Colloid 半導體 界面의 電氣化學的 現象에 關한 定性的 解析

천장호,Chun, Jang-Ho 대한전자공학회 1988 전자공학회논문지 Vol. No.

도핑된 실리콘半導體와 有機容媒($C_6H_6$, $CH_3OH$, $C_2H_5OH$) 界面의 空間電荷效果와 도핑되지 않은 多結晶 硏化갈리움半島體와 電解質(NaCl, KCl, KI 溶液) 界面의 제타電位 反轉現象을 小電氣泳動測定에 依하여 定性的인 解析을 하였다. 有機容媒內의 空間電荷效果는 무시 할 수 있으며 제타 電位 反轉現象은 도핑되지 않은 多結晶 硏化 갈리움과 電解質 界面의 表面位置, 特性的 吸着, 電氣陰性度, 特性的으로 吸着된 이온의 크기에 따라 決定됨을 알았다. 콜로이드半導體의 解析面은 表面에서 結定된 거리에 位置하면 Helmholtz外面(OHP)에 거의 一致한다. A space charge effect at the doped silicon semiconductor/organic solvent ($C_6H_6$, $CH_3OH$, $C_2H_5OH$) interfaces and a mechanism for two reversals of zeta potentials at the undoped polycrystalline gallium arsenide semiconductor/electrolyte (NaCl, KCl, KI solution) interfaces has been qualitatively analyzed using microelectrophoresis measurements. It has been found that the space charge effect in the organic solvents can be neglected and the two reversals of zeta potentials depend on surface states, specific adsorption, electronegativity and size of specifically adsorbed ions at the undoped polycrystalline gallium arsenide/electrolyte interfaces. The position of shear plane of colloidal semiconductors is a fixed distance from the surface and is almost or exactly coincides with the outer Helmholtz plane (OHP).

단결정 Pt(100)/수용액 계면에서 전가흡착된 수소의 Langmuir흡착등온식

천장호,전상규,Chun Jang Ho,Jeon Sang Kyoo 한국전기화학회 2001 한국전기화학회지 Vol.4 No.1

단결정 Pt(100)/0.5M $H_2SO_4$ 및 0.5M LiOH수용액 계면에서 저전위 수소흡착(UPD H)과 과전위 수소흡착(OPD H)에 관한 Langmuir흡착등온식을 위상이동 방법을 이용하여 연구 조사하였다. 최적 중간주파수에서 위상이동 변화$({-\varphi}\;vs.\;E)$는 Langmuir흡착등온식$(\theta\;vs.\;E)$의 추정에 적용할 수 있는 유용한 실험 방법이다. 단결정 Pt(100)/0.5M $H_2SO_4$ 수용액 계면에서 과전위 수소흡착에 기인한 흡착평형상수(K)와 흡착표준자유에너지$({\Delta}G_{ads})$는 각각 $1.5\times10^{-4}$와 21.8kJ/mol이다. 단결정 Pt(100)/0.5M LiOH 수용액 계면에서 K는 음전위에 따라 1.9(UPD H)에서 $6.8\times10^{-6}$ (OPD H)또는 그 반대로 전이한다. 마찬가지로, ${\Delta}G_{ads}$는 음전위에 따라 -1.6kJ/mol (UPD H)에서 29.5kJ/mol (OPD H) 또는 그 반대로 전이한다. 전극속도론적 패러미터$(K,\; {\Delta}G_{ads})$의 전이는 단결정 Pt(100)전극표면의 UPD H와 OPD H에 기인한다. UPD H와 OPD H는 음극 $H_2$발생 반응을 위한 순차적 과정이 아니라 전극표면의 수소 흡착부위에 기인하는 독립적 과정이다. The Langmuir adsorption isotherms of the under-potentially deposited hydrogen (UPD H) and the over-potentially deposited hydrogen (OPD H) at the single crystal Pt(100)/0.5 M $H_2SO_4$ and 0.5 M LiOH aqueous electrolyte interfaces have been studied using the phase-shift method. The phase-shift profile $({-\varphi}\;vs.\;E)$ for the optimum intermediate frequency can be used as a useful method to estimate the Langmuir adsorption isotherm $(\theta\;vs.\;E)$ at the interfaces. The equilibrium constant (K) for the OPD H and the standard free energy $({\Delta}G_{ads})$ of the OPD H at the Pt(100)/0.5M $H_2SO_4$ aqueous electrolyte interface are $1.5\times10^{-4}$ and 21.8 kJ/mol, respectively. At the Pt(100)/0.5 LiOH aqueous electrolyte interface, K transits from 1.9(UPD H) to $6.8\times10^{-6}$(OPD H) depending on the cathode potential (E) and vice versa. Similarly, ${\Delta}G_{ads}$ transits -1.6 kJ/mol (UPD H) to 29.5 kJ/mol (OPD H) depending on E and vice versa. The transition of K and ${\Delta}G_{ads}$ is attributed to the two distinct adsorption sites of the UPD H and OPD H on the Pt(100) surface. The UPD H and the OPD H at the Pt(100) interfaces are the independent processes depending on the H adsorption sites rather than the sequential processes for the cathodic $H_2$ evolution reactions.

