KR100486889B1 - Method for manufacturing ZnMgO alloy powder by the mechanical alloying - Google Patents

Method for manufacturing ZnMgO alloy powder by the mechanical alloying Download PDF

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KR100486889B1 KR10-2002-0033391A KR20020033391A KR100486889B1 KR 100486889 B1 KR100486889 B1 KR 100486889B1 KR 20020033391 A KR20020033391 A KR 20020033391A KR 100486889 B1 KR100486889 B1 KR 100486889B1
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Abstract

본 발명은 기계적 합금화에 의한 ZnMgO 합금분말의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for producing a ZnMgO alloy powder by mechanical alloying.

본 발명에 의한 제조방법은 ZnO분말과 MgO분말을 각 분자의 몰수비가 9.99:0.01∼7:3이 되도록 혼합하고 볼밀장치로 기계적 합금화를 한 다음, 이 때 얻어진 ZnMgO 합금분말을 500∼600℃의 산소분위기에서 열처리하는 단계를 포함한다.     In the production method according to the present invention, the ZnO powder and the MgO powder are mixed so that the number-of-moles ratio of each molecule is 9.99: 0.01-7: 3, mechanically alloyed with a ball mill, and then the ZnMgO alloy powder obtained at this time is 500-600 ° C. Heat treatment in an oxygen atmosphere.

본 발명에 의하면, 자외선 영역에서 동작하는 발광소자, 수광소자 또는 전자소자에 이용될 수 있는 ZnMgO를 종래의 필름증착 방법과는 달리 매우 간단하고 저렴하게 합금화 할 수 있다.According to the present invention, unlike the conventional film deposition method, ZnMgO, which can be used in a light emitting device, a light receiving device, or an electronic device operating in the ultraviolet region, can be alloyed very simply and inexpensively.

Description

기계적 합금화에 의한 ZnMgO 합금분말의 제조방법{Method for manufacturing ZnMgO alloy powder by the mechanical alloying}    Method for manufacturing ZnMgO alloy powder by mechanical alloying {Method for manufacturing ZnMgO alloy powder by the mechanical alloying}

본 발명은 ZnMgO 합금 분말의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 ZnO와 MgO분말을 기계적 합금화 방법인 볼밀을 이용하여 ZnMgO 분말을 합성하는 방법에 관한 것이다.  The present invention relates to a method for producing a ZnMgO alloy powder, and more particularly to a method for synthesizing ZnMgO powder using a ball mill which is a mechanical alloying method of ZnO and MgO powder.

