Wide gap 반도체 중 하나인 GaN 에너지갭이 실온에서 3.4eV 이고 직접천이형 에너지대 구조를 가지므로 청색 및 자외영역의 파장을 발광하는 발광다이오드와 바도체 레이저 다이오드의 제작에유용한 재료이다. GaN계 III족 질화물반도체가 다파장용 광원으로서 유망함을 보인 것은 1970년대 초방의기초적 연구이다. 이로부터 약 25년이 경고한 현재 청색발광다이오드가 실용화당계에 이르게 되었지만 아직까지 전류주입에 의한 레이저발진은 보고되고있지 않다. 이 논문에서는 ALGaN/GaN이중이종접합(DH) 구조의 광여기에 의한 유도방출과 광학적 이득을 측정하므로서 전류주입에의한 레이저발진의 가능성을 조사하였다. 유기금속기상에피텍셜(MOVPE)법으로 성장한 ALGaN/GaN DH구조의 표면에 수직으로 펄스발진 질소레이저(파장:337.1nm, 주기:10Hz, 폭: 8nsec) 빔의 공출력밀도를 변화시키어 조사하고 시료의단면 혹은 표면으로부터 방출되는 광 스펙트럼을 측정하였다. 입상광밀도가 증가함에 따라 자연방출에 의한 발광피크보다 낮은 에너지에서 발광강도가 큰 유도방출에 의한 피크가 370nm의 파장에서 현저하게 나타났으며 실온에서 유동방출에 필요한 입사공밀도의 임계치는 약 89㎾/$\textrm{cm}^2$이었다. 이는 GaN 단독층에 대한 유동방출의 임계치 700㎾/$\textrm{cm}^2$ 에 비하여 약 1/8정도 낮은 것이며, 이를 전류밀도로 환산하면 약 27㎄/$\textrm{cm}^2$ 정도로서 전류주입에 의하여서도 레이저발진을 실현할 수 있는 현실적인 값이다. 한편 광여기 방법으로 측정한 광학적 이득은 입사광의 밀도가 각각 100㎾/$\textrm{cm}^2$과 200㎾/$\textrm{cm}^2$일 때 34$cm^{-1}$ / 과 160 $cm^{-1}$ / 이었다. 이와 같은 결과는 GaN의밴드단 부근의 파장영역에서 AIGaN 흔정의 굴절율이 GaN의 굴절율보다 작으므로 DH구조의 채택의 의한 광의 몰입이 가능하여 임계치가 저하된 것으로 여겨진다. 또한 광학적 이득의 존재는 이 구조에 의한 극단파장 반도체 레이저다이오드의 실현 가능성을 나타내는 것이다.
최근 청색반도체레이저의 실현을 위하여 ZnSe가 대표하는 II-Ⅵ족 화합물반도체와 Gan가 대표하는 III족 질화물반도체분야에서 집중적인 연구가 이루어지고 있으며, 아직까지 실용화 되지 않고 있는 청색반도체레이저의 출현에 대하여 많은관심이 모아지고 있다. III족 질화물반도체는 InM(Eg:1.9eV)부터 AIN(Eg: 6.2eV)에 이르기까지 전 조성영역에서 완전한 고용체를 이루며, 실온에서 직접천이형 에너지 대구조를 가지므로 청색 혹은 자외영역에서 동작하는 발광소자를 제작하는데 있어 유망시 되고 있는 소재이다. 특히 GaN와 InN의 3원흔정인 GaInN를 활성층으로 이용하면 그 발전파장을 370nm부터 650nm까지 즉 가시 전 영역으로부터 근 자외영역을 포함할 수 있게 된다. 이 연구에서는 AIGaN/GaInN 이중이종접합(DH) 구조의 고아여기에 의한 유도방출고아의 편광 특성을 조사하였다. 유기금속기상에피텍셜(MOVPE)법으로 성장한 AIGaN/GaInN DH 구조의 표면에 수직으로 펄스 발진 질소레이저(파장: 337.1cm, 주기 10Hz, 폭: 8nsec) 빔을 조사하고 DH구조의 단면으로부터의 유도방출광을 편광기를 통과 시킨 후 스펙트럼을 측정하였다. 입사고아 밀도가 증가함에 따라 약 402nm의 파장에서 유도발출에 의한 가도가 큰 피크가 나타났고, 그 반치폭은 약 18meV이었다. 실온에서 AIGaN/GaInN DH 구조로 부터의 유도방출에 필요한 입사광밀도의 임계치는 약 130㎾/$\textrm{cm}^2$이었다. 한편 편광각이 90$^{\circ}$일때는 발광스펙트럼의 강도가 매우 낮고 단지 자연방출에 의한 스펙트럼만이 나타났다. 편광각이 0$^{\circ}$일 때 최대의 방출광 강도를 나타내었으며, 편광각이 -90$^{\circ}$로 회전함에 따라 발고아강도의 강도가 감소하였다. 이와 같은 결과는 광여기에 의하여 AIGaN/GaInN DH 로 부터의 유도방출광이 GaInN활성층의 단면에 평행한 전기장의방향으로, 즉 TE모드로 선형적으로 편광됨을 의미한다. AIGaN/GanN DH 로 부터의 유도방출이 선형적으로 TE모드로 편광되는 것은 이 구조를 이용한 청색 및 자외선 반도체 레이저다이오드의 실현에 매우 유익한 것이다.