Doping된 Ⅲ-Ⅴ族 化合物 半導體 界面에서 空間電荷效果

천장호,Chun, Jang-Ho 대한전자공학회 1990 전자공학회논문지 Vol. No.

도핑된 半導體 界面의 界面電荷 近似式과 構造를 提案하였다. III-V族 化合物 半導體인 p-GaP,p-InP,n-GaAs와 T>$C_sNO_3$</TEXT> 水性 電解質 界面에서 整流現象은 循環電流-電壓特性으로 定性的 解析을 하였다. 半導體 界面의 電流-電壓 特性曲線, 이온 吸着과 電位障壁 過程은 連續循環電壓方法으로 實證하였다. 도핑된 半導體-電解質 界面에서 pn 또는 np 接合構造와 그에 따른 整流形은 空間電荷에 의하여 決定된다. Interfacil charge approximations and structures at doped semiconductor interfaces were proposed. Rectifying phenomena at the III-V compound semiconductor (p-GaP, p-InP, n-GaAs)/T>$CsNO_3$</TEXT> aqueous electrolyte interfaces were qualitatively analyzed in terms of their cyclic current-voltage characteristics. The current-voltage characteristic curves, the ion adsorption and potential barrier processes at the semiconductor interfaces were verified using continuous cyclic voltammetric methods. The pn or np junction structures and the related rectifying types at the doped semi-condudtor-electrolyte inferfaces are determined by the space charges.

중간주파수에서 위상이동 변화와 Langmuir흡착등온식 사이의 관계

천장호,문경현,조종덕,Chun Jang Ho,Mun Kyeong Hyeon,Cho Chong Dug 한국전기화학회 2000 한국전기화학회지 Vol.3 No.1

