Graphite [흑연, 黑鉛 ] ( 전지혜, 이은지 )

1) Graphite 란?

․ 화학식 : C
․ 분자량 : 12.011
․ 결정계 : 삼방정계
․ 격자정수 : a=2.45Å, c=6.69Å
․ X선 회절강도 : 100(3.36Å {002})
․ 밀도 : 2.09~2.23 (실측), 2.2667 (계산)
․ 경도 : 1~2
․ 성상 : 얇은 육방형판상결정, 보통삼각형상 틈을 보임, 엽상괴, 방사상집합체, 입상, 토상
․ 광학적특성 : 반사특성, 명갈회색, 외견은 반사다색성, 비등방성, R=7%(최소), 22%(최대)
․ 색,광택 : 흑색~회색, 불투명, 둔광택
․ 산지 : 캐나다, 멕시코, 그린란드, 영국, 독일, 러시아, 스리랑카

→ 석묵이라고도 한다. 화학성분은 C이다.
→ 거의 순수한 탄소로 이루어지며 다이아몬드와 동질이상(同質異像)이다.
→ 인상·편상(片狀)의 결정을 이루지만, 대부분은 괴상·토상(土狀)으로 때로는 콩 모양인 경우도 있다.
→ 굳기 1 이하, 비중 1.9∼2.3으로 연하며 지방 모양의 감촉이 있고, 편상의 것은 휜다.
→ 흑색으로 불투명하고 금속광택을 가지며, 조흔색(條痕色)은 흑색이다.
→ 모양에 따라 인상흑연(鱗狀黑鉛)과 토상흑연(土狀黑鉛)으로 나눈다.
→ 인상흑연은 결정편암이나 편마암과 함께 산출되며, 흔히 그것에 수반되는 석회암 속에 산재한다.
→ 토상흑연은 화강암·섬록암·유문암·편마암 등 속에 맥 또는 렌즈
모양을 이루고 산출되며, 접촉변질작용(接觸變質作用)에 의하여
석탄에서 변성하여 탄층과 수반하여 산출된다.
→ 흑연의 영어 이름은 ‘쓴다’는 그리스어에서 유래한다.

graphite's unit cell

2) 사용되는 Example ?

→ 흑연은 전기의 양도체(良導體)이며, 연필심·도가니·전기로·아크 등의 Electrodes 등에 사용된다. 전자 기타의 재료로도 사용되는 합성 수지, 활마재(滑磨材)로도 사용된다. 목재에 비해 훨씬 강도가 강하며, 온도나 습도의 변화에도 거의 영향을 받지 않는 장점이 있다. 따라서 강도가 강해야 하는 기타 네크의 재료로 많이 이용된다. 그 밖에 Neutron moderator, Powder, scrap 등으로도 사용된다.


3) 우리가 만든 모형의 Volume ?

(√3/2 × a × a × 1/2) × 6 × c = 1개의 정육각형 기둥의 부피
1개의 정육각형 기둥의 부피 × 48개

(√3/2 × 2.45Å × 2.45Å × 1/2) × 6 × 6.69Å = 104.330231948357Å^(3)
104.330231948357Å^(3) × 48개 = 5,007.851133521136Å^(3) = 5.007851133521136x10^(-27)(m^3)


4) 실제로 만든 모형 사진

wurtzite [섬유아연석, 纖維亞鉛石] -신은하

The wurtzite crystal structure, named after the mineral wurtzite, is a crystal structure for various binary compounds. It is an example of a hexagonal crystal system.

Among the compounds that can take the wurtzite structure are wurtzite itself, AgI, ZnO, CdS, CdSe, α-SiC, GaN, AlN, and other semiconductors. In most of these compounds, wurtzite is not the favored form of the bulk crystal, but the structure can be favored in some nanocrystal forms of the material.

In materials with more than one crystal structure, the prefix "w-" is sometimes added to the empirical formula to denote the wurtzite crystal structure, as in w-BN.