최근, 발광 디스플레이에 있어서의 다색화의 개발에 대한 요구, 및 데이터 통신 및 데이터 기록에 있어서의 데이타 밀도의 향상에 대한 요구로부터, 청색광∼자외광 영역의 파장을 갖는 반도체 발광 소자의 실현이 강하게 요구되고 있다. 청색광을 발광할 수 있는 반도체 발광 소자를 형성하기 위한 재료로서는, GaN계 반도체 재료를 들 수 있다. 그러나 질화갈륨계 화합물 반도체의 결정을 성장시키기 어렵다는 제조공정상의 문제점 이외에도 연속적인 발광을 얻어내기가 곤란하며 고가라는 단점이 있다. 따라서, 이를 대체하기 위한 반도체 재료로서 청색광∼자외광 영역의 파장을 갖는 ZnO에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. ZnO의 경우에는 밴드갭과 결정의 구조에 있어서, GaN과 유사한 특성을 갖추어 청색 발광 혹은 그 보다 더 단파장의발광을 위한 소재 물질로서 적합할 뿐 아니라 GaN의 3배(예컨대, 60meV) 정도 되는 여기자 결합 에너지(Exciton binding energy)를 갖고 있으므로 차세대 단파장 광소자에 있어서의 소재 물질로서 매우 적합한 물질이라 판단된다. 특히, ZnO와 MgO 또는 CdO의 합금은 밴드갭을 2.8∼4eV의 범위에서 조절할 수 있다는 장점이 있다. 종래의 ZnMgO 합성방법으로는 스퍼터링이나 펄스화된 레이저 증착(pulsed laser deposition)을 이용하여 필름의 형태로 합금화하는 방법이 알려져 있는데, 상기 펄스화된 레이저 증착법이란 10-7 Torr 정도의 고압하에서 KrF레이저를 이용하여 ZnMgO 박막을 합성하는 방법을 말한다. 그러나 이러한 방법으로는 두꺼운 두께의 필름제작이나, 벌크 형태의 ZnMgO를 만들기 어려우며, 필름의 두께가 얇은 경우에는 필름내부에서 전자-정공쌍의 재결합이 일어나기 어려워 충분한 빛을 발광할 수 없으므로 발광효율이 작아진다는 단점이 있고, 수광소자에서도 이러한 전자-정공쌍의 생성이 어렵기 때문에 수광효율이 낮다는 문제점이 있다. 또한, 용융법에 의해 ZnMgO합금을 제조할 수도 있지만 ZnO와 MgO의 녹는점이 각각 1975, 2826℃로써 매우 고온이기 때문에 합성이 용이하지 않다는 단점이 있다.In recent years, there has been a strong demand for the realization of a semiconductor light emitting element having a wavelength in the blue light to ultraviolet light, from the demand for the development of multicoloring in a light emitting display and the improvement of the data density in data communication and data recording. It is becoming. As a material for forming a semiconductor light emitting element capable of emitting blue light, a GaN-based semiconductor material may be mentioned. However, in addition to the problems in the manufacturing process that it is difficult to grow the crystal of the gallium nitride compound semiconductor, it is difficult to obtain continuous light emission and has the disadvantage of being expensive. Therefore, research into ZnO having a wavelength in the blue light to ultraviolet light region is actively conducted as a semiconductor material to replace it. In the case of ZnO, not only is it suitable as a material for blue light emission or shorter wavelength light emission because it has similar characteristics to GaN in the band gap and crystal structure, and it is an exciton bonding that is about three times (eg, 60 meV) GaN. Since it has energy (Exciton binding energy), it is considered to be a very suitable material as a material material for the next generation of short wavelength optical devices. In particular, the alloy of ZnO and MgO or CdO has the advantage that the band gap can be adjusted in the range of 2.8 ~ 4eV. Conventional ZnMgO synthesis method is known a method of alloying in the form of a film using sputtering or pulsed laser deposition, the pulsed laser deposition method is KrF laser under high pressure of about 10 -7 Torr Refers to a method for synthesizing a ZnMgO thin film using. However, it is difficult to make a thick film or to make a bulk ZnMgO by this method, and when the film is thin, it is difficult to recombine electron-hole pairs inside the film, and thus it is difficult to emit enough light, resulting in low luminous efficiency. There is a disadvantage in that it loses, and there is a problem in that the light receiving efficiency is low because it is difficult to generate such an electron-hole pair in the light receiving device. In addition, the ZnMgO alloy may be produced by the melting method, but the melting point of ZnO and MgO is 1975 and 2826 ° C., respectively, so that the synthesis is not easy.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 첫 번째 기술적 과제는 종래기술로는 합성이 어려운 ZnMgO 합금 분말을 간단하고 저렴하게 제조할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.Therefore, the first technical problem to be achieved by the present invention is to provide a method for producing a simple and inexpensive ZnMgO alloy powder difficult to synthesize in the prior art.