다결정 Pt/0.1 M $H_2SO_4$수성 전해질 계면에서 중간주파수 구간의 위상이동 변화와 Langmuir흡착등온식 사이의 관계를 교류임피던스 방법 즉 위상이동 방법을 이용하여 연구 조사하였다. 제안된 계면등가회로는 전해질저항($R_S$), Faraday저항$(R_F)$, 흡착유사용량$(C_\varphi)$의 등가회로 요소($C_P$)의 직렬접속으로 구성된다 지연되는 위상이동$(\varphi)$은 음전위(E) 및 주파수(f)에 따르며, $\varphi=-tan^{-1}[1/2{\pi}f(R_s+R_F)C_p]$이다. 중간주파수(6Hz)에서 위상이동 변화$(\varphi\;vs.\;E)$는 Langmuir흡착등온식$(\theta\;vs.\;E)$의 결정에 적용할 수 있는 실험적인 방법이다. 다결정 $Pt/0.1\;M\;H_2SO_4$ 전해질 계면에서 수소의 흡착평형 상수(K)와 흡착표준자유에너지$({\Delta}G_{ads})$는 각각 $1.8\times10^{-4}$와 21.4kJ/mol이며 과전위 수소흡착(OPD H)에 기인한다. The relation between the phase-shift profile for the intermediate frequencies and the Langmuir adsorption isotherm at the poly-$Pt/0.1\;M\;H_2SO_4$ aqueous electrolyte interface has been studied using ac impedance measurements, i.e., the phase-shift methods. The suggested interfacial equivalent circuit consists of the serial connection of the electrolyte resistance ($R_S$), the faradaic resistance $(R_F)$ and the equivalent circuit element $(C_P)$ of the adsorption pseudocapacitance $(C_\varphi)$. The delayed phase shift $(\varphi)$ depends on both the cathode potential (E) and frequency (f), and is given by $\varphi=-tan^{-1}[1/2{\pi}f(R_s+R_F)C_p]$. The phase-shift profile $(\varphi\;vs.\;E)$ for the intermediate frequency (ca. 6Hz) can be used as an experimental method to determine the Langmuir adsorption isotherm (9 vs. E). The equilibrium constant (K) for H adsorption and the standard free energy $({\Delta}G_{ads})$ of H adsorption at the poly-$Pt/0.1\;M\;H_2SO_4$ electrolyte interface are $1.8\times10^{-4}\;and\;21.4kJ/mol$, respectively. The H adsorption is attributed to the over-potentially deposited hydrogen (OPD H).

$Pt/H_2SO_4$ 전해질 계면에서 교류임피던스 측정과 위상이동 방법에 의한 Langmuir 흡착등온식 해석

천장호,조성칠,손광철,Chun Jang Ho,Cho Sung Chil,Son Kwang Chul 한국전기화학회 1999 한국전기화학회지 Vol.2 No.1

백금$(Pt)/0.1M\;H_2SO_4$, 전해질 계면에서 교류임피던스 측정과 위상이동 방법을 사용하여 Langmuir 흡착등온식을 정성적으로 해석하였다. 위상이동$(\phi)$은 음전위(E<0)와 주파수(f)에 따르며, Pt 일전극(음극)에 흡착된 수소원자$(H_{ads})$의 표면피복율$(\theta)$에 반비례한다. 중간주파수대$(1\~100 Hz)$에서 위상이동 변화$(\phi\;vs.\;E)$는 Langmuir 흡착등온식$(\theta\;vs.\;E)$의 계산과 해석에 사용할 수 있는 실험적인 방법이다. $Pt/0.1M\;H_2SO_4$ 전해질 계면에서 흡착평형상수(K)와 표준자유에너지$({\Delta}G_{ads})$는 각각 $3\times10^{_4}$와 20.1kJ/mol이다. The Langmuir adsorption isotherm at the $(Pt)/0.1M\;H_2SO_4$ electrolyte interface has been qualitatively analyzed using the ac impedance measurement and phase-shift method. The phase shift $(\phi)$ depends on both the cathode potential (E<0) and frequency (f) and is inversely proportional to the factional surface coverage $(\theta)$. At an intermediate frequency band (ca. $1\~100$ Hz), the phase-shift profile $(\phi\;vs.\;E)$ can be related to the fractional surface coverage $(\theta\;vs.\;E)$. The phase-shift profile $(\phi\;vs.\;E)$ can be used as an experimental method to estimate and analyze the Langmuir adsorption isotherm $(\theta\;vs.\;E)$. The equilibrium constant (K) and the standard free energy $({\Delta}G_{ads})$ of the adsorbed hydrogen atom $(H_{ads})\;and\;3\times10^{-4}$ and 20.1 kJ/mol, respectively.