Each of the two individual atom types forms a sublattice which is HCP-type (short for "hexagonal close-pack"). When viewed altogether, the atomic positions are the same as in lonsdaleite (hexagonal diamond). Each atom is tetrahedrally coordinated.

The wurtzite structure is non-centrosymmetric (i.e., lacks inversion symmetry). Due to this, wurtzite crystals can (and generally do) have properties such as piezoelectricity and pyroelectricity, which centrosymmetric crystals lack.

wurtzite 구조를 이룰 수 있는 원자구성은 여러가지가 있다.
GaN는 청색에서 자외선 영역에 이르는 밴드갭을 가지고 있어 발광재료 개발에 대한 물성연구가 진행중이다.
ZnO는 여러 가지 유용한 전기적, 광학적 특성으로 인해 LED에 쓰이는 발광소자, 염료감응형 태양전지 및 화학센서 등 많은 분야에 응용되고 있다. 많은 연구그룹에서는 이러한 산화아연을 이용한 나노섬유, 나노선, 나노벨트, 나노튜브 등과 같은 산화아연 나노구조물을 제조하여 발표하고 있고 이들의 전기적 특성을 측정하여 나노 소자로의 응용 가능성을 모색하고 있다. 이렇게 다양한 산화아연 나노구조물을 제조하기 위한 기술 중 전기방사(electrospinning)법을 이용한 산화아연 nanoweb의 제조에 큰 관심이 모아지고 있다. 전기방사에 의해 제조된 반도체 산화물 nanoweb은 고비표면적과 높은 기공도의 특성을 지니고 있어 이를 이용하고자 하는 연구가 활발히 진행되어 오고 있다.


a = b = 3.82, A = 382 pm
c = 6.26, A = 626 pm
V = 79.11A^3
제가 만든 것은 3X1X1이므로 부피는 237.33A^3 입니다.

Diamond Structure (전지혜, 이은지)

1. Diamond Structure

1)Diamond?


등축정계(等軸晶系)의 탄소 결정체로서 인도에서 처음 사용되기 시작하여, 로마 시대에 유럽에 수입되어 귀중한 보석이 되었다. 17세기 말 베네치아의 페르지가 연마방법을 발 명한 후, 최고의 보석이 되었다.

2)Examples
→ 색·홈 등으로 보아 보석용이 되지 못하는 것은 공업용으로 사용된다.
→ 결정 그대로 쓰인 경우에는 선반용 공구날, 선긋기 다이스, 유리절단기,다이아몬드 톱 등으로 사용된다.
→ 분말로 만들어 쓰는 경우에는 각종 연마재나 숫돌로 사용된다.
→ 다이아몬드가 공업용으로 중요한 이유는 최고(最高)의 굳기 외에 열전도율이 높고 열팽 창계수가 작으며, 내산성(耐酸性)이 좋기 때문이다. 오늘날 근대 정밀공업 분야에서는 불 가결의 재료이며, 그 때문에 전략물자(戰略物資)로 간주되고 있어, 그 수요가 해마다 늘어가고 있다.


-Silicon Crystal Structure:

-Germanium : Germanium is an important semiconductor material used in transistors and various other electronic devices. Its major end uses are fiver-optic systems and infrared optics, but it is also used for polymerization catalysts, and in electronics and solar cell applications. It is finding a new use in nanowires.


3)Diamond Structure Model









































4)Volume ?
계산해보면, 저희가 만든 다이아몬드 구조는 위의 구조가 약 33개로 이루어져 있습니다.

* a X a X a = 3.56683Å x 3.56683Å x 3.56683Å = 45.37819Å^(3)

=45.37819Å^(3) x33 =1497.4804Å^(3)

= 1497.4804x10^(-30)(m^3)

CsCl (김은영, 권혜정)

Caesiem Chloride (CsCl) Type of Structure

* 이 구조는 Body Centered Cubic (bcc) 구조로 체심입방구조이다. Cs+ 이온이 center에 위치하고, Cl- 이온은 corner에 위치한다.
* 1개의 Cs+ 이온은 8개의 Cl- 이온에 둘러쌓여 있고, 1개의 Cl- 이온 또한 8개의 Cs+ 이온에 둘써쌓여 있다. 따라서 이 결정은 8:8의 co-ordination 이다.

