최근 기후변화에 따른 지구온난화는 전세계적으로 매 우 큰 문제로 인식되고 있다. 이산화탄소의 농도, 온난화 정도, 토양 온도, 강우량, 토양수분함량, 탈질작용 등과 같 은 요인들은 토양으로부터 아산화질소 (N2O)의 방출에 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 산지 습지인 오대산 질뫼늪과 정족산 무체치늪 토양으로부터 온도변화에 따른 N2O 발생을 조사하였다. 7월 채취한 질 뫼늪 토양은 온도가 증가함에 따라 N2O 발생이 증가하 였으나 10􀆆C에서는 유의한 차이를 보이지 않았다. 15􀆆C 와 20􀆆C 토양은 24시간까지는 증가하는 N2O 발생양상을 보였으나 그 이후 발생량의 뚜렷한 차이를 보이지 않았 다, 전반적으로 온도처리에 따른 유의한 차이만을 보였 다. 무제치늪 토양 또한 질뫼늪 토양과 유사한 경향을 보 였다. 부가적인 질소원 처리에 대해 두 습지 토양은 다소 증가하는 양상을 보였으나 질소부가나 질소원에 따른 유 의한 차이를 보이지 않았다. 결론적으로 이탄토양으로부 터 배출하는 N2O의 양은 온도가 상승함에 따라 증가되 는 양상을 보였으나 질소원의 종류와 부가량은 N2O 배 출 양상에 큰 차이를 보이지 않은 것으로 조사되었다. 향 후 산지 이탄습지 토양의 N2O 배출양상을 보다 명확히 규명하기 위해서는 질소원의 차이, 질소의 시비, 토양효 소 활성이나 질화세균의 활동성을 포함하여 다양한 요인 에 대한 복합적인 연구가 진행될 필요가 있을 것이다.

본 연구에서는 PDMS (poly-dimethylsiloxane)와 PEBAX (polyether block amides) 분리막을 이용해 N2, O2, CF4와 SF6의 단일 기체 투과특성에 관하여 연구하였다. 다양한 압력으로 공급된 기체의 투과유량을 진공가압 연속흐름방식으로 측정하였으며, 이를 이용하여 투과도를 산정하였다. PDMS 분리막에서는 상부의 압력이 증가할수록 SF6를 제외한 다른 기체의 투과도는 감소하였다. 또한 SF6의 투과도가 CF4보다 높게 나타나고 있으며 이것은 SF6가 더 높은 임계온도를 가지고 있기 때문이다. PDMS 분리막에서 투과도는 O2 > N2 > SF6 > CF4 순으로 감소하였다. 반면에 PEBAX 분리막에서 기체의 투과 경향은 O2 > N2 > CF4 > SF6 순으로 감소하였다. 이러한 경향은 각 기체의 운동 반경의 크기(AA)(SF6 > CF4 > N2 > O2) 순서와 반대로 나타났다. SF6/CF4의 순수 기체의 선택도는 PDMS 분리막에서 0.7 MPa일 때 2.1로 나타났다.

Activated magnetite (Fe3O4-δ) was applied to reducing CO2 gas emissions to avoid greenhouse effects. Wet and dry methods were developed as a CO2 removal process. One of the typical dry methods is CO2 decomposition using activated magnetite (Fe3O4-δ). Generally, Fe3O4-δ is manufactured by reduction of Fe3O4 by H2 gas. This process has an explosion risk. Therefore, a non-explosive process to make Fe3O4-δ was studied using FeC2O4·2H2O and N2. FeSO4·7H2O and (NH4)2C2O4·H2O were used as starting materials. So, α-FeC2O4·2H2O was synthesized by precipitation method. During the calcination process, FeC2O4·2H2O was decomposed to Fe3O4, CO, and CO2. The specific surface area of the activated magnetite varied with the calcination temperature from 15.43 m2/g to 9.32 m2/g. The densities of FeC2O4·2H2O and Fe3O4 were 2.28 g/cm3 and 5.2 g/cm3, respectively. Also, the Fe3O4 was reduced to Fe3O4-δ by CO. From the TGA results in air of the specimen that was calcined at 450˚C for three hours in N2 atmosphere, the δ-value of Fe3O4-δ was estimated. The δ-value of Fe3O4-δ was 0.3170 when the sample was heat treated at 400˚C for 3 hours and 0.6583 when the sample was heat treated at 450˚C for 3 hours. Fe3O4-δ was oxidized to Fe3O4 when Fe3O4-δ was reacted with CO2 because CO2 is decomposed to C and O2.