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본 발명은 상기 첫 번째 기술적 과제를 달성하기 위하여 The present invention to achieve the first technical problem

(a) ZnO분말과 MgO분말을 각 분자의 몰수비가 9.99:0.01∼7:3이 되도록 혼합하는 단계;       (a) mixing the ZnO powder and the MgO powder such that the mole ratio of each molecule is 9.99: 0.01 to 7: 3;

(b) 상기 혼합분말을 볼과 함께 용기에 투입하고 볼밀장치에 넣은 후 아르곤가스 분위기 하에서 볼밀링하여 ZnMgO 합금분말을 얻는 단계;       (b) injecting the mixed powder with a ball into a container, and then putting the mixed powder into a ball mill device to obtain a ZnMgO alloy powder by ball milling in an argon gas atmosphere;

(c) 상기 ZnMgO 합금분말을 500∼600℃의 산소분위기에서 열처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 ZnMgO 합금분말의 제조방법을 제공한다.       (c) provides a method for producing a ZnMgO alloy powder, comprising the step of heat-treating the ZnMgO alloy powder in an oxygen atmosphere of 500 ~ 600 ℃.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 혼합분말과 볼의 중량비는 1:16인 것이 바람직하다.        According to one embodiment of the invention, the weight ratio of the mixed powder and the ball is preferably 1:16.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 볼밀링 시간은 20시간 이상인 것이 바람직하다.        According to another embodiment of the present invention, the ball milling time is preferably 20 hours or more.

또한, 상기 열처리 시간은 3∼15시간인 것이 바람직하다.         Moreover, it is preferable that the said heat processing time is 3 to 15 hours.

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이하, 본 발명을 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail.

기계적 합금화(Mechanical Alloying 혹은 MA)공정이란 합금을 구성하는 원소분말, 혹은 이미 합금된 분말을 단단한 볼(혹은 강구)들과 함께 높은 기계적 에너지로 교반 혹은 볼밀링(ball milling)시켜 특수한 합금분말을 얻는 공정을 말한다. 용어 자체가 말해주듯이 원래는 금속을 용해하지 않고 상온 부근에서 기계적인 방법만으로 합금분말을 만드는 공정을 뜻하지만, 합금이 형성되지 않는 경우라도 금속분말의 고에너지 건식 볼밀링을 기계적 합금화라 통칭하고 있다. 일반적으로 기계적 합금화 공정은 볼밀링 중의 분말형상 변화에 따라 초기 입자성장 단계, 중기 입자파단 단계, 최종 정상상태의 미세분말형성 단계로 분류할 수 있다. 1960년대 말 인코(INCO)사에서 창안된 이 공정은 특히 이상적인 산화물분산강화형 고온합금 제조방법으로 인식되어 항공기 엔진재료인 Ni기 초내열합금 개발 등에 많이 활용되었다. 근래에는특수용도의 고온 철강재료, 금속간 화합물, 준평형상 합금 개발에도 많이 활용되고 있다.       Mechanical Alloying (MA) process is the process of obtaining special alloy powders by stirring or ball milling elemental powders or alloyed powders of alloys together with hard balls (or steel balls) with high mechanical energy. Say fair. As the term itself says, it originally refers to the process of making alloy powder by mechanical method only at room temperature without dissolving metal, but even if no alloy is formed, high-energy dry ball milling of metal powder is collectively called mechanical alloying. . In general, the mechanical alloying process can be classified into an initial particle growth step, a medium-term particle breaking step, and a final steady state fine powder forming step according to the powder shape change during ball milling. Invented by INCO in the late 1960s, the process was recognized as an ideal method for producing an oxide-disperse high-temperature alloy. In recent years, it has been widely used to develop special-purpose high-temperature steel materials, intermetallic compounds, and semi-equilibrium alloys.