* 하나의 unit cell CsCl은 정육면체의 모양을 가지며, 각 모서리에는 Cl- 이온이 위치하며, 중앙에는 하나의 Cs+ 이온이 위치한다.

2. Structure impormation

3. Application

"Plasmid DNA 분리"

Ethidium bromide-caesium chloride density gradient centrifugation (EtBr-CsCl 밀도 구배 원심분리)
이것은 plasmid를 가장 순수하게 분리할 수 있는 방법으로 이 때 CsCl화합물을 사용한다.

CsCl density gradient centrifugation에서, 고속(40,000rpm)의 원심분리 안(48hr) 원심력은 Cs과 Cl ion을 튜브(tube)의 바닥쪽으로 당기기 때문에 농도차이가 나며, CsCl 밀도는 바닥쪽으로 갈수록 더욱 커진다. 고분자와 함께 원심분리되면 분자의 고유한 밀도와 동일한 CsCl밀도 위치에 밴드(band)를 형성하게 되며 DNA는 1.7g/cm^3, 단백질은 상당부, 그리고 RNA는 바닥에 pellet을 형성하게 된다.

4. Other example

* 같은 구조의 화합물로는 CsBr, Csl, CsCN, TiCl, TiBr, TiCN 등이 있다.


5. 우리가 만든 구조물

6. 우리가 만든 구조물의 Volume
CsCl의 Lattice constant a=2.768 angstrom
1)
x축(3a) = 2.768*3 =8.34
y축(3a) = 2.768*3 =8.34
z축(2a) = 2.768*2 = 5.56

2)
x축(a) = 2.768*1 = 2.768
y축(3a) = 2.768*3 = 8.34
z축(a) = 2.768*1 = 2.768

1) + 2) = (8.34*8.34*5.56) + (2.768*8.34*2.768) = (386.73) + (63.90) = 450.63

CsCl의 부피는 450.63*10^(-30)(m^3)

7. 자료출처

http://www.ilpi.com/inorganic/structures/cscl/index.html

http://kin.naver.com/qna/detail.nhnd1id=11&dirId=1116&docId=60191270&qb=Y3NjbOyEseyniA==&enc=utf8&section=kin&rank=5&search_sort=0&spq=0&pid=g6d91B331xGsssMeFiKssv--482865&sid=TKQ1upoppEwAAEqYtI8

http://www.tutorvista.com/content/chemistry/chemistry-iv/solid-state/ionic-compounds.php

Zinc Blende Structure (어현경,박담비)

Zinc Blende Sturcture를 갖는 물질들로는
AgI, AlAs, AlP, AlSb, BAs, BN, BP, BeS, BeSe, BeTe, CdS, CuBr, CuCl, CuF, CuI, GaAs, GaP, GaSb, HgS, HgSe, HgTe, INAs, InP, MnS, MnSe, SiC, ZnS, ZnSe, ZnTe 등이 있다.


이 중에서 GaAs물질을 조사해 보았다.
GaAs는 왼쪽 그림처럼 구조를 형성하고 있다.
이는 Zinc Blende구조임을 알 수 있다.

#GaAs의 특징
1.GaAs는 약 Si에 비해 전자 이동도가 6배정도 빠르다.
2.GaAs는 1.424eV, Si은 1.1eV의 band gap으로 Si보다 GaAs가 더 빠르다는 사실을 알 수 있다.
3.parasitic capacitance이 감소되어 소자의 성능을 높일 수 있는 특징이 있다.
4.위 특성들로 GaAs는 높은 주파수, 높은 온도에 사용하기에 이상적이다.


#GaAs의 용도
1.높은 주파수, 온도 등의 극한 환경인 항공우주와 군대 응용분야에서 사용한다.
2.또한 휴대폰과 여러 다른 무선 통신분야에서도 사용 된다.
3.Optoelectronic(광전자 소자) 장치에도 사용된다.



