• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.352.1-352.1
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• 2016

양자점은 나노미터 크기의 반도체 결정으로 밴드갭에 따라 광학적, 전기적 성질이 달라지는 독특한 성질을 가지는 형광물질으로 활발히 연구되고 있다. 중금속을 기반으로 한 양자점은 높은 발광효율과 광안전성을 가지며, 가시광선 영역에서 빛을 내는 특징을 가지고 있다. 그러나 중금속을 사용하기 때문에 독성이 있어 인체나 환경에 유해하여 응용 연구에 제한적이다. 반면에, 탄소 기반의 양자점은 중금속 기반의 양자점과 비슷한 성질을 가질 뿐만 아니라, 높은 용해도와 낮은 독성으로 인해 생체적합성이 높다는 장점이 있다. 이를 이용하여 발광다이오드(LEDs), 태양전지, 광촉매 뿐만 아니라 바이오이미징, 바이오센서 등 생물학분야에도 응용 될 수 있다. 본 연구에서는 Bottom-up 합성 방법으로 유기전구체를 이용하여 질소를 함유하고 있는 양친매성 탄소 양자점(N-GQDs)을 합성하였다. 합성에 사용한 유기전구체는 기존에 보고된 유기전구체와 다르게 반응 진행 중에도 pH 측정 결과 중성을 나타내며, 반응 온도($225^{\circ}C$)와 유사한 온도에서도 pH 값은 여전히 6.0 이상의 값을 나타냈다. 중성을 띄는 특징으로 인해 추가적인 산제거 과정이나 표면안정화 과정이 필요 없다는 장점을 가지고 있다. 합성된 N-GQDs는 높은 결정성의 원형구조를 가지며, 원자힘현미경(AFM) 분석을 통해 높이가 ~ 1.5 nm 미만으로 3층 이하의 두께로 형성되었음을 확인하였다. 또한, 적외선 분광법(FT-IR) 분석을 통해 O-H기, 방향족 고리의 C = C (또는 C = N)기 및 C-N기가 각각 ~3250, ~1670과 ~1140 cm-1에서 확인할 수 있다. 합성된 양자점을 유기태양전지의 active layer에 소량(2 wt%) 첨가하여 양자점의 광학적, 전기적 성질을 확인하였다. 비교군 유기태양전지보다 N-GQDs가 첨가된 유기태양전지의 외부양자효율(PCE)이 7.3%에서 8.4%로 약 20%가 증가하는 것을 보였다. 이는 양자점이 상대적으로 흡수가 약한 단파장 영역의 빛을 흡수하고 PL을 내어 active layer로 에너지 트랜스퍼 현상이 일어나 전자전달을 원활하게 해 주기 때문이다. 앞으로 본 연구의 가능성과 추가적인 연구를 통해 더 많은 분야에 응용되기를 기대한다.

• Journal of the Mineralogical Society of Korea
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• v.29 no.3
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• pp.89-101
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• 2016

This study investigated spectral characteristics of heavy metal contaminated soil samples in the vicinity of abandoned Boksu mine. Heavy metal concentrations including arsenic, lead, zinc, copper and cadmium were analyzed by XRF analysis. As a result, all of the soil samples excluding control sample were over-contaminated based on the counter measure standard. The XRD results revealed that quartz, kaolinite and smectite were detected for all of the soil samples and heavy metals in soil were adsorbed on clay minerals such as kaolinite and smectite. The spectral analyses confirmed that spectral reflectance of near-infrared and shorter portion of shortwave-infrared spectrum decreases as heavy metal concentration increases. Moreover, absorption depths at 2312 nm and 2380 nm, the absorption features of clay minerals, decreases with higher heavy metal concentration indicating adsorption of heavy metal ions with clay minerals. It indicates that spectral features and heavy metal contamination of soil samples have high correlations.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.279-279
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• 2021

