지난 수년간 태양전지의 광전변환 효율을 높이기 위해 자가 조립된 InAs 또는 GaSb 와 같은 양자점을 GaAs 단일 p-n 접합에 적용하는 연구를 개발해 왔다. 그러나 양자점의 흡수 단면적에 의한 광흡수도는 양자점층을 수십 층을 쌓으면 증가하지만 활성층에 결함을 생성시킨다. 생성된 결함은 운반자 트랩으로 작용하여 태양전지의 광전변환 효율을 감소시킨다. 본 실험에서는 양자점이 적용된 태양전지와 적용되지 않은 태양전지의 광전변환 효율을 비교하고, 깊은준위 과도용량 분광법을 이용하여 결함상태를 측정하고 및 비교함으로써, 활성층 내부에 생성된 결함이 광전변환 효율에 미치는 영향을 분석하였다. 소자구조는 분자선 증착 방법을 이용하여, 먼저 n-형 GaAs 기판위에 n-형 GaAs를 300 nm 증착한 후, 도핑이 되지 않은 GaAs 활성층을 3.5 ${\mu}m$ 두께로 증착하였다. 마지막으로 p-형 GaAs를 830 nm 증착함으로써 p-i-n구조를 형성하였다. 여기서, n-형 GaAs 과 p-형 GaAs의 도핑농도는 동일하게 $5{\times}1018\;cm^{-3}$ 로 하였다. 또한 양자점 및 델타도핑 층을 각각 태양전지에 적용하기 위해 활성층내에 양자점 20층 및 델타도핑 20층을 각각 형성하였다. 이때, 양자점 태양전지, 델타도핑 태양전지와 양자점이 없는 태양전지의 광전변환 효율은 각각 4.24, 4.97, 3.52%로 나타났다. 태양전지의 전기적 특성을 측정하기 위해 소자구조 위에 Au(300nm)/Pt(30nm)/Ti(30nm)의 전극을 전자빔 증착장치로 증착하였으며, 메사에칭으로 직경 300 ${\mu}m$의 p-i-n 접합 다이오드 구조를 제작하였다. 정전용량-전압 특성 및 깊은준위 과도용량 분광법을 이용하여 태양전지의 결함분석 및 이에 따른 광전변환 효율의 상관관계를 논의할 것이다.
중유 화력발전소에서 발생되는 중유회를 처리한 용출액(Fly Ash Leach Liquor; FALL)으로부터 V을 선택적으로 회수하기 위한 기초 연구를 UV 분광법을 이용해 수행하였다. Ni, Fe등이 포함된 시료를 분광법으로 V을 정량할 때, Ni, Fe등의 금속이 V 정량에 미치는 범위를 조사하였고 FALL 시료에 5.0M $NH_3$ 사용량과 pH 변화에 따른 금속의 침전율과 교반시간에 따른 금속 침전율의 최적 조건을 조사하였다. $25^{\circ}C$, pH 7.0 (5.0M $NH_3$)에서 선택적인 V의 회수 시점은 교반 시간이 1분 이내일 때로 91.5%의 회수율을 보였다.
선형혼합분광분석(LSU, Linear Spectral Unmixing) 모델은 위성 영상의 한 화소 값이 공간 내에 포함된 다양한 지표 대상물의 반사에너지가 혼합된 결과로 나타난다는 가정을 통해 화소이하(Sub-Pixel) 단위의 영상 분석을 수행하는 알고리즘의 한 형태이다. 분석의 결과는 한 화소에 존재하는 순수 대상물(Endmember)의 비율로 나타나며, 최소제곱법을 이용하여 결과를 도출하는 것이 일반적인 방법으로 알려져 있다. 하지만, 최소제곱법을 이용한 선형혼합분광분석모델은 기본적인 가정을 만족시키지 못하며, Endmember를 사용자가 임의로 지정해야 하기 때문에 영상 분석에 많은 어려움이 있다. 이런 단점을 극복하기 위해 무감독으로 추출된 Endmember를 이용한 제약선형분광혼합분석(Constrained Linear Spectral Unmixing) 모델을 본 연구를 통해 제안하고자 한다. 결과를 통해, 무감독 제약선형분광혼합분석 모델은 선형분광혼합분석 모델에 비해 각각의 Endmember에 대하여 제약조건을 만족하는 점유비율(Abundance) 정보를 제공하였으나, 비슷한 Endmember를 중복 추출할 수 있는 가능성도 지니고 있음을 확인할 수 있었다.