#그 밖의 GaAs의 간략정보

GaAs의 격자상수: a=5.653Å

#CdTe에대하여..

CdTe는 ZnS,CdSe,HgTe와 같은 IIB-VIA족 화합물 중에서도 특이하다. 높은 원자번호, 낮은 용융온도, 큰 격자상수와 이온성을 가진다.

전자적으로 CdTe는 산과 염기의 두가지 성질을 가진 반도체적 특성을 가지는데 이러한 진성적, 외인적 도핑으로 CdTe에 n과 p-type을 만들 수 있다. CdTe를 p-type으로 CdS를 n-type으로 쓰기도한다.

이러한 요소들은 지상 태양광설비에 대하여 이상적인 광학적 밴드갭과 흡수효율을 제공하며 박막에 대한 증착과 조절이 가능하게 한다.

#그 밖의 CdTe의 간략 정보

CdTe의 격자상수: a=6.477Å

#우리조가 만든 구조 모형

GaAs의 격자상수: a=5.653Å

CdTe의 격자상수: a=6.477Å

GaAs의 부피=27221.7998*10^(-30) (m^3)
CdTe의 부피=40945.06559 *10^(-30) (m^3)

NaCl (유선영,윤지선)

1. NaCl의 성질
등축정계에 속하는 무색 결정으로, 결정 속에서 결합간격 2.82, 녹는점 800.4℃, 끓는점1,400℃, 비중 2.16(20℃), 굴절률 1.5443이다. 녹는점 이상에서는 휘발성이 높고, 기체가 되면 NaCl 분자가 존재한다. 보통 마그네슘 등의 염류를 함유하며 조해성이 있다. 100g의 물에 0℃에서 35.7g, 100℃에서 39.8g 녹는다.
알코올에는 잘 녹지 않으며, 포화용액은 0℃ 이하에서 무색 단사정계의 이수화물 NaCl·2H2O를 생성하며, －21.3℃에서 함빙정(含氷晶)을 만든다. 이것을 이용하여, 염화나트륨과 분쇄한 얼음을 섞음으로써 －21℃의 냉각제를 만들기도 한다.

*이온결정의 성질
① 이온결정은 단단하고 휘발성이 없고 부스러지기 쉽다
② 고체 상태에서 전기의 부도체. 수용액이나 용융 상태에서 양 도체
③ 이온간의 거리가 짧을수록 전하량이 클수록 인력이 강하므로 m.p및 b.p가 높다
(다른 물질에 비해 높다)

④ 이온결정은 독립된 분자가 아니고 화학식은 이온의 조성만 나타낸 실험식
⑤ 물과 같은 극성용매에 잘 녹고 수화된 이온을 형성

2. 용도
염소·염산·나트륨·수산화나트륨(가성소다) 기타 나트륨염의 제조원료로서 중요하다. 조미료, 된장·간장의 원료, 식품 저장 등에 사용되며, 이밖에 도자기의 유약, 비누의 염석(鹽析) 등 실용적인 용도가 매우 넓다. 또 큰 단결정은 적외선분광기의 프리즘으로 사용되고, 의약품으로 생리적 식염수·링거액 등에도 사용된다.

엄밀한 의미에서 염화나트륨을 주성분으로 하는 식용 소금과 순수화학약품으로서의 염화나트륨은 구분해야 한다. 사람이 살아가는 데 있어서, 또 화학공업의 원료로서 극히 중요하기 때문에, 옛날부터 다량으로 채취되었다. 천연으로는 바닷물 속에 평균 2.8% 함유되어 있으며, 암염으로 땅 속에도 존재한다.
암염은 유럽·북아메리카·중국 등에서 산출되는데, 특히 독일의 슈타스푸르트가 유명하며, 한국에서는 아직 발견되지 않고 있다. 공업용으로는 캐낸 것을 그대로 사용하나, 식용으로 쓸 때는 재결정시켜 정제한다. 바닷물에서 채취하는 경우 한국에서는 보통 염전법으로 채취하였으나, 이온교환수지를 사용하는 방법으로 대치하고 있다.