위상이동 방법에 의한 Pd/LiOH 전해질 계면의 전극속도론적 패러미터 해설

천장호,문경현,조성칠,손광철,Chun Jang Ho,Mun Kyeong Hyeon,Cho Sung Chil,Son Kwang Chul 한국전기화학회 1999 한국전기화학회지 Vol.2 No.2

위상이동 방법을 이용하여 Pd/0.5 M LiOH전해질 계면의 전극속도론적 패러미터를 정성적으로 해석하였다. 위상이동$(\phi)$은 음전위(E<0) 주파수(f)에 따르며, Pd음극에 흡착된 수소원자$(H_{ads})$의 표면피복율$(\theta)$ 반비례한다. 중간주파수 (10 Hz)에서 위상이동 변화$(\phi\;vs.\;E)$는 Frumkin흡착등온식$(\theta\;vs.\;E)$의 계산 및 도시에 사용할 수 있는 실험적인 방법이다. Pd/0.5 M LiOH전해질 계면에서 $1>{\theta}>0$에 따른 흡착자유에너지변화율(r),흡착평형상수(K),표준자유에너지$({\Delta}G_{\theta})$는 각각 22.3kJ/mol, $3.7\times10^{-3}<K<30,\;13.9>{\Delta}G_{\theta}>-8.4kJ/mol$이다. 1<K<30 또는 $0.38>\theta>0$ 범위에서 수소원자 흡수에 기인한 에너지 방출 즉 발열반응이 Pd음극에서 있다. 전극속도론적 패러미터$(r,\;K,\;{\Delta}G_{\theta}$는 표면피복율$({\theta})$ 또는 위상이동$(\phi)$에 따른다. The electrode kinetic parameters at the Pd/0.5 M LiOH electrolyte interface have been qualitatively studied using the phase-shift method. The phase shift $(\phi)$ depends on both the cathode potential (E>0) and frequency (f), and $\theta$ is inversely proportional to the fractional surface coverage $\theta$. At an intermediate frequency (10 Hz), the phase-shift profile $(\phi\;vs.\;E)$ can be related to the fractional surface coverage $(\theta\;vs.\;E)$. The phase-shift method can be used to estimate or plot the Frumkin adsorption isotherm. The rate (r) of change of the free energy of adsorption with $({\theta})$ is 22.3 kJ/mol. The equilibrium constant (K) for adsorption and the standard free energy $({\Delta}G_{\theta})$ of the adsorbed hydrogen atom $(H_{ads})$ are $3.7\times10^{-3}<K<30,\;13.9>{\Delta}G_{\theta}>-8.4kJ/mol$, respectively. For 1<K<30 or $0.38>\theta>0$, the energy liberation or the exothermic reaction for hydrogen adsorption at the Pd cathode can be occurred. The electrode kinetic parameters $(r,\;K,\;{\Delta}G_{\theta}$ depend on the fractional surface coverage $({\theta})$ or the phase shift $(\phi)$.

다결정 Pt/LiOH 수성 전해질 계면에서 수소 흡착부위의 전기화학적 특성

천장호,조종덕,Chun Jang Ho,Cho Chong Dug 한국전기화학회 1999 한국전기화학회지 Vol.2 No.4

다결정 Pt/0.2 M LiOH수성 전해질 계면에서 두 구별되는 수소 흡착부위의 전기화학적 특성을 위상이동 방법을 이용하여 연구하였다. 순방향과 역방향 주사시, 순환 전압전류도에 UPD H 봉우리가 나타난다. 위상이동 변화 또는 Langmuir 흡착등온식에 전이영역(-0.66 to -0.96 V vs. SCE)이 나타난다 전이영역(-0.66 to -0.96 V vs. SCE)에서 수소 흡착평형상수(K)는 18.5에서 $4.0\times10^{-5}$ 또는 $4.0\times10^{-5}$에서 18.5로 전이한다 마찬가지로, 수소 흡착표준자유에너지$({\Delta}G_{ads})$도 -7.2 kJ/mol에서 25.1kJ/mol또는 25.1 kJ/mol에서 -7.2 kJ/mol로 전이한다. 다결정 Pt표면에서 UPD H와 OPD H는 구별이 가능한 두 종류의 전착된 수소 같이 작용한다. 발열반응이 UPD H 영역에서 나타난다. UPD H 봉우리와 전이영역은 다결정 Pt 표면에서 UPD H와 OPD 보의 두 구별되는 흡착부위에 기인한다. The electrochemical characteristics of two distinct adsorption sites of H at the polycrystalline Pt/0.2 M LiOH aqueous electrolyte interface have been studied using the phase-shift method. At the forward and backward scans, the under-potentially deposited H (WD H) peak occurs on the cyclic voltammogram. The transition region on the phase-shift profile or the Langmuir adsorption isotherm occurs at ca. -0.66 to -0.96 V vs. SCE. At the transition region (ca. -0.66 to -0.96 V vs. SCE), the equilibrium constant (K) for H adsorption transits from 18.5 to $4.0\times10^{-5}$ and vice versa. Similarly, the standard free energy $({\Delta}G_{ads})$ of H adsorption transits from -7.2 to 25.1kJ/mol and vice versa. The under and over-potentially deposited H (UPD H and OPD H) on the poly-Pt surface act as two distinguishable electroadsorbed H species. An exothermic reaction occurs at the UPD H range. Both the UPD H peak and the transition region are attributed to the two distinct adsorption sites of the UPD H and OPD H on the poly-Pt surface.