중공사 고분자 분리막을 이용한 SF6를 분리 농축을 위한 운전조건을 결정하기 위해서는, 온도와 압력이 투과특성에 미치는 영향에 관한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 다양한 온도와 압력이 부과된 조건에서 단일기체 투과실험을 수행하여, 중공사 고분자 분리막(PSF, PC, PI)을 통한 기체(N2, O2, SF6, CF4)의 투과특성을 연구하였다. 실험결과, 기체의 투과플럭스는 온도와 압력의 증가에 따라 일반적으로 증가하는 것으로 나타났으나, 분리막에 따른 투과플럭스의 차이가 관찰되었으며, 온도, 압력에 따른 투과플럭스 변화율은 기체의 특성(분자크기)에 따라 다른 것으로 나타났다. 온도 압력에 대한 투과플럭스를 3차원적으로 표현했을 때, 투과플럭스는 근사적인 평면 위에서 변화하는 것으로 관측되었다. 온도와 압력에 의한 투과플럭스 변화를 열역학적으로 분석하였으며, 투과플럭스 예측을 위한 경험적 모델로 평면특성의 1차 다항식 모델과 곡면 특성을 가진 2차 다항식 모델을 제안하였다. 그 결과 두 경험적 모델 모두 관측자료에 대한 높은 적합도를 보여 적용가능성을 확인하였다.

We have synthesized bluish-green, highly-efficient BaSi2O2N2:Eu2+ and (Ba,Sr)Si2O2N2:Eu2+ phosphors through aconventional solid state reaction method using metal carbonate, Si3N4, and Eu2O3 as raw materials. The X-ray diffraction (XRD)pattern of these phosphors revealed that a BaSi2O2N2 single phase was obtained. The excitation and emission spectra showedtypical broadband excitation and emission resulting from the 5d to 4f transition of Eu2+. These phosphors absorb blue light ataround 450nm and emit bluish-green luminescence, with a peak wavelength at around 495 nm. From the results of anexperiment involving Eu concentration quenching, the relative PL intensity was reduced dramatically for Eu=0.033. A smallsubstitution of Sr in place of Ba increased the relative emission intensity of the phosphor. We prepared several white LEDsthrough a combination of BaSi2O2N2:Eu2+, YAG:Ce3+, and silicone resin with a blue InGaN-based LED. In the case of onlythe YAG:Ce3+-converted LED, the color rendering index was 73.4 and the efficiency was 127lm/W. In contrast, in theYAG:Ce3+ and BaSi2O2N2:Eu2+-converted LED, two distinct emission bands from InGaN (450nm) and the two phosphors (475-750nm) are observed, and combine to give a spectrum that appears white to the naked eye. The range of the color renderingindex and the efficiency were 79.7-81.2 and 117-128 lm/W, respectively. The increased values of the color rendering indexindicate that the two phosphor-converted LEDs have improved bluish-green emission compared to the YAG:Ce-converted LED.As such, the BaSi2O2N2:Eu2+ phosphor is applicable to white high-rendered LEDs for solid state lighting.