일반적으로 기계적 합금화 과정은 분말형상의 변화에 따라 크게 3단계로 구분된다. 먼저 초기 단계에는 구성 원소 분말들이 볼 사이에서 반복적인 충돌에 의해 냉간압접(cold welding)이 지배적으로 일어나며 조대화가 되는 단계이다. 이때의 분말 단면구조를 보면 구성원소 분말들이 층상구조를 이루고 있으나 원자규모의 혼합, 즉, 합금화는 이루어지지 않는다. 다음의 중간 단계에서는 조대화된 입자들이 계속적인 가공경화가 이루어지는 단계로, 이 때에도 분말의 합금화는 이루어지지 않으나 구성 분말 성분이 매우 미세하게 혼합되어 있는 단계이다. 마지막 단계는 균일한 입도분포를 가지는 수∼수십㎛ 크기의 미세 입자만이 출현하는 정상단계(steady-state stage)로, 기계적 합금화가 완료되는 단계이다.        In general, the mechanical alloying process is classified into three stages according to the change of powder shape. First, in the initial stage, the constituent powders are coarsened by predominantly cold welding due to repeated collisions between the balls. At this time, the cross-sectional structure of the powder shows that the elementary powders have a layered structure, but atomic mixing, that is, alloying, is not performed. In the next intermediate step, the coarse particles undergo continuous work hardening. In this case, the powder is not alloyed but the powder components are very finely mixed. The last stage is a steady-state stage in which only fine particles of several tens to several micrometers in size have a uniform particle size distribution, and mechanical alloying is completed.

본 발명에서는 ZnO 분말과 MgO 분말을 각 분자의 몰수비가 9.99:0.01∼7:3이 되도록 혼합하는데, ZnO와 MgO 분자의 몰수비가 9.99:0.01 미만인 경우에는 합금화에 의한 효과를 거두기 어렵고 7:3을 초과하는 경우에는 ZnO의 Zn자리에 Mg가 치환되어 준안정상태를 이루지 못하고 MgO의 상이 분리되기 때문에 바람직하지 않다. 다음으로 상기 혼합물을 스테인레스 강철볼 또는 알루미나 볼과 함께 스테인레스 강철 용기에 넣고, 볼밀장치를 이용하여 ZnMgO 합금분말을 제조한다. 본 발명에 의한 기계적 합금화는 어트리터(attritor), 유성형볼밀(planetary ball-mill),진동볼밀(vibratory ball-mill), 수평식 볼밀(horizontal ball-mill) 등 다양한 볼밀을 사용할 수 있다. 이 때, 볼과 분말의 중량비는 16:1로 하였으며 이러한 중량비를 벗어나는 경우에는 볼밀이 원활하게 이루어지지 않는 문제점이 있다. 기계적 합금화 시간은 20시간 이상으로 하였는데, 20시간이하로 볼밀을 하는 경우에는 입자들이 충분히 압접(molding)과 분쇄(fracture)가 일어나지 않아서 기계적 합금화가 충분하지 않기 때문에 바람직하지 않다. 다음으로, 상기 기계적 합금화를 거친 분말은 오랜 시간동안 기계적 합금화를 거치면서 상당히 불안정한 결정상태를 가지고 있으므로 열처리를 통해서 분말을 안정화할 필요가 있다. 따라서, 500∼600℃에서 산소분위기로 열처리하였으며 열처리 시간은 3∼15시간으로 하였다. 이러한 열처리를 거치지 않고 볼밀공정만 수행한 경우에는 도2와 3에서 알 수 있듯이 ZnMgO 합금화가 되지 않고 비정질 상태로 있게 되므로 이러한 불안정한 비정질 상태에 열처리를 거침으로써, ZnMgO의 합금화를 수행하는 것이다. 상기 열처리 온도가 500℃미만인 경우에는 충분한 열에너지를 공급해주지 못해 비정질 상태에 머무르게 되고, 열처리 온도가 높을 경우에는 상(phase)이 변화할 염려가 있기 때문에 바람직하지 않다. 또한 도 2 및 도 3에서 알 수 있듯이 열처리 시간이 3시간 이상인 경우라야 합금화가 이루어지며 15시간을 초과하는 경우에는 합금화가 모두 진행되어 더 이상의 열처리를 하더라도 변화가 생기지 않는다.        In the present invention, ZnO powder and MgO powder is mixed so that the mole ratio of each molecule is 9.99: 0.01-7: 3, when the molar ratio of ZnO and MgO molecules is less than 9.99: 0.01, it is difficult to achieve the effect of alloying and 7: 3 In the case where the MgO is exceeded, Mg is substituted at the Zn site of ZnO to form a metastable state, which is not preferable. Next, the mixture is placed in a stainless steel container together with a stainless steel ball or alumina ball, and a ZnMgO alloy powder is prepared by using a ball mill. The mechanical alloying according to the present invention may use various ball mills such as attritors, planetary ball mills, vibratory ball mills, horizontal ball mills, and the like. At this time, the weight ratio of the ball and the powder is 16: 1, if there is a problem that the ball mill is not made smoothly out of this weight ratio. The mechanical alloying time was set to 20 hours or more, but ball milling of 20 hours or less is not preferable because the particles are not sufficiently pressed and fractured and mechanical alloying is not sufficient. Next, since the mechanically alloyed powder has a fairly unstable crystal state while undergoing mechanical alloying for a long time, it is necessary to stabilize the powder through heat treatment. Therefore, heat treatment was performed in an oxygen atmosphere at 500 to 600 ° C., and the heat treatment time was 3 to 15 hours. When only the ball mill process is performed without such heat treatment, as shown in FIGS. 2 and 3, since the ZnMgO alloying is not performed, it is in an amorphous state. When the heat treatment temperature is less than 500 ° C., it is not preferable because sufficient heat energy may not be supplied and thus remains in an amorphous state, and when the heat treatment temperature is high, a phase may change. In addition, as can be seen in Figures 2 and 3 alloying is achieved only when the heat treatment time is 3 hours or more, and if more than 15 hours the alloying is all progressed even if the heat treatment any more does not occur.

