물 저감효과에 대한 실험적 연구 (Experimental Study on Dilution Effect of Exhaust Gas in SNG Combustion on a Model Gas Turbine)

  • 주성필;윤지수;김정진;김성헌;윤영빈
    • 한국항공우주학회지
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    • 제44권7호
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    • pp.603-610
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    • 2016
  • 본 논문에서는 석탄으로부터 생성된 합성천연가스(SNG)의 다양한 연료 조성에 대한 배기가스 배출 특성 및 희석제에 대한 NOx배출 저감에 대해 기술하였다. 예혼합거리가 짧은 부분 예혼합 가스터빈 연소기에서 SNG 연료조성에서의 수소 비율과 입열량, 당량비를 조절해 가며 연소특성을 관찰하였다. 수소 비율에 따른 NOx 배출지수는 유사하게 나타났고, 화염가시화를 통해 화염의 특성을 파악할 수 있었다. CO 배출의 경우 당량비 1 구간에서 특이점이 나타났으며, 이를 화염의 자발광 이미지와 자발광 강도를 통하여 원인을 파악할 수 있었다. 또한 높은 NOx 배출을 저감하기 위하여 질소($N_2$)와 이산화탄소($CO_2$) 희석제를 사용하여 희석제 공급량에 대한 저감 효과를 파악하였다. 이로부터 희석제의 비열과 열용량이 연소로부터 발생한 연소열을 흡수하여 열화에 의한 NOx 배출을 저감하는 효과를 확인하였다.

Hot Wall Epitaxy(HWE)법에 의한 BaIn2Se4 에피레어 성장과 가전자대 갈라짐에 대한 광전류 연구 (Photocurrent Study on the Splitting of the Valence Band and Growth of BaIn2Se4 epilayers by Hot Wall Epitaxy)

  • 정준우;이기정;정경아;홍광준
    • 센서학회지
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    • 제23권2호
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    • pp.134-141
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    • 2014
  • A stoichiometric mixture of evaporating materials for $BaIn_2Se_4$ epilayers was prepared from horizontal electric furnace. To obtain the single crystal thin films, $BaIn_2Se_4$ mixed crystal was deposited on thoroughly etched semi-insulating GaAs(100) substrate by the Hot Wall Epitaxy (HWE) system. The source and substrate temperatures were $620^{\circ}C$ and $400^{\circ}C$, respectively. The crystalline structure of the epilayers was investigated by the photoluminescence and double crystal X-ray diffraction (DCXD). The carrier density and mobility of $BaIn_2Se_4$ epilayers measured from Hall effect by van der Pauw method are $8.94{\times}10^{17}cm^{-3}$ and 343 $cm^2/vs$ at 293 K, respectively. The temperature dependence of the energy band gap of the $BaIn_2Se_4$ obtained from the absorption spectra was well described by the Varshni's relation, $E_g(T)$=2.6261 eV-$(4.9825{\times}10^{-3}eV/K)T^2/(T+558 K)$. The crystal field and the spin-orbit splitting energies for the valence band of the $BaIn_2Se_4$ have been estimated to be 116 meV and 175.9 meV, respectively, by means of the photocurrent spectra and the Hopfield quasicubic model. These results indicate that the splitting of the ${\Delta}so$ definitely exists in the ${\Gamma}_5$ states of the valence band of the $BaIn_2Se_4/GaAs$ epilayer. The three photocurrent peaks observed at 10 K are ascribed to the $A_1-$, $B_1$-exciton for n = 1 and $C_{21}$-exciton peaks for n=21.

선택적 촉매 산화 반응에 의한 황화 수소의 제거 II. TiO2/SiO2 촉매 상에서 황화 수소의 선택적 산화 반응 (Removal of H2S by Selective Catalytic Oxidation II. Selective Oxidation of H2S on TiO2/SiO2 Catalysts)

  • 천승우;박대원;우희철;홍성수;정종식
    • 공업화학
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    • 제7권4호
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    • pp.645-652
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    • 1996
  • 본 연구는 $H_2S$$TiO_2/SiO_2$ 촉매상에서 산소와의 직접 산화 반응을 통해 원소 황의 형태로 제거하는 반응에 관한 것이다. 순수한 $TiS_2$$Ti(SO_4)_2$를 사용한 반응 실험과 순수한 $TiO_2$에 대한 주기적 온도 조작 실험 결과로부터 $TiO_2$는 황 회수 공정에서 사용되는 촉매의 비활성화의 주원인으로 알려진 sulfation이나 sulfidation에 대해 매우 안정한 것으로 나타났다. $TiO_2/SiO_2$촉매에서 $TiO_2$의 담지랑이 증가함에 따라 $H_2S$의 전화율이 증가하였고, 원소 황의 선택도는 아주 소폭으로 감소하였다. 반응 실험 결과 $O_2/H_2S$의 비가 증가할수록 원소 황의 선택도는 크게 감소하였다. 10 wt.% $TiO_2/SiO_2$ 촉매는 화학 양론비의 조성($H_2S$=5 vol.% $O_2$=2.5 vol.%)의 반응물에 10 vol.%의 수증기를 첨가한 경우 활성과 선택도가 감소하였으나 여전히 80% 이상의 원소 황 수율을 유지하고 있었다.