공기 중 산소의 분압이 높아지면 불연성인 질소의 감소로 높은 열효율을 낼 수 있으며, 고농도의 질소는 LNG선의 방폭기체 및 청과류의 신선도를 유지하는데 이용되므로 효율적인 공기 중의 산소/질소 분리 공정은 매우 중요하다. 분리막은 적은 에너지 소모로 산소와 질소를 동시에 분리 농축시킬 수 있다. 본 연구에서는 막 재료로 폴리이서설폰을, 방사용매로 NMP를 그리고 첨가제로는 비용매이면서 PES를 잘 팽윤시키는 Acetone을 사용하였다. 방사용액을 아세톤의 첨가량의 변화에 따라 0, 6.5, 15, 25, 31.5% (wt%)로 조절하여 제조하였고, 각 방사용액을 0~10 cm의 방사높이 변화에 따라 방사하였다. 제조된 중공사막은 실리콘을 코팅하여 산소 및 질소의 선택도 및 투과도를 코팅전후와 비교하여 조사하였다. Acetone의 함량 변화에 크게 관계없이 방사높이가 증가할수록 투과도는 감소하고 선택도는 증가하였다. 연신방법을 이용하여 방사한 결과 자유낙하(free fall)로 방사한 중공사막에 비해 선택도는 약간 감소하였지만 투과도는 증가하는 것으로 나타났다. 최적의 중공사막은 폴리이서설폰 37 wt%, Acetone 6.5 wt% NMP 56.5 wt%의 용액을 사용하였고, 실리콘 코팅 후에 외경 320mum 7.3의 O2/N2 선택도 및 산소투과도 4.3 GPU의 우수한 성능을 나타내었다.

중전기의 유지 보수 및 교체 과정에서 절연체로 사용된 SF6 가스는 교체 충전과 정제과정에서 유입되는 공기와의 아크 방전에 의해 많은 종류의 부산물(N2, O2, CF4, SO2, H2O, HF, SOF2, CuF2, WO3 등)이 발생된다. 부산물 중에서도 대부분을 차지하는 것이 N2, O2, CF4이며, SF6가스를 재사용하기 위해서는 이들을 효과적으로 분리 회수하는 공정이 필요하다. 주요 부산물인 N2, O2, CF4와의 분리 효율 측면에서 분리막법은 기존의 흡착, 심냉법에 비하여 상대적으로 높은 효율을 보이고 있어 이에 대한 관심 또한 증가하고 있다. 따라서 본 논문에서는 중전기 산업에서 발생되는 SF6 가스 함유 농도 90 vol% 이상의 가스에 대하여 분리막법을 적용하여 N2, O2, CF4와 SF6 가스의 온도와 배출유량의 변화에 따른 분리 회수 가능성을 관찰하였다. PSF와 PC 중공사 분리막을 이용하여 고농도 SF6에 대한 분리 회수 실험 결과, PSF 분리막의 최대 회수율은 압력 0.3 MPa, 온도 25℃, 배출유량 150 cc/min에서 92.7%를 나타내었으며, PC 분리막에서는 압력 0.3 MPa, 온도 45℃, 배출유량 150 cc/min 일 때 74.8%의 최대 회수율을 나타내었다. 또한, 사용된 두 가지 분리막과 운전 조건에서 주요 부산물인 N2, O2, CF4의 최대 제거율은 각각 약 80%, 74%, 그리고 58.9%가 관찰되었다. 이로부터 분리막 공정은 고농도 폐 SF6 가스에서 주요 부산물로부터 SF6의 효과적인 분리 및 회수가 가능한 공정으로 적용할 수 있는 가능성을 파악 할 수 있었다.

We investigated dry etching of acrylic (PMMA) in O2/N2 plasmas using a multi-layers electrode reactive ion etching (RIE) system. The multi-layers electrode RIE system had an electrode (or a chuck) consisted of 4 individual layers in a series. The diameter of the electrodes was 150 mm. The etch process parameters we studied were both applied RIE chuck power on the electrodes and % O2 composition in the N2/O2 plasma mixtures. In details, the RIE chuck power was changed from 75 to 200 W.% O2 in the plasmas was varied from 0 to 100% at the fixed total gas flow rates of 20 sccm. The etch results of acrylic in the multilayers electrode RIE system were characterized in terms of negatively induced dc bias on the electrode, etch rates and RMS surface roughness. Etch rate of acrylic was increased more than twice from about 0.2μm/min to over 0.4μm/min when RIE chuck power was changed from 75 to 200 W. 1 sigma uniformity of etch rate variation of acrylic on the 4 layers electrode was slightly increased from 2.3 to 3.2% when RIE chuck power was changed from 75 to 200 W at the fixed etch condition of 16 sccm O2/4 sccm N2 gas flow and 100 mTorr chamber pressure. Surface morphology was also investigated using both a surface profilometry and scanning electron microscopy (SEM). The RMS roughness of etched acrylic surface was strongly affected by % O2 composition in the O2/N2 plasmas. However, RIE chuck power changes hardly affected the roughness results in the range of 75-200 W. During etching experiment, Optical Emission Spectroscopy (OES) data was taken and we found both N2 peak (354.27 nm) and O2 peak (777.54 nm). The preliminarily overall results showed that the multi-layers electrode concept could be successfully utilized for high volume reactive ion etching of acrylic in the future.