위성영상정보는 센서의 종류, 취득, 분석, 재난과 위성영상 특성 매칭 등의 제약으로 재난 상황에서 제한적으로 사용되었다. 일반적으로 인공위성의 종류는 탑재한 센서의 정보제공 능력 범위에 따라 분류 가능하며 이에 따라 대상 범위가 결정된다. 본 연구에서는 재난의 예측, 탐지, 사후처리를 위한 위성자료의 취득과 활용을 위해 다양한 위성과 탑재된 센서의 궤도, 공간 해상도, 파장대 등의 특성에 대하여 분석하고 재난유형별로 최적 위성영상을 선정하였다. 행정안전부에서는 재난과 재해의 유형을 자연재난(10종)과 사회재난(27종)으로 분류하였다. 위성영상 활용이 가능한 재난 유형은 가시적으로 확인이 가능한 자연재난에 해당하며 그 중 태풍, 홍수, 가뭄, 산불 등 총 4종의 재난유형별로 가용한 최적의 위성영상을 분석하였다. 재난관측에 사용 가능한 대표적인 탑재체의 종류는 극궤도 지구관측 위성에서 광학과 SAR로 구분할 수 있다. 각 기본 특성에 따라 제공되는 정보의 종류가 분류되며 광학 센서는 태양복사 및 지구복사에너지 파장 영역 중 가시광선-근적외선-단파적외선-열적외선 파장대 영역의 분광 정보를 제공할 수 있는 다중 밴드들로 구성된다. 지표의 특정 대상이나 물질을 탐지하고 변화를 감지·분석하는데 유용하여 홍수, 태풍, 지진 등 자연 및 사회 재난·재해 관측에 유용하게 이용된다. SAR 센서는 장파장의 전자기파를 방출한 후 돌아오는 신호를 활용하여 대상에 대한 정보를 획득한다. 대기의 효과 및 요소를 투과하는 주파수 대역별 장파장 밴드 정보를 활용하여 고해상도의 대상 표면, 위치, 형태 등의 정보를 측량 및 관측하므로 중·광역 지역에 제약 없이 영상정보를 획득할 수 있어 산사태, 홍수, 지진, 등의 재난 모니터링에 유용하다. 이러한 다종 위성별 센서들의 특징(공간 해상도, 파장대별 밴드 특성, 관측폭, 재방문 주기 등)들을 분석하여 재난유형별로 가용한 무료/상용 지구관측위성을 분류한 결과 태풍에는 광역관측, 정지궤도 위성, 홍수에는 광학 및 SAR 고해상도 위성, 가뭄은 광역관측, 다분광 광학 위성 그리고 산불에는 정지궤도, 광학, SAR 위성이 적합함을 알 수 있다.

• Economic and Environmental Geology
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• v.49 no.5
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• pp.335-347
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• 2016

The mineralogical and geochemical characteristics of diverse carbonate rocks can be investigated by using VNIRSWIR(visible near infrared-short wavelength infrared) spectroscopic analysis as a rapid, nondestructive, and inexpensive tool. Comparing whole rock analysis to VNIR-SWIR spectroscopic analysis, the analytical method was investigated to estimate CaO contents, mud impurity, and whiteness of carbonate rocks involved in high-grade limestones in the field. We classify typical carbonate rocks in the upper Pungchon Formation in high-grade limestone mine area such as the Gangweon, Chungmu and Baegun mine in the Jeongseon area. The results show that powdered specimen has much higher reflectance than cutted specimen between the same sample. Whiteness is highly correlated with reflectance(0.99) for powdered specimen. The absorption of mineral mixtures shifts in position as a result of the mass ratio of calcite and dolomite in the Chungmu mine by changing to 75:25, 50:50, and 25:75. The absorption peak position in carbonate mixtures is highly correlated with CaO contents(0.98~0.99). Based on color system, the carbonate rocks are grouped into (milky) white, light grey, light brown, grey, and dark grey. The absorption peak position shifts from 2340 nm to 2320 nm as CaO contents decrease from 55.86 wt.% to 29.71 wt.%. We confirmed that absorption peak position shifts depending on the amount of Ca, which is bonded to $CO{_3}^{-2}$, Mg, and Fe contents replacing Ca. This result suggests that CaO contents in carbonate rocks can be considered to quantitative analysis in the field by spectroscopic analysis.

• Korean Journal of Remote Sensing
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• v.38 no.5_2
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• pp.695-706
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• 2022

Medium and high-resolution optical satellites have proven their effectiveness in detecting wildfire areas. However, smoke plumes generated by wildfire scatter visible light incidents on the surface, thereby interrupting accurate monitoring of the area where wildfire occurs. Therefore, a technology to extract smoke in advance is required. Deep learning technology is expected to improve the accuracy of smoke extraction, but the lack of training datasets limits the application. However, for clouds, which have a similar property of scattering visible light, a large amount of training datasets has been accumulated. The purpose of this study is to develop a smoke extraction technique using deep learning, and the limits due to the lack of datasets were overcome by using a cloud dataset on transfer learning. To check the effectiveness of transfer learning, a small-scale smoke extraction training set was made, and the smoke extraction performance was compared before and after applying transfer learning using a public cloud dataset. As a result, not only the performance in the visible light wavelength band was enhanced but also in the near infrared (NIR) and short-wave infrared (SWIR). Through the results of this study, it is expected that the lack of datasets, which is a critical limit for using deep learning on smoke extraction, can be solved, and therefore, through the advancement of smoke extraction technology, it will be possible to present an advantage in monitoring wildfires.