이하 바람직한 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하나 본 발명이 이에 의해 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to preferred examples, but the present invention is not limited thereto.

실시예 1Example 1

ZnO 분말(순도: 99.995 %, 입자크기: -200 mesh, 미국 Cerac 사 제조) 82.5 중량%와 MgO 분말(순도: 99.5 %, 입자크기: -325 mesh, 미국 Cerac 사 제조) 17.5중량%를 혼합한 후, 스테인레스 강철볼(지름 1/4 inch)과 함께 스테인레스 강철 용기에 넣고 SPEX사의 SPEX 8000M mixer/mill을 이용하여 밀링하였다. 상기 스테인레스 강철볼과 분말의 중량비는 16:1로 하였으며 밀링시간은 20시간이었다. 다음으로, 600℃에서 산소분위기(gas flow rate: 300 sccm)에서 3시간 동안 열처리하여 ZnMgO 합금 분말을 얻었다.       ZnO powder (purity: 99.995%, particle size: -200 mesh, manufactured by Cerac, USA) 82.5% by weight, MgO powder (purity: 99.5%, particle size: -325 mesh, manufactured by Cerac, USA) mixed 17.5% by weight Then, the stainless steel ball (1/4 inch diameter) was put into a stainless steel container and milled using a SPEX 8000M mixer / mill made by SPEX. The weight ratio of the stainless steel ball and the powder was 16: 1 and the milling time was 20 hours. Next, ZnMgO alloy powder was obtained by heat treatment at 600 ° C. in an oxygen atmosphere (gas flow rate: 300 sccm) for 3 hours.

실시예 2       Example 2

최후의 열처리 시간을 9시간으로 한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 ZnMgO 합금 분말을 제조하였다.       A ZnMgO alloy powder was prepared in the same manner as in Example 1, except that the last heat treatment time was 9 hours.

실시예 3       Example 3

최후의 열처리 시간을 15시간으로 한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 ZnMgO 합금 분말을 제조하였다.       A ZnMgO alloy powder was prepared in the same manner as in Example 1, except that the last heat treatment time was 15 hours.