다양한 재료특성(Si/Al 몰비, 두께, 구조적 불완전성)을 갖는 Na형 faujasite 제올라이트 분리층을 다공성 α-알루미나 튜브 표면에 수열조건에서 이차성장 시키고 CO2/N2 분리거동을 CO2/N2 몰비가 1인 혼합기체에 대하여 30℃에서 평가하였다. 수열조건 중에서 수열용액 내의 SiO2 양은 형성된 제올라이트 분리층의 재료특성에 가장 큰 영향을 주는 변수임을 확인하였다. 즉, 수열용액 내의 SiO2 양이 증가함에 따라서 형성된 제올라이트 분리층의 Si/Al 몰비, 두께, 구조적 불완전성(discontinuity)은 동시에 증가하였다. 본 논문에서는 불완전한 치밀화에 의해 잔존하는 결정립간 공극(void), GIS Na-P1 상에 의해 형성된 균열(crack) 등 구조적 불완전성이 CO2/N2 분리에 가장 큰 영향을 주는 재료특성이며, 투과부에서의 CO2 탈착이 전체 CO2 투과의 율속단계(rate-determining step)임을 확인하였다.

졸겔법에 의해 Si(OC2H5/)4-(CH3O)3B-C2H5OH-H2O계로부터 다공성의 SiO2-B2O3 막을 제조하였다. SiO2-B2O3막의 특성을 BET, IR spectrophotometer, X-ray diffractometer, SEM 과 TEM을 사용하여 조사하였다. 700{℃에서 얻어진 SiO2-B2O3 막의 평균 기공직경은 0.0048 mu{m}이고, 표면적은 354.398 m2/g이었으며, 입자의 크기는 7 nm인 무정형의 다공체이었다. SiO2-B2O3 막의 수소/질소 혼합 기체 분리 특성은 기체분리 압력을 달리하여 조사하였다. 25{℃, ΔP 155.15cmHg에서 수소/질소 혼합 기체를 분리하여 본 결과 SiO2-B2O3 막의 수소에 대한 real separation factor(α)는 4.68이었다. 그리고 투과셀의 압력차(ΔP)값이 증가할수록 real separation factor(α), head separation factor(β), tail separation factor((equation omitted))값이 증가하였다.

다공성 실리카 막을 졸겔법에 의해서 Si(OC2H5)4-H2O 로부터 제조하고, 막의 특성을 TG-DTA, XRD, IR, BET, SEN, TEM을 사용하여 조사하였다. 다공성 실리카 막 제조를 위한 Si(OC2H5)4 : H2O4 : H2O : C2H5OH의 최적 몰비는 1 : 4.5 : 4 이었다. 100℃~1100℃~에서 열처리된 막의 비표면적은 3.8 m2/g~902.3m2/g 이었으며, 기공크기는 20Å~50Å이었다. 300℃~~700℃~범위에서 열처리된 막의 입자크기는 15nm~30nm이며, 열처리 온도가 증가하면 입자의 크기도 증가하였다. 이렇게 제조한 다공성 실리카 막으로 H2/N2 혼합기체를 분리하는데 응용하였으며, 다공성 실리카 막에 의한 H2/N2혼합기체분리는 Knudsen flow와 surface flow에 의해서 일어나며 주로 surface flow에 의존하였다. 다공성 실리카 막의 H2/N2 혼합기체에 대한 real separation factor(alpha)는 155.15 cmHg(DeltaP)와 25℃에서 5.17이었으며, real separation factor(alpha), head separation factor (β), tail separation factorbarB)는 압력이 증가하면 증가하였다.