• Economic and Environmental Geology
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• v.51 no.4
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• pp.345-358
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• 2018

In this study, we have performed electron probe micro analyzer (EPMA), X-ray differaction (XRD), inductively coupled plasma spectroscopy (ICP), Fourier transform Raman spectroscopy (FT-Raman), far-infrared (FIR), nuclear magnetic resonance (NMR), and pH-DO Analyses for characterizing medicinal mineralogy aspect of the black tourmaline (Shantung, china), black and pink tourmaline (Minas Geraris, Brazil), black touemaline (Daeyu mine, Korea). In addition, heating effects of the tourmaline sauna as well as the effects of tourmaline powder-added soap on skin troubles have been investigated. It has been revealed that chemical composition of the tourmaline is either high in Fe-, Al-, B-rich types. Ratio of the K-Ca, Na-K, and Fe-B reflects the component change property of solid solution. $CaO/CaO+Na_2O$ and MgO/FeO+MgO ratio show high positive correlation. When tourmaline reacts with distilled water, extended reaction time DO values approximately decrease and it stabilizes at DO = 10. Otherwise, pH values increase until 6 hours and it stabilizes at pH = 8 after 24 hours. Distilled water changes to alkaline when it reacts with tourmaline powder and particles. Tourmaline showed lower absorption spectrum strength and transmittance at short wave, where absorption spectrum wavelength and strength were determined by the content of the composition elements and characteristics of crystallography. Increase of the Fe content has been confirmed to be the cause for the reduction of irradiation. For the chemical composition and spectral property of the tourmaline particle samples, it has been found that Si and Fe contents show positive correlation with Far-Infrared irradiation, while Al and Mg contents show negative correlation. For tourmaline powder, it has been confirmed that $^{17}O-NMR$ FWHM (full width at half maximum) decreases when reacts with distilled water. Tourmaline sauna (approximately $100^{\circ}C$) was found to increase $0.5-1.5^{\circ}C$ of body temperature, average of 12 heartbeat, and 10mg Hg of blood pressure. Tourmaline soap had very good aesthetic effect to skin and was confirmed to have above the average improvements to skin troubles (e.g., allergy or atopy).

• Economic and Environmental Geology
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• v.44 no.6
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• pp.463-474
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• 2011

The Haenam epithermal mineralized zone is located in the southwestern part of South Korea, and hosts low sulfidation epithermal Au-Ag deposit (Eunsan-Moisan) and clay quarries (Okmaesan, Seongsan, and Chunsan). Epithermal deposits and accompanying hydrothermal alteration related to Cretaceous volcanism caused large zoned assemblages of hydrothermal alteration minerals. Advanced argillic-altered rocks with mineral assemblages of alunite-quartz, alunite-dickite-quartz, and dickite-kaolinite-quartz exposed on the Okmaesan, Seongsan, and Chunsan area. Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer (ASTER), with three visible and near infrared bands, six shortwave infrared bands, and five thermal infrared bands, was used to identify advanced argillic-altered rocks within the Haenam epithermal mineralized zone. The distinct spectral features of hydrothermal minerals allow discrimination of advanced argillic-altered rocks from non-altered rocks within the study area. Because alunite, dickite, and kaolinite, consisting of advanced argillic-altered rocks within the study area are characterized by Al-O-H-bearing minerals, these acid hydrothermal minerals have a strong absorption feature at $2.20{\mu}m$. The band combination and band ratio transformation cause increasing differences of DN values between advanced argillic-altered rock and non-altered rock. The alunite and dickite-kaolinite of advanced argillic-altered rocks from the Okmaesan, Seongsan, and Chunsan have average DN values of 1.523 and 1.737, respectively. These values are much higher than those (1.211 and 1.308, respectively) of non-altered area. ASTER images can remotely provide the distribution of hydrothermal minerals on the surface. In this way good relation between ASTER spectra analysis and field data suggests that ASTER spectral analysis can be useful tool in the initial steps of mineral exploration.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.425-426
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• 2013

