비금속 질화물 h-BN, g-C3N4, Si3N4, SiON, P3N5의 합성 및 특성 분석
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Nonmetal Nitride h-BN, g-C3N4, Si3N4, SiON, P3N5-합성 및 특성 분석 report
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2024.01.10
문서 내 토픽
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1. hexagonal boron nitride (h-BN)h-BN은 고온, 고압에서 borazine, boron oxide, boric acid 등의 precursor를 사용하여 합성할 수 있다. 합성된 h-BN은 graphite와 유사한 층상 구조를 가지며, XRD, SSNMR 등의 분석을 통해 결정성과 구조를 확인할 수 있다.
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2. graphitic carbon nitride (g-C3N4)g-C3N4는 cyanamide, 2-cyanoguanidine, melamine 등의 precursor를 열처리하여 합성할 수 있다. 합성된 g-C3N4는 층상 구조를 가지며, XRD, UV-Vis, PL 분석을 통해 광학적 특성을 확인할 수 있다. g-C3N4는 가시광 하에서 광촉매 활성을 보여 관심을 받고 있는 물질이다.
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3. silicon nitride (Si3N4)Si3N4는 다양한 방법으로 합성할 수 있는데, 대표적으로 carbothermal reduction, gas-reduction nitridation, CVD 등의 방법이 있다. 합성된 Si3N4는 α상과 β상의 두 가지 결정 구조를 가지며, 강도가 높아 내마모성 부품 등에 활용되고 있다.
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4. silicon oxynitride (SiON)SiON은 PECVD 방법을 통해 박막 형태로 합성할 수 있다. FT-IR 분석을 통해 O-N 결합 형성을 확인할 수 있으며, 발광 특성으로 인해 LED 등의 광학 소자 분야에 응용될 수 있다.
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5. phosphorous nitride (P3N5)P3N5는 주로 hexachlorophosphazene과 암모늄 염화물을 precursor로 사용하여 합성할 수 있다. FT-IR, NMR, XRD 분석을 통해 P-N 결합 형성을 확인할 수 있으며, BN이나 Si3N4와 유사한 hard material 특성을 가질 것으로 예상된다.
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1. hexagonal boron nitride (h-BN)Hexagonal boron nitride (h-BN) is a fascinating material with unique properties that make it highly valuable in various applications. As a wide-bandgap semiconductor, h-BN exhibits excellent thermal and electrical insulation, high thermal conductivity, and exceptional chemical and thermal stability. These characteristics make it an ideal candidate for use in high-power electronics, heat dissipation devices, and as a protective coating for sensitive components. One of the key advantages of h-BN is its structural similarity to graphene, which allows it to be used as a substrate or encapsulating layer for other two-dimensional materials, such as graphene and transition metal dichalcogenides. This enables the creation of heterostructures with tailored electronic and optical properties, opening up new possibilities for advanced electronic and optoelectronic devices. Furthermore, h-BN's low dielectric constant and high breakdown voltage make it a promising material for high-frequency and high-power applications, such as in radio frequency (RF) devices and power electronics. Its ability to withstand high temperatures and harsh environments also makes it valuable for use in aerospace and nuclear applications. Overall, the unique properties of h-BN, combined with its versatility and potential for integration with other materials, make it a highly promising material for a wide range of technological advancements, from energy-efficient electronics to advanced sensing and communication systems.
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2. graphitic carbon nitride (g-C3N4)Graphitic carbon nitride (g-C3N4) is a fascinating and versatile material that has garnered significant attention in recent years due to its unique properties and potential applications. As a two-dimensional, metal-free, and polymeric semiconductor, g-C3N4 exhibits a range of remarkable characteristics that make it a promising candidate for various technological applications. One of the key advantages of g-C3N4 is its ability to absorb and utilize visible light, making it a highly efficient photocatalyst for a variety of applications, such as water splitting, environmental remediation, and organic synthesis. Its tunable bandgap and excellent chemical stability allow for the design of tailored photocatalytic systems that can effectively harness solar energy for sustainable energy production and environmental protection. Furthermore, g-C3N4 has shown promise in the field of energy storage and conversion, with potential applications in high-performance batteries, supercapacitors, and fuel cells. Its unique structure and electronic properties enable the development of advanced energy storage devices with improved energy density, power density, and cycling stability. Beyond its photocatalytic and energy-related applications, g-C3N4 has also been explored for use in sensors, optoelectronics, and catalysis. Its versatility and ease of synthesis make it an attractive material for the development of cost-effective and scalable technologies in these domains. Overall, the remarkable properties of g-C3N4, combined with its potential for diverse applications, make it a highly promising material for addressing some of the pressing challenges faced by modern society, from sustainable energy production to environmental remediation and beyond.
