전자빔 조사로 수정한 Bi2Fe4O9 나노입자

전문가 제언

○ 이 연구에서는 sol-gel법으로 합성한 Bi2Fe4O9 나노입자의 구조, 전기, 유전성에 대한 성질에 대하여 전자빔 조사에 대한 영향을 연구한 것이다. 시료를 전자빔 조사 전후에, 8Mev X-선 회절계(XRD), 주사전자현미경(SEM), 시차주사열량분석기(DSC)로 유전성, 교류 전도도 및 전류-전압(I-V)에 대하여 연구하였다.

 

○ DSC 곡선에서는 결정화 피크 온도(peak crystallization temperature)의 변화를 볼 수 있는데, 이는 전자빔 조사 후 결정화의 변화를 나타내는 것이다. Bi2Fe4O9의 유전상수 및 교류 전도도는 전자빔 조사에 따라 증가한다. 전자빔 조사에 따른 전류밀도의 누설은 시료의 방사선에 기인된 결함에 의한 것이다. 누설전류의 주 수송 메커니즘은 방사선 조사 전후에 Schottky emission 및 Fowler-Nordheim tunneling에 기인한다.

 

○ 우리나라에서는 2013년에 전자빔을 이용해서 현재 상용화된 화학적 나노입자 제조 공정보다 효율이 높고 친환경적으로 나노입자를 대량 생산할 수 있는 장치가 세계 최초로 개발됐다. 한국원자력연구원에서 미래창조과학부 원자력연구개발사업의 일환으로 수행한 “방사선을 이용한 나노잉크 제조 공정/장치 개발” 과제를 통해 전자빔을 이용해서 나노입자를 연속적으로 대량 생산할 수 있는 제조 장치를 시범 규모로 제작하는데 성공했다.

 

○ 원자력연구원에서는 전자빔 조사장치, 제어시스템, 고전압 전원장치, 시료 연속 순환장치 등으로 구성된 나노입자 제조 공정 일괄 시스템을 구축했다. 방사선을 이용한 나노입자 합성은 국내외에서 원리 실증 차원에서 연구를 진행해 왔으나, 제조 공정을 최적화하고 제조 생산 시스템을 제작한 것을 이번이 처음이다.

 

○ 전자빔 이용 나노입자 제조기술은 화학적인 산화-환원반응을 통해 나노입자를 생산하는 기존의 방법과 달리, 빛의 속도에 가깝게 가속된 전자를 나노입자의 원료가 포함된 용액에 조사해서 용액 속 물 분자를 둘러싸고 있는 전자를 활성화시키고, 반응성이 큰 전자가 환원 작용을 일으켜 시료를 짧은 시간 안에 나노입자로 변환하는 기술이다.

저자

Prashanth K.S. Rao, et al.

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

에너지

연도

2015

권(호)

113()

잡지명

Radiation Physics and Chemistry

과학기술
표준분류

에너지

페이지

36~40

분석자

이*찬

분석물

• 전자빔 조사로 수정한 Bi2Fe4O9 나노입자.pdf [484,139 byte]

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