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Sol-gel 법에 의한 고온 초전도체 $YBa_2Cu_3O_{7-{\sigma}}$ 선재 합성에 관한 연구 (High Tc Superconductor Fiber $YBa_2Cu_3O_{7-{\sigma}}$ Synthesized by the Sol-gel Process)

  • 최진호;유종석;김배환;홍승태
    • 대한화학회지
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    • 제33권3호
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    • pp.326-331
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    • 1989
  • Sol-gel법으로 고온 초전도체인 $YBa_2Cu_3O_{7-{\sigma}}$의 세선을 제작하였다. Y, Ba, Cu 질산염을 1:2:3의 몰비로 수용액을 제조한 후 구연산 수용액을 첨가하고, 암모니아 수용액을 첨가하여 pH를 $5.8{\sim}6.2$로 조절함으로써 균일한 colloid sol을 제조할 수 있었다. 이를 358K 로 가열하면 점차 점도가 증가하면서 gel화 반응이 진행되고 이 gel화 반응이 완결되기 전에 구연산염 precursor gel fiber를 임의의 길이 및 두께로 뽑을 수 있었다. 이 precursor를 1223K, $Po_2$=1atm. 하에서 8시간 열처리한 후 723K로 서냉하고 13시간 동안 annealing 하여 약 95K에서 전기저항이 급격히 감소($T_c$, onset), 약 82K에서는 저항 0($T_c$, offset)을 나타내었고 액체질소 비등점에서 Meissner-effect를 보임으로써 초전도체 임을 확인하였다.

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3차원 금속 착제를 Host로 하는 포접 화합물 [$Cd(pn)Ni(CN)_4{\cdot}0.5(CH_3COCH_3{\cdot}H_2O$)의 결정구조 (Crystal Structure of the Three-dimensional Metal Complex Host in Clusion Compound [$Cd(pn)Ni(CN)_4{\cdot}0.5(CH_3COCH_3{\cdot}H_2O$))

  • 박기민;이욱;암본진무
    • 대한화학회지
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    • 제38권6호
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    • pp.435-441
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    • 1994
  • 3차원 금속 착제, Cd(pn)Ni(CN)4를 host로 하는 포접 화합물을 합성하고, X-선 회절 데이타를 이용한 단결정의 구조해석을 하였다. 결정학적 데이타는 다음과 같다. $[Cd(pn)Ni(CN)_4]{\cdot}0.5(CH_3COCH_3{\cdot}H_2O)$, Fw = 387.35, Orthorhombic, $Pn2_1a$, a = 13.950(3) $\AA$, b = 26.713(7) $\AA$, c = 7.628(1) $\AA$, V = 2843(1) $\AA^3$, Z = 4, $D_x=1.81 gcm^{-3}$, $\mu(MoK{\alpha})$ = $28.153cm^{-1}$, T = 297K, 3521개($F_0>3{\sigma}(F_0)$)의 회절 강도에 대한 최종 신뢰도 인자 R = 0.0418이 얻어졌다. 이 포접 화합물은 thiourea 포접 화합물과 유사한 턴넬형의 포접 공간(T-type)을 형성하며, 이런 포접공간 내에 분자당 0.5개의 아세톤과 물분자를 guest로서 받아 들인다. 표제의 포접 화합물은 이미 보고된 바와 같이, 가지달린 유기 guest분자가 host의 기하구조를 T-type으로 이끈다고 하는 host 선택성에 대한 또 하나의 증거가 된다.

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온도조절이 고상계에 경화우지로부터 디글리세리드의 효소적생산에 미치는 영향 (Effects of Temperature on Diacylglycerol Production by Enzymatic Soli-Phase Glycerolysis of Hydrogenated Beef Tallow)

  • 강성태;산근항부
    • 한국식품과학회지
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    • 제26권5호
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    • pp.567-572
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    • 1994
  • 유기용매나 계면활성제를 첨가하지 않은 효소반응계의 고상계에서 경화우지와 글리세롤(GL)로부터 디글리세리드(DG)를 생산하기 위해 리파제에 의한 글리세롤리시스 반응온도의 최적화를 수행하였다. 두 기질은 트리글리세리드(TG)인 경화우지가 완전히 디글리세리드로 전환하기에 적합한 몰비율인 GL/TG=0.5로 하여 반응시켰다. $60^{\circ}C$에서의 글리세로리시스반응는 액상에서의 평형으로 인하여 높은 함량의 디글리세리드의 생산은 불가능하였으며 반응온도를 경화우지의 녹는점 보다 낮게 조정하여 반응혼합물의 고상화를 유도함으로써 디글리세리드의 함량을 증가시킬 수가 있었다. 초기 2시간을 $60^{\circ}C$에서 반응시켜 트리글리세리드를 급격히 감소시킨 후에 $55^{\circ}C$에서 4시간을 유지시키고 마지막으로 $50^{\circ}C$에서 계속 수일간 반응시키는 것이 디글리세리드이 생산에 가장 적합한 생산조건이었다. 글리세로리시스반응 72시간 후 71%의 DG가 생성되었다. 전체 디글리세리드 중의 73%가 1,3-DG였고 27%가 1,2-DG 였다. 글리세로리시스 반응 동안 2% 내외의 자유지방산 생성이 확인되었다.

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