3.똑같은구조의 화합물

이 외에도 CaO, SrO, BaO, TiO, MgS, LiF, KBr등등이 있다.

4. 만든 구조의 부피

NaCl의 a(Å) =5.6402

x축(2a) = 11.2804

Y축(4a)=22.5608

Z축(1.5a)=8.4603

X * Y * Z = 부피 = 2153.1 (Å) =2153.1 * 10^(-30) (m^3)

드디어!!!

안녕하세요^0^

저는 물리학과 07학번 김은영입니다

정말 우여곡절 끝에 이곳에 가입을 하였습니다

아 감동의 눙물이ㅜㅜㅜㅜㅜㅜ흐엉엉

교수님 정말 감사해요

끝까지 저를 초대해주셔서...ㅋㅋㅋ

교수님 선배님 후배님들ㅋㅋㅋ

잘 부탁드립니다 ㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋ

후비고~~

08학번 권혜정입니당

안녕하세요!

21세기 물리학 UBL수강생 물리학과 08학번 권헤정입니당!

첫날에 아이팟 받고 기뻐서 정신 놓고 있었는데....
정신을 차려보니...... 어렵디 어려운 수업을 신청한것 같은 생각이.....스치고 있는 것 같아용...
하하하...ㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋ
아직... 서먹 서먹 하긴 하지만용!
선배님들하고 함께 수업들어서 정말 좋습니당!ㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋ

앞으로 열심히 하겠습니당!ㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋ

안녕하세요~ 05학번 어현경입니다~!

안녕하세요~!
05학번 어현경입니다~~~!

굉장히 오랜 기간동안 휴학을 한 뒤 첫 물리 수업이라,
잘 해낼 수 있을지 걱정이 많이 되기도 했었는데요..
UBL수업도 처음 접해보고..
수업이 진행되면서 점점 기대가 많이 됩니다^-^

오랜만에 만나는 후배님들과 교수님들과 앞으로 한 학기를 보낼 생각에
설레기도 하는 요즘입니다~!

제 요즘 관심사는 때가 때이니 만큼 앞으로의 진로 고민이겠죠..!
그리고 습관이 잘 되지 않고 있기는 하지만,
책을 많이 읽기 위해 노력하고 있습니다^-^

교수님~ 선배님~ 후배님~!
한 학기동안 잘 부탁드립니다~~~^^
화이팅!!!!

UBL조교 조소현입니다.

 안녕하세요. 
 21세기 물리학 수업 UBL조교 조소현입니다.
 만나서 반갑습니다^^
 다름이 아니라 수강생 중 한 분이 아직 아이팟을 못 받은걸로 알고 있는데요...
 제가 아이팟을 보관하고 있으니 저에게 연락주시기 바랍니다.
010-5670-6944 / joso8484@naver.com 이 번호나 메일로 연락주시면
시간 정해서 대여해 드리겠습니다.
그럼 한 학기 동안 열공하셔요~*

안녕하세요오 ㅋ

안녕하세요

저는 물리학과 06학번 신은하라고 합니다.

이번학기가 마지막학기네요.. ㅎㅎㅎ...ㅎㅎㅎ.ㅎ.ㅎ

1학기에 고체물리를 들었어야 하는데.. 그러질 못해서 21세기물리학 수업으로라도 도움을 받고자 해요.

UBL강의는 처음 들어보는데, 어떻게 강의가 진행될지 궁금하기도 해요.

1년반정도 물리학 수업을 안들어서 수업 들을때 감도 잘 안오고 수업 따라가기가 벅차요..

서로 도와가면서 열심히 해요 ㅎ. ㅎ!!

언니들도 있지만 후배가 더 많고

처음 본 분들도 있는데 불편히 생각하지 마시고 편하게 지내봐요 ^^

덧붙여서

저는 맛있는 음식 먹는걸 좋아합니다. 군것질도 좋아해요.