인류의 생산 및 생활 활동에 의해 환경에 미치는 영향은 광범위하고 복잡하다. 따라서 그 실태를 규명하여 그 기구를 해석하기 위해서는 자연과학 전반에 걸친 전문분야의 연구성과를 종합적으로 해석하지 않으면 안된다. 그러나 무엇보다도 그 기초적인 자료를 제공할 수 있는 것은 분석기술이므로, 환경오염의 실태를 알려면 분석기술의 도움없이는 어렵다. 지금까지 환경오염성분의 정량법은 화학분석법으로부터 각종 분광법을 사용한 자동측정법까지 여러 방법이 이용되고 있다. 본 연구에서는 대기오염성분에 대하여 종전의 분석법보다 한층 신속 간편하고 실용화할 수 있는 새로운 분석법을 개발하였다. 여기서는 지면관계로 그 중 몇 가지를 간략하게 그 개요를 소개한다.
토양 입경분석 중 점토함량 분석과정은 특히 시간과 공간을 많이 필요로 한다. 본 연구는 분광광도계(spectrophotometer)를 이용하여 점토함량을 측정하는 방법을 개발하고자 수행되었다. 분광광도계를 이용한 점토함량 분석방법은 다음의 4단계를 통해 개발되었다. 첫째, 분광광도계로 점토 분석이 가능한 최적파장을 선택하기 위해 표준 점토 시료(kaolinite, vermiculite, illite, montmorillonite)를 이용하여 점토종류에 따른 파장별 흡광도를 측정하였으며, 최적 파장으로 500 nm를 선정하였다. 둘째, 분광광도계를 이용한 재현성이 높은 분석 방법은 250 ml 삼각 플라스크에 풍건 토양과 분산액을 넣고 12시간 진탕(130 rpm)하여 토양시료를 분산시킨 후 용기를 30초간 상하로 흔들어 미리 설치한 cell에 4 ml를 피펫으로 취하여 즉시 흡광도를 측정하는 것으로 조사되었다. 셋째, 점토함량 정량 분석을 위해 검정선(calibration curve)을 작성하였다. 넷째, 분광광도법(spectrophotometry)으로 분석된 동일 시료의 점토함량을 표준 방법으로 알려진 피펫법(pipet method)으로 분석한 후 회귀분석을 실시하여 분광광도법으로 측정한 점토함량을 피펫법으로 분석한 결과로 환산하는 환산식을 유도하였다. 분광광도법으로 측정한 점토함량은 토양시료내에 포함된 유기물 함량과도 상관관계가 조사되어 피펫법으로 측정한 점토함량과 분광광도법으로 측정한 점토함량, 유기물 함량간의 다중 회귀분석을 실시하였다. 그 결과 회귀방정식은 $y\;=\;38.03x_1-0.17x_2-1.17$(y = 피펫법으로 측정한 점토함량(%); $x_1$ = 분광광도법으로 측정한 점토함량(%); $x_2$ = 유기물 함량($g{\cdot}kg^{-1})$)이었으며, 상관계수는 $0.984^{**}$로 두 방법사이에 높은 상관관계가 있는 것으로 조사되었다. 여기서 유도된 회귀방정식을 프로그램화하여 컴퓨터나 분석기기에 입력시 시간과 공간을 절약하고 신속하고 정확하게 점토함량을 분석할 수 있을 것으로 판단된다.
초음파를 이용한 응축 반응을 이용하여 다양한 치환기가 붙은 4-methoxy-1-naphthyl ketone화합물들을 90% 이상의 높은 수율로 합성하였으며, 생성된 화합물물들을 미세 분석법, IR, 1H, 13C NMR 분석법 등을 이용하여 확인하였다. IR 스펙트럼에서 s-cis와 s-trans C=O stretching 모드를 확인하였으며, NMR 데이터로부터 에틸렌의 탄소와 수소에 대한 chemical shift를 확인하였다. 이러한 분광데이터를 이용하여 여러 분자들에 대한 Hammet 치환기 상수 값 들을 얻을 수 있었으며, 이들로부터 가용매 분해반응에 미치는 치환기 효과를 해석할 수 있었다.