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3. silicon nitride (Si3N4)Silicon nitride (Si3N4) is a remarkable ceramic material that has garnered significant attention due to its exceptional properties and wide-ranging applications. As a hard, wear-resistant, and thermally stable material, Si3N4 has found widespread use in various industries, from engineering and manufacturing to electronics and energy. One of the key advantages of Si3N4 is its exceptional mechanical properties, including high hardness, strength, and toughness. These characteristics make it an ideal material for use in cutting tools, bearings, and other high-wear applications, where its resistance to abrasion and fracture is crucial. Additionally, Si3N4's thermal stability and low thermal expansion coefficient make it suitable for use in high-temperature environments, such as in engine components and aerospace applications. Beyond its mechanical properties, Si3N4 also exhibits excellent electrical and dielectric properties, making it a valuable material for use in electronic devices and systems. Its high electrical resistivity, low dielectric loss, and high breakdown voltage make it suitable for use as an insulating material in power electronics, high-frequency devices, and microelectronic packaging. Furthermore, Si3N4 has found applications in the field of biomedical engineering, where its biocompatibility and corrosion resistance make it a suitable material for implants and other
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hydrogen insertion into wo3 예비레포트1. WO₃의 구조와 특성 WO₃는 모서리가 맞닿아 이루어진 팔면체 구조를 가지고 있다. 중앙의 빈 공간에 금속 원자가 삽입되면 tungsten bronze라고 불리는 화합물이 형성되며, 이 화합물은 금속과 유사한 광택과 색을 가진다. 삽입되는 금속 원자에 따라 다양한 색상을 나타낼 수 있다. 2. 수소의 intercalation WO₃의 구조에 수소가 i...2025.05.05 · 공학/기술
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반도체 예비보고서1. 반도체 반도체는 상온에서 전기 전도율이 구리 같은 도체(전도체)하고 애자, 유리 같은 부도체의 중간 정도인 물질이다. 가해진 전압이나 열, 빛의 파장 등에 의해 전도도가 바뀐다. 일반적으로는 규소 결정에 불순물을 넣어서 만든다. 주로 증폭 장치, 계산 장치 등을 구성하는 집적회로를 만드는 데에 쓰인다. 반도체는 매우 낮은 온도에서는 부도체처럼 동작하고...2025.05.10 · 공학/기술
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구리-피라진 배위 고분자의 합성 및 분석1. 배위 고분자 합성 Cu(NO3)2·2.5H2O와 피라진을 에탄올에 녹인 용액을 혼합하여 배위화합물을 형성했다. N2 분위기에서 감압여과를 진행하여 침전물을 석출했다. 세 가지 조성의 배위화합물 [Cu(pyz)(NO3)2]n, [Cu(pyz)2(NO3)2]n, [Cu(pyz)3(NO3)2]n을 합성했으며, 각각의 수득률은 34.7%, 16.7%, 20....2025.12.11 · 자연과학
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조선대학교 A+ / 이성분 유기 혼합물계의 어는점 보고서 레포트 과제1. 상 규칙 상 규칙 F=C-P+N은 계 내부에 존재하는 모든 상들의 조성을 정의하는데 필요한 최소한의 화학종의 수를 말한다. 이번 실험은 이성분계이므로 C는 2가 된다. P는 상의 수를 말한다. F는 평형이 유지되고 있을 때, 상의 수 변화를 일으키지 않으면서 독립적으로 변화시킬 수 있는 물리적 변수의 개수로 자유도를 말한다. 이때 압력과 온도는 농도 ...2025.05.11 · 공학/기술
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포르피린 및 금속포르피린 합성과 분광분석1. 포르피린(Porphyrin) 합성 포르피린은 4개의 피롤 단위가 메틴 다리로 연결된 대환 유기화합물입니다. 본 실험에서는 Alder-Longo 방법을 사용하여 피롤과 p-시아노벤즈알데히드를 응축 및 산화시켜 H₂[(p-CN)₄TPP]를 합성했습니다. 포르피린은 18개의 π-전자로 이루어진 켤레계를 가지며, 가시광선을 강하게 흡수하여 생생한 색을 나타냅...2025.12.18 · 자연과학
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일반화학실험(1) 실험 11 화학반응과 에너지_ 용해열의 측정 예비1. 화학반응과 에너지 이번 실험에서는 다양한 고체 화합물을 물이나 식초와 반응시켜 발열 반응(exothermic reaction)인지, 흡열 반응(endothermic reaction)인지 관찰해보도록 한다. 또한 더 정량적으로 실험을 진행하기 위하여 열량계를 통해 고체의 CaCl2 또는 NH4NO3가 물에 용해될 때 발생되거나 흡수되는 열량, 즉 용해열...2025.05.09 · 자연과학