In the separation of toluene/n-heptane mixture by the emulsion type liquid membrane in a batch system, the effect of surfactants on the separation factor and membrane stability were studied over the surfactant concentration ranging from 0.1 to 1.5 wt% at the contact time of 5 and 10 minutes and the settling time 5 and 10 minutes. The surfactants used were triethanol amine lauryl sulfate. The separation factor reached its maximum value at the surfactant concentration of 0.5 wt%. It was found that the percentage of membrane breakup reached its minium values and the separation factor showed its maximum value at the surfactant concentration of 0.5 wt%, which confirmed that efficient separation could be effect when emulsion liquid membrane were stable because of low membrane break up.

플라즈마 화학기상증착법에 의해 증착된 저유전율 SiOF박막의 물성 안정화를 위하여 증착후 N2O플라즈마로 열처리함으로써 그 특성을 평가하였다. SiOF박막은 대기방치 및 열처리에 불안정한 성질을 가진다. SiOF 박막은 박막내의 F-Si-F 결합의 존재 때문에 흡습현상이 발생하며, 박막내의 F함량이 증가함에 따라 수분 흡수가 증가한다. 또한 열처리를 거치면서 F이 탈착되어 박막내의 F함량이 감소한다. N2O플라즈마 열처리는 표면에 얇은 SiON층을 형성시킴으로써 박막을 안정화시키는데 효과적이었다. 그러나 장시간의 N/sun 2/O플라즈마 열처리는 유전율을 크게 증가시킨다. 따라서 N2O플라즈마 열처리에 의한 유전율의 증가없이 물성을 안정화 시키기 위해서는, 대기방치나 열처리에 의한 안정화 효과를 유지하면서 N2O플라즈마 열처리에 의한 유전율의 증가를 최소화시킬 수 있는 공정의 확립이 필요하다.

In the separation of toluene/n-heptane mixture by the emulsion type liquid membrane in an batch system, the effect of surfactant on the separation factor and membrane stability was studied over the surfactant concentration ranging form 0.1 to 1.5wt％ at the contact time of 5 and 10 minutes. and the settling time of 5 and 10 minutes. The surfactant used was sodium lauryl sulfate. The separation factor reached its maximum value at the surfactant concentration of 0.5wt％ for surfantant. It was found that the percentage of membrane breakup reached its minimum values and the separation factor showed its maximum value at the surfactant concentration of 0.5wt%. which confirmed that efficient separation could be effect when emulsion liquid membrane was stable because of low membrane breakup.

SiO2초박막(ultrathin film)의 두께 조절 용이성, 두께 균일성, 공정 재현성 및 전기적 특성을 향상시키기 위해 실리콘을 N2O분위기에서 열산화시켰다. N2O분위기에서 박막 성장시 산화와 동시에 질화가 이루어지기 때문에 전기적 특성의 향상을 가져올 수 있었다. 질화 현상에 의해 형성된 Si-N결합 형성은 습식 식각율과 ESCA분석으로 확인할 수 있었다. N2O분위기에서 성장된 SiO2박막은 Fowler-Nordheim(FN)전도 기구를 보여주었으며, 절열파괴 특성과 누설 전류특성 및 산화막의 신뢰성은 건식 산화막에 비해서 우수하였다. 또한 계면 포획밀도는 건식 산화막에 비해 감소하였고, 전하를 주입했을 때 생성되는 계면 준위의 양 또는 크게 감소하였다. 산화막 내부에서의 전하 포획의 양도 감소하였고, 전하를 주입하였을 때 생성되는 전하 포획의 양도 감소하였다. 이와 같은 전기적인 특성의 향상은 산화막 내부에서 약하게 결합하고 있는 Si-O 결합들이 Si-N결합으로의 치환과 스트레스 이완에 의하여 감소하였기 때문이다.

실리콘 산화막을 N2O 분위기에서 RTP로 제조하여 그 성장 기구를 고찰 했다. 산화막과 기판 실리콘 계면 사이에 질소성분이 포함된 oxynitride층이 존재한다. N2O 기체를 이용한 산화막 성장은 삼화제 확산에 의해 성장이 지배되는 포물선 성장론을 따르고 산화제 확산 억제작용은 실리콘 산화막과 실리콘 기판사이에 존재하는 oxynitride막에서 일어난다. 확산이 산화막 성장을 결정하는 구간에서 포물선 성장율 상수 B의 활성화 에너지는 약 1.5 eV이고 산화막 두께 증가에 따라 증가한다.