지표하부에 이중 저류체계를 고려해주는 수정 TOPMODEL을 일반화된 지표하 투수량계수 감소함수와 연결시켰으며, 대공극으로의 수직배수 효과, 지표저류 효과, 토양층 내에서의 상대 저류 부족량에 대한 영향을 검토하기 위해 세가지 형태의 지하수 충전함수를 도입하였다. 이러한 접근은 사면 수문학에 대한 30가지 형태의 모형구조를 제공한다. 개발된 모형들은 설마천 유역의 여러 강우사상에 적용되었다. Monte-carlo 모의를 통한 수행결과는 지수함수적 투수량계수 감소형태가 설마천 유역의 물리적인 수문모의에 적절함을 제시하였고, 대공극 흐름을 표현해 주는 재충전 함수가 일반화시킨 수정 TOPMODEL의 예측적 향상에 기여하였다.
한국고유종인 왕종개의 안구를 관찰하고 망막에 존재하는 시각세포의 구조를 광학현미경과 주사전자현미경을 이용하여 조사하였다. 왕종개의 안구는 $3.53{\pm}0.2mm$의 크기였으며 두장대 안경비율은 $14.08{\pm}0.7$이였다. 시각세포의 수직단면을 확인한 결과 망막은 여러 층으로 구성되어 있었으며 전체 망막의 두께는 $216.42({\pm}13.36){\mu}m$였으며, 시각세포의 핵이 존재하는 바깥핵층의 두께는 13.42 $({\pm}2.16){\mu}m$였다. 이형 이중 원추세포 중 긴 원추세포는 $26.42{\pm}1.7{\mu}m$의 길이였으며 직경은 $5.12{\pm}0.6{\mu}m$로 확인되었다. 짧은 원추세포는 $16.82{\pm}1.1{\mu}m$의 길이였으며 직경은 긴 원추세포와 유사한 $5.10{\pm}0.31{\mu}m$로 확인되었다. 간상세포는 길이 $40.13{\pm}2.4{\mu}m$였으며 직경 $3.95{\pm}0.4{\mu}m$로 확인되었다. 시각세포의 수평단면을 확인한 결과 이형 이중 원추세포가 규칙적인 배열로 인해 열 배열(row-type)의 모자이크 패턴으로 나타났다. 긴 원추세포와 짧은 원추세포가 하나의 쌍을 이루었으며 긴 원추세포는 내절이 절단되어 eosin에 염색되었으며 짧은 원추세포는 외절이 절단되어 hematoxylin에 염색되었다. 전자현미경을 통해 미세구조를 확인한 결과 내절과 외절로 구분되고 내절은 장타원형으로 확인되었다. 외절에는 디스크구조의 판상을 확인할 수 있었으며 내절과 외절을 연결해주는 배상극 (calyceal processes)들이 가장자리에 분포하고 있었다.
한국 남동해역 내대륙붕 음향혼탁층이 잘 발달된 이토대(mudbelt) 퇴적물의 음파전달속도와 전기비저항에 대해연구하기 위하여 총 9개 정점에서 피스톤시추기를 이용하여 해저퇴적물을 채취하였다. 각 코어별 10 cm 깊이로 퇴적물의 음파전달속도, 전기비저항, 공극율 및 전밀도를 측정하였고 연엑스선 촬영을 통해 퇴적구조를 관찰하였다. 연구지역의 해저지층은 고해상도 해저지층탐사기를 이용하여 조사하였다. 고해상도 해저지층탐사결과 음향혼탁층의 분포를 알 수 있었으며,코어시료의 연엑스선분석 결과 가스에 의해 형성된 균열구조(degassying structure)를 확인할 수 있었다. 코어시료의 내부구조, 음파전달속도, 전기비저항 및 물성 값을 토대로 연구지역 퇴적물을 가스함유퇴적물(gassy sediment)과 무가스함유퇴적물(non-gassy sediment)로 구분하였다. 퇴적물의 깊이에 따른 속도, 전기비저항, 공극율 및 전밀도 차이는 퇴적물 조직과 관련된 퇴적구조에 영향을 받으며, 가스의 함유유무와 그에 수반되는 균열구조에 의해 음파전달속도와 전기비저항 값이 큰 차이를 나타냈다. 이들 자료의 수직적인 단면도와 상관관계를 통해 연구지역에서는 가스함유 유무에 따라 음파전달속도와 전기비저항 값이 크게 반응하며 이중 음파전달속도가 더 민감하게 반응하는 것으로 나타났다.
기선권현망어업의 어구 개량과 조업시스템 개선을 목적으로 자루그물을 A, B 2가지로 달리한 축소형 개량어구를 설계, 제작하여 현장조업선에 의한 해상실험을 실시하여 어구의 형상을 관찰한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 축소형 개량어구의 실제 전개율은 오비기에서 20% 정도로 가장 작았고, 뒤쪽으로 갈수로 커지며, 자루그물에서는 110% 정도로 가장 컸으며, B형이 A형에 비하여 5~10%정도 크게 나타났다. 자루그물 입구와 뒤끝의 망고 변화폭은 A형이 9.0~13.6, 9.3·10.4m이고, B형이 10.9~14.8, 5.8~8.0m로 나타나서 B형이 A형에 비하여 자루그물 입구는 1~2m 크고, 뒤끝은 2~3m 작았다. 2. 축소형 개량어구는 오비기의 수직방향 전개성능이 개선되어 수비에 이르기까지의 예망수층이 완만하게 형성되었으며, 예망수층의 변화폭이 기존어구에 비해 적게 나타났다. 나발 그물이 포켓형상을 개선시켜 그물코의 날림현상 감소와 수비에서 자루그물까지의 어구형상이 완만하게 이루어졌으며, 예망속도가 느린 경우에도 어구의 형상이 안정되었다. 3. 축소형 개량어구 B형은 자루그물의 변화폭이 적었고, 이중깔대기의 부착으로 인해 입망된 어군의 도피율이 감소하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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