수소 전착에 관한 다결정 Ir표면의 흡착부위 효과

천장호,문경현,Chun Jang Ho,Mun Kyeong Hyeon 한국전기화학회 1999 한국전기화학회지 Vol.2 No.3

0.2M LiOH전해질 내의 다결정 Ir표면에서 저전위 및 과전위 전착된 수소(UPD H및 OPD H)의 전이와 2구별되는 흡착부위를 위상이동 방법을 이용하여 연구하였다 순방향과 역방향 주사시, 순환 전압전류도에 UPD H 봉우리가 나타난다. 위상이동 변화 또는 Langmuir흡착등온식에 전이영역(-0.80 to -0.95 V vs. SCE)이 나타난다. 전이영역(-0.80 to -0.95 V vs. SCE)에서 수소 흡착평형상수(K)는 $7.9\tiems10^{-2}$에서 $1.5\times10^{-4}$또는 $1.5\times10^{-4}$에서 $7.9\times10^{-2}$로 전이한다. 마찬가지로, 수소 흡착표준자유에너지$({\Delta}G_{ads})$도 6.3kJ/mol에서 21.8kJ/mol 또는 21.8kJ/mol에서 6.3kJ/mol로 전이한다. 다결정 Ir표면에서 UPD H와 OPD H는 구별이 가능한 2종류의 전착된 수소같이 작용한다. UPD H봉우리와 전이영역은 다결정 Ir 표면에서 UPD H와 OPD H의 2 구별되는 흡착부위에 기인한다. The two distinct adsorption sites and transition between the under and over-potentially deposited hydrogen (UPD H and OPD H) on the polycrystalline iridium (poly-Ir) surface in the 0.2 M LiOH electrolyte have been studied using the phase-shift method. At the forward and backward scans, the UPD H peak occurs on the cyclic voltam-mogram. The transition region on the phase-shift profile or the Langmuir adsorption isotherm occurs at ca. -0.80 to -0.95 V vs. SCE. At the transition region (-0.80 to -0.95 V vs. SCE), the equilibrium constant (K) for H adsorption transits from $7.9\times10^{-2}\;to\;1.5\times10^{-4}$ and vice versa. Similarly, the standard free energy $({\Delta}G_{ads})$ of H adsorption transits from 6.3 to 21.8kJ/mol and vice versa. The UPD H and OPD H on the poly-Ir surface act as two distinguishable electroadsorbed H species. Both the UPD H peak and the transition region are attributed to the two distinct adsorption sites of the UPD H and OPD H on the poly-Ir surface.

백금전극 계면에서 도핑된 반도체입자의 전기분해 효과

천장호(Jang Ho Chun) 광운대학교 인문사회과학연구소 1994 인문사회과학논문집 Vol.23 No.-

도핑된 실리콘 반도체와 전도성 용액 접촉 경계면에서 공간전하의 효과

천장호(Jang-Ho Chun) 대한전자공학회 1986 대한전자공학회 학술대회 Vol.1986 No.6