상기 제조방법에 의해서 합성된 합성된 분말과 이를 열처리한 분말에 대해서 X-ray 회절장치(Rigaku D/Max-ⅡA X-ray X-ray diffractometer, CuKαradiation: λ= 1.5418Å)와 중성자회절장치(한국원자력연구소 원자로-하나로, λ= 1.835Å)를 이용하여 분말의 결정구조를 분석하였다.        X-ray diffractometer (Rigaku D / Max-IIA X-ray X-ray diffractometer, CuKαradiation: λ = 1.5418Å) and neutron diffraction apparatus for the synthesized powder synthesized by the above method and heat treated powder The crystal structure of the powder was analyzed using the Atomic Reactor-Hanaro, λ = 1.835 kW).

도 2는 실시예 1∼3에 의해 제조된 ZnMgO 합금 분말에 대한 X-ray 회절실험결과이다. 기계적 합금화를 한 후, ZnO나 MgO와는 다른 위상(phase)을 가지는 분말(10)이 형성되었음을 알 수 있다. 열처리를 진행함에 따라, 기계적 합금화를 거친 후 발견되지 않았던 피이크들이 나타났다. 이들 피이크 중에서 ZnMgO 합금에 의한 피이크는 2θ가 각각 29.974°(14)와 35.371°(15)인 지점에서 나타났는데, ZnO의 (100)면에 의한 피이크와 (002)면에 의한 피이크가 MgO와 합금을 이루면서 이동한 것이다.       2 is an X-ray diffraction test result of the ZnMgO alloy powder prepared in Examples 1 to 3. After mechanical alloying, it can be seen that a powder 10 having a phase different from that of ZnO or MgO is formed. As the heat treatment progressed, peaks that were not found after mechanical alloying appeared. Among these peaks, the peaks of ZnMgO alloys appeared at points 2θ of 29.974 ° (14) and 35.371 ° (15), respectively.The peaks by the (100) plane and the (002) plane of the ZnO alloy were MgO and Will move to achieve.

도 3은 본 발명에 의해 제조된 분말에 대한 중성자 회절실험 결과이다. 실험결과에는 ZnO와 MgO, 그리고 ZnMgO 합금에 의한 피이크들로 이루어져 있다. 이중에서 ZnMgO 합금에 해당하는 피이크들이 2θ가 35.828°(14)와 42.341°(15)인 지점에서 나타났다. 이들은 ZnO의 (100)면, (002)면, (200)면에 해당하는 피이크들이 MgO와 합금을 이루면서 이동한 것이다. 중성자회절실험은 λ= 1.835Å의 중성자빔을 이용하므로 피이크의 위치는 X선 회절실험 결과와 달라진다. 그리고 X-ray에 비해서 상대적으로 긴 투과깊이(penetration depth)를 가지므로 물질에 내부에 대한 결과를 알 수 있다. 우선, 2θ가 35.828°인 지점에서 나타난 피이크는 ZnO의 (100)면에서 의해서 나타난 피이크(38.054°)가 MgO와 합금을 이루면서 나타난 피이크이다. 즉, 2θ가 38.054°인 ZnO (100)면에 의한 피이크가 합금을 이루면서 2θ가 35.828°인지점으로 이동한 것이다. 이를 통해 ZnO의 a값이 3.250Å에서, 기계적인 합금화가 이루어지고 나서 3.444Å로 커지는 것을 알 수 있다. 즉, 합금을 이루면서 a축 방향으로 0.194Å만큼 팽창한 것인데, 이는 X선 회절실험을 통해서 얻은 결과와 일치한다. 따라서, 본 발명에 따른 제조방법에 의하여 ZnMgO 합금 분말을 합성할 수 있음을 확인할 수 있다. 본 발명에 따라 제조된 ZnMgO 합금 분말을 실제 전자소자 등에 사용할 때에는 열압착법(hot pressing) 등의 방법을 통해 필름의 형태로 만들어 사용한다.  3 is a neutron diffraction test result for the powder prepared by the present invention. The experimental results consist of peaks from ZnO, MgO and ZnMgO alloys. Among them, peaks corresponding to ZnMgO alloys appeared at points 2θ of 35.828 ° (14) and 42.341 ° (15). These are peaks corresponding to the (100) plane, the (002) plane, and the (200) plane of ZnO while being alloyed with MgO. Since the neutron diffraction experiment uses a neutron beam of λ = 1.835 Å, the peak position is different from that of the X-ray diffraction experiment. And since it has a relatively long penetration depth compared to X-rays, the results on the inside of the material can be known. First, the peak at 2θ of 35.828 ° is the peak (38.054 °) represented by the (100) plane of ZnO when alloyed with MgO. That is, while the peak by the ZnO (100) plane whose 2θ is 38.054 ° forms an alloy, it moves to the point where 2θ is 35.828 °. Through this, it can be seen that the a value of ZnO increases from 3.250 kPa to 3.444 kPa after mechanical alloying is performed. In other words, the alloy is expanded by 0.194Å in the a-axis direction, which is consistent with the result obtained by the X-ray diffraction experiment. Therefore, it can be seen that the ZnMgO alloy powder can be synthesized by the manufacturing method according to the present invention. When the ZnMgO alloy powder prepared according to the present invention is used in an actual electronic device or the like, it is used in the form of a film through a method such as hot pressing.