양전자 소멸 분광법으로 시료에서 원자 크기 정도 결함의 특성을 조사하였다. 양전자와 전자의 쌍소멸에서 발생하는 511 KeV 감마선 스펙트럼의 수리적 해석 방법인 S-변수를 사용하여, 결함의 정도를 측정하였다. 임상에서 X-선 증감지로 0, 2, 4, 6년 동안 사용한 시료를 실험하였다. 각 시료들에서 측정된 S-변수는 0.4932부터 0.4956 정도의 변화를 보였다. 이에 상응하는 실험 방법으로 같은 시료에 X-선의 에너지와 조사시간 즉 6 MV 및 15 MV의 X-선을 사용하여 3, 6, 9, 그리고 12 Gy의 조사량을 변화시키면서 결함의 정도를 측정 비교하였다.
M형 Ba-ferrite 결정에서 5가지 자리에 위치한 Fe 이온의 열 진동에 관하여 M$\ddot{o}$ssbauer 분광법과 Raman 분석으로 연구하였다. 결정의 c-축 방향을 기준으로 감마선을 여러 방향으로 조사하여 각 방향에 대한 열진동의 형태를 측정 분석하였다. 특히 2b 자리에서 c-축 방향의 진동은 다른 방향 보다 매우 활발하여 M$\ddot{o}$ssbauer 공명 흡수에 큰 변화를 일으키고 있으며 Raman 측정에서도 2b 자리의 진동이 매우 크게 나타나는 특이한 성질을 나타내고 있다.
최근 신경과학 분야에서 대뇌피질 영역 간 연관성 분석은 신경학적 질병 (자폐증, 간질, 정신 분열증)의 분석 및 진단에 적용되고 있다. 기존 대뇌피질 영역 간 연관성 분석은 뇌전도 (EEG), 기능적 자기공명영상 (fMRI), 뇌자도 (MEG)등이 이용되었지만, 뇌전도의 낮은 공간분해능, 기능적 자기공명영상의 낮은 시분해능 등은 영역 간 연관성 분석에 단점으로 작용되고 있다. 반면, 근적외선 분광법(NIRS)은 대뇌피질에서의 혈류변화(oxy-, deoxy-hemoglobin)를 비침습적이며 빠른 시분해능으로 측정할 수 있는 방법으로 최근 신경과학 분야에 응용되고 있다 [1-2]. 본 논문에서는 근적외선 분광법을 이용한 대뇌피질영역 간 연관성 분석의 효용성을 입증하기 위해, 쥐의 수염자극 시 대응되는 지역 (일차-, 이차 체감각피질, 일차 운동피질 영역)에서의 혈류변화 신호의 영역 간 연관성 분석을 하였다. 본 연구결과에 의하면 수염자극 시 일차-, 이차 체감각피질 영역에서의 방향성은 확인할 수 없었고, 일차-, 이차 체감각피질 영역에서 일차 운동피질영역으로의 방향성은 확인할 수 있었다. 본 결과는 기존 수염자극 시 활성화되는 전기신호의 패턴과 일치하며, 향후 신경과학적 질병의 분석 및 진단에 근적외선을 이용한 대뇌피질 영역 간 연관성 분석이 유용할 수 있음을 보여준다.
A fast response analyzer for measuring carbon dioxide concentration has been developed for transient characteristic and researches tested on internal combustion engine. The analyzer uses the well known NDIR(Non-Dispersive Infrared) method with miniaturized detection system, giving a time constant of approximately 30 microsecond, and sampling module consists of capillary tube. Since the transit time and the time constant of the sampling system depend on the sampling conditions, it is necessary to investigate the characteristics of sampling system before applied to exhaust gas measurement in engine. A unique method was designed to study the influence of the diameter of transfer sample line and operating conditions of the FRNDIR on transit time and time constant. A database of transit time and time constant was built up for different measured and simulated pressure conditions. The database can be used for correcting eventual $CO_2$ concentration measurement.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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