맨날 살빼야지, 살빼야지 하면서도 달달한거 느끼한거 완전 좋아해서

항상 걱정하면서 잘 먹어요 ^^ㅋㅋㅋㅋ

수업 같이 들으면서 맛잇는거도 같이 사먹어요! ^^^^^^****

제소개 하겠습니다 ^^

안녕하세요. 저는 08학번 유선영입니다.

저번 학기에 물리학과로 편입을 해서 들어왔습니다.

제 성격이 내성적인 편이라 약간은 걱정은 되지만

그래도 노력해서 수업활동에 열심히 참여하겠습니다.

이번 수업을 듣게 된 계기는 평소에 나노물리에 관심이 있었고

고체 물리를 다룬다고 해서 수업을 듣게 되었습니다.

저는 역사 추리 소설 읽는거랑 공연이나 영화보는거 굉장히 좋아합니다.(그래서 돈이 많이 깨지긴하지만요ㅡㅡ;)

ㅎㅎ 말주변이 없는 편이라 음 더이상 할말이 없네요

부족하지만 이상으로 제 소개를 마치겠습니다.

한 학기동안 잘지내봐요 ^^

안녕하세요^.^

안녕하세요^.^
저는 수업에서 유일하게 다른 과 학생인
화학과 07학번 윤지선입니다
4학년 2학기 학생이구요,
대학교 생활 마지막 수업으로
화학이 아닌 다른 전공 수업을 들어보고 싶었는데
제가 관심있는 나노 쪽 수업과 연관있는 것을 보고
21세기 물리학을 신청하게 되었습니다~

앞으로 수업 잘 듣겠습니다!!
만나서 반가워요^.^

자기소개~

안녕하세요^^
05학번 전지혜 예요~
오랜기간 휴학을 했다가 이번 학기에 복학을 해서
한참 학교 생활과 수업에 적응하려고 노력중이랍니다ㅎㅎ

자기소개글이니 저에 대해 간단히 말을 하자면,
성격은... A형을 답답해 하지 않는 B형...이라고 하면 이해를 하실지 모르겠네요;;ㅋㅋㅋ
그리고 현재의 주관심사는 앞으로 무슨 일을 하며 먹고살까 진로고민과
900일된 남친님과의 애정사업이랍니다~ (아직도 굉장히 풋풋한 사랑 진행중ㅎㅎㅎ)
취미는 사라진지 오래지만, 근래에는 시간이 나면 종종 jewels 핸드폰 게임을 해요~
굉장히 단순한 비쥬얼 게임인데 원래 단순한게 중독성이 있죠. ㅎㅎ

휴학을 해서 아는 후배님들이 많이 없는데,
먼저 아는척을 해주면 너무 고마울 것 같아요ㅎㅎㅎ
이번 UBL수업을 통해서 친해질 수 있는 계기가 됐으면 좋겠네요~

요즘 태풍때문에 날씨가 오락가락 하는데 감기들 조심하자구요!ㅎㅎ
더불어 늦모기 조심.ㅋㅋ

반갑습니다!!^^*

안녕하세요.
저는 물리학과 07학번 박담비입니다.
4학년 2학기 마지막학기 재학중인데요.
대학 생활에서의 마지막 물리 수업을
선배님들과 후배님들과 함께 듣게되어 기대도 크고,
열심히 해야겠다는 생각이 마구마구 듭니다!!^^
대학 생활을 하며 처음 듣는 UBL강의이기에
더욱 즐거운 수업이 기대됩니다.
교수님, 선배님, 후배님.
한 학기동안 잘 부탁 드립니다.^^

저를..소개합니다★

안녕하세요,
저는 물리학과 08학번 이은지입니다.
음..현재 부족하지만 물리학과 부학회장을 맡고 있습니다 ^^;
그리고 아시다시피 21세기 물리학을 수강하게 되었습니다.
21세기 물리학 수업은..
훌륭한 교수님과, 훌륭한 수강생들과....훌륭한 아이팟(!)과.... 함께하게 되어
정말 기대가 큽니다 +_+ 앞으로 잘 부탁드립니다 !!
소중한 인연인 만큼... 한학기동안 다같이 열심히 달려봅시당 >_<

Future in 2050

첫 동영상