본 발명에 의하면, 자외선 영역에서 동작하는 발광소자, 수광소자 또는 전자소자에 이용될 수 있는 ZnMgO를 종래의 필름증착 방법과는 달리 매우 간단한 방법으로 합금화 할 수 있으므로 생산성 및 경제성면에서 우수하다는 장점이 있다.According to the present invention, ZnMgO, which can be used in light emitting devices, light receiving devices, or electronic devices operating in the ultraviolet region, can be alloyed by a very simple method unlike the conventional film deposition method, and thus has an advantage in terms of productivity and economy. have.

도1은 본 발명에서 ZnO의 hexagonal 구조와 MgO의 NaCl 구조가 볼밀에 의해 ZnO의 hexagonal 구조에서 Zn이 Mg로 치환되어 ZnMgO 합금이 되는 개략도이다.      1 is a schematic diagram of ZnO hexagonal structure and MgO NaCl structure in which Zn is replaced by Mg in a hexagonal structure of ZnO by a ball mill, thereby forming a ZnMgO alloy.

도2는 본 발명에 따른 ZnMgO 합금의 형성 여부를 보여주는 X선 회절사진(X-ray diffraction:XRD) 이다.      2 is an X-ray diffraction (XRD) showing the formation of ZnMgO alloy according to the present invention.

도3은 본 발명에 따른 ZnMgO 합금의 형성 여부를 보여주는 중성자 회절 사진(Neutron diffraction:ND) 이다.    Figure 3 is a neutron diffraction (Neutron diffraction: ND) showing the formation of ZnMgO alloy according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

1: ZnO에서 Zn 원자1: Zn atom in ZnO

2: ZnO에서 O 원자2: O atom in ZnO

3: hexagonal 구조의 ZnO 3: ZnO of hexagonal structure

4: MgO에서 O원자4: O atom in MgO

5: MgO에서 Mg원자5: Mg atom in MgO

6: NaCl 구조의 MgO6: MgO of NaCl structure

7: hexagonal 구조의 ZnMgO 합금7: ZnMgO alloy of hexagonal structure

8: ZnO 분말의 XRD8: XRD of ZnO Powder

9. MgO 분말의 XRD9. XRD of MgO Powder

10. 20시간 볼밀링 후의 ZnMgO 합금 분말의 XRD10. XRD of ZnMgO alloy powder after ball milling for 20 hours

11: 실시예 1에 의해 제조된 ZnMgO 합금 분말의 XRD11: XRD of ZnMgO alloy powder prepared by Example 1

12: 실시예 2에 의해 제조된 ZnMgO 합금 분말의 XRD12: XRD of the ZnMgO alloy powder prepared by Example 2

13: 실시예 3에 의해 제조된 ZnMgO 합금 분말의 XRD13: XRD of ZnMgO Alloy Powder Prepared by Example 3