IIIN계 물질 기반의 광 반도체는 직접 천이형 넓은 밴드갭 구조를 갖고 있기 때문에 적외선부터 가시광선 및 자외선까지를 포함한 폭 넓은 발광파장 조절이 가능하여 조명 및 디스플레이 관련 차세대 광원으로 많은 관심을 받고 있다. 일반적인 청색 및 녹색 발광영역의 활성층으로는 InGaN/GaN 다중양자우물구조를 사용하고 있으나, 장파장의 녹색 발광을 얻기 위해서는 인듐의 함유량이 증가하여야 한다. 하지만, 인듐의 함유량이 증가함에 따라서 InGaN/GaN 다중양자우물 구조내에서 인듐의 편석현상의 발생이 용이하게 되어 계면 특성을 저하할 뿐 아니라, 비발광 센터를 증가하여 발광 효율을 급격히 감소시키는 원인이 되고 있다. 또한, InGaN과 GaN의 큰 성장온도의 차이에 따라 800도 부근의 저온 영역에서 성장된 InGaN층이 1,000도 이상의 고온 영역에서 GaN층이 성장시 InGaN층의 열화 현상이 급격히 발생되고 있다. 이를 억제하기 위해서 금속유기화학증착법의 성장 변수 최적화, 응력제어, 도핑 등의 편석 억제기술 및 보호층이 사용되고 있다. 본 연구에서는 인듐함유량이 증가된 녹색 InGaN/GaN 다중양자우물구조에서 InGaN 우물층 상하부에 도입된 GaN 보호층에 따라 발생되는 양자우물구조의 광학 및 결정학적 특성 분석을 통해 GaN 보호층의 역할을 분석하고자 한다. 본 연구에서는 금속유기화학증착장치를 이용하여 사파이어 기판위에 GaN 템플릿을 성장하고, n-형 GaN, InGaN/GaN 다중양자우물구조 및 p-형 층을 성장하였다. 앞선 언급하였듯이, InGaN/GaN 다중양자우물구조내에 GaN 보호층의 역할을 규명하기 위하여 샘플 A의 경우는 보호층이 전혀 없는 구조이고, 샘플 B의 경우는 InGaN 우물층의 상단부에만, 샘플 C의 경우에는 우물층 상부 및 하단부 모두에 약 2.0 nm 두께의 GaN 보호층을 형성하였다. 이 보호층의 유무에 따른 다중양자우물구조의 계면 특성을 확인하기 위한 X-선 회절을 이용하였고, 광학적 특성을 확인하고 상온 포토루미네선스법을 이용하여 녹색 발광 파장의 변화 및 발광세기를 관찰하였다. 우선적으로, 상온 포토루미네선스법을 이용하여 각 샘플의 발광특성을 확인한 바 상하부 모두에 GaN 보호층이 존재하는 샘플 C의 경우 약 510 nm 부근에서 발광이 관찰되었지만, 상단부에 GaN 보호층이 존재하는 샘플 B는 약 495 nm영역에 발광이 확인되었다. 특히, 전혀 보호층이 존재하지 않는 샘플 A의 경우 약 440 nm에서 발광하는 현상을 관찰하였다. 이는 우물층 상단부 및 하단부에 존재하는 GaN 보호층이 In의 확산을 억제하는 것으로 판단된다. 또한, 발광파장 및 세기를 확인한 바, 보호층의 존재하지 않을수록 단파장화가 발생함에도 불구하고 발광세기는 급격히 약해지는 것으로 보아 계면특성이 저하되어 비발광센터가 증가되는 것으로 판단된다. 이를 구조적으로 확인하기 위하여 X-선 회절법을 통한 ${\omega}$/$2{\Theta}$ 스캔의 결과는 In의 0차 피크가 GaN 보호층이 없을 경우 GaN의 피크 방향으로 이동하는 것으로 보아 GaN 보호층은 우물층 성장 후 GaN 장벽층을 성장하기 위해 온도를 증가시키는 과정에서 In의 확산되는 것으로 판단된다. 또한, 하부 GaN 보호층의 경우 GaN 장벽층 성장 후 온도를 감소시키는 과정에서 성장되므로, 우물층으로부터 In의 탈착현상이 아닌 장벽층과의 상호 확산으로 판단된다. 또한, 계면특성을 확인하기 위해 InGaN의 X-선 위성 피크를 확인한 바 샘플 A의 경우 매우 넓고 약한 피크가 관찰된 반면, 보호층이 존재하는 샘플 B와 C의 경우 강하고 얇은 피크가 확인되었다. 이는 GaN 보호층의 도입으로 인해 계면특성이 향상되는 것으로 판단된다. 따라서, 우리는 InGaN/GaN 다중양자우물구조에서 GaN 보호층은 상부의 열화 억제 뿐아니라, 하부의 장벽층 및 우물층 사이의 상호확산을 억제하는 GaN 보호층의 도입을 통하여 우수한 계면 특성 및 비발광센터의 억제를 얻을 수 있을 것으로 생각되며, 이는 향후 GaN계 발광다이오드의 전계 발광특성을 증가하여 우수한 발광소자를 개발할 수 있을 것으로 기대된다.