14: ZnMgO 합금 분말의 (100) 피크14: (100) Peak of ZnMgO Alloy Powder

15: ZnMgO 합금 분말의 (002) 피크15: (002) peak of ZnMgO alloy powder

16: ZnO 분말의 ND16: ND of ZnO powder

17. MgO 분말의 ND17.ND of MgO Powder

18. 20시간 볼밀링 후의 ZnMgO 합금 분말의 ND18.ND of ZnMgO Alloy Powders after 20 Hour Ball Milling

19: 실시예 1에 의해 제조된 ZnMgO 합금 분말의 ND19: ND of ZnMgO alloy powder prepared by Example 1

20: 실시예 2에 의해 제조된 ZnMgO 합금 분말의 ND20: ND of ZnMgO alloy powder prepared by Example 2

21: 실시예 3에 의해 제조된 ZnMgO 합금 분말의 ND21: ND of ZnMgO Alloy Powder Prepared by Example 3

Claims (5)

(a) ZnO분말과 MgO분말을 각 분자의 몰수비가 9.99:0.01∼7:3이 되도록 혼합하는 단계; (a) mixing the ZnO powder and the MgO powder such that the mole ratio of each molecule is 9.99: 0.01 to 7: 3; (b) 상기 혼합분말을 볼과 함께 용기에 투입하고 볼밀장치에 넣은 후 아르곤가스 분위기하에서 볼밀링하여 ZnMgO 합금분말을 얻는 단계;       (b) injecting the mixed powder with a ball into a container, and putting the mixed powder into a ball mill, and then ball milling in an argon gas atmosphere to obtain a ZnMgO alloy powder; (c) 상기 ZnMgO 합금분말을 500∼600℃의 산소분위기에서 열처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 ZnMgO 합금분말의 제조방법.       (c) ZnMgO alloy powder manufacturing method comprising the step of heat-treating the ZnMgO alloy powder in an oxygen atmosphere of 500 ~ 600 ℃. 제 1항에 있어서, 상기 혼합분말과 볼의 중량비는 1:16인 것을 특징으로 하는 ZnMgO 합금분말의 제조방법.The method of claim 1, wherein the weight ratio of the mixed powder to the ball is 1:16. 제 1항에 있어서, 상기 볼밀링 시간은 20시간 이상인 것을 특징으로 하는 ZnMgO 합금분말의 제조방법.     The method of claim 1, wherein the ball milling time is 20 hours or more. 제 1항에 있어서, 상기 열처리 시간은 3∼15시간인 것을 특징으로 하는 ZnMgO 합금분말의 제조방법.      The method for producing a ZnMgO alloy powder according to claim 1, wherein the heat treatment time is 3 to 15 hours. 삭제delete
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH1070082A (en) * 1996-08-27 1998-03-10 Sony Corp Method of forming p-type nitride based iii-v compound semiconductor layer
EP0863555A2 (en) * 1997-03-07 1998-09-09 Japan Science and Technology Corporation Optical semiconductor element and fabricating method therefor
WO2002031890A2 (en) * 2000-10-13 2002-04-18 North Carolina State University OPTOELECTRONIC AND MICROELECTRONIC DEVICES INCLUDING CUBIC ZnMgO AND/OR CdMgO ALLOYS AND METHODS OF FABRICATING SAME

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1070082A (en) * 1996-08-27 1998-03-10 Sony Corp Method of forming p-type nitride based iii-v compound semiconductor layer
EP0863555A2 (en) * 1997-03-07 1998-09-09 Japan Science and Technology Corporation Optical semiconductor element and fabricating method therefor
WO2002031890A2 (en) * 2000-10-13 2002-04-18 North Carolina State University OPTOELECTRONIC AND MICROELECTRONIC DEVICES INCLUDING CUBIC ZnMgO AND/OR CdMgO ALLOYS AND METHODS OF FABRICATING SAME

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