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설계 및 엔지니어링분야의 품질경영시스템 심사결과에 대한 유형분석 (A cluster analysis of the audit result on quality management system in architectural design and engineering firms)

  • 배대권;김수유;김재준
    • 한국건설관리학회논문집
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    • 제6권2호
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    • pp.120-128
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    • 2005
  • 설계 및 엔지니어링 용역사업 분야에 도입되어 운영되고 있는 품질경영시스템은 설계 및 엔지니어링 용역사업의 국제화와 선진화된 조직경영활동의 실현을 통한 해당분야 사업활동의 역량을 강화하기 위함이다. 그러나 기업 경영자들의 품질경영시스템에 대한 올바른 이해와 인식의 부족으로 품질경영체제의 안정적인 운영과 정착에 많은 문제점이 발생되고 있다. 따라서 본 연구에서는 이러한 설계 및 엔지니어링용역사업 분야의 품질경영체제의 도입과 운영과정에서 지적되고 있는 부적합의 유형을 분석하였다. 특히 1997년부터 2003년 말까지 연속하여 인증기관에 의해 심사가 이루어진 설계 및 엔지니어링용역 사업 분야의 15개의 각 개별 기업에서 발행된 총 646건의 지적보고서를 대상으로 부적합의 유형을 조사한 결과, 품질경영 시스템 규격모델의 요건상 제품실현부문 중 $\ulcorner$설계 및 개발$\lrcorner$부문과 $\ulcorner$생산 및 서비스제공$\lrcorner$부문, 그리고 품질경영시스템부문 중 $\ulcorner$일반요구사항$\lrcorner$부문 등 세 분야에서 가장 많은 지적사항이 발생되었다. 그 다음으로는 측정, 분석 및 개선관리부문 중 $\ulcorner$모니터 콩 및 측정$\lrcorner$부문과 제품실현부문 중 $\ulcorner$구매관리$\lrcorner$부문의 순으로 나타났다. 이와 같은 현상은 설계 및 엔지니어링용역 업무가 품질경영시스템 규격모델에 해당되는 요건상의 주요 활동이 되는 업무의 특성에 기인하며, $\ulcorner$일반요구사항$\lrcorner$$\ulcorner$모니터 링 및 측정$\lrcorner$부문의 지적사항도 중요한 경영관리요소가 되므로, 품질경영체제의 정착과 활성화를 위해서는 설계 및 엔지니어링 용역분야의 주요업무활동 중 이 러한 지적사항에 대하여 보다 세부적 인 업무프로세스의 제문제점들이 개선되어야 한다.

벼 재배 Lysimeter 환경에서 제초제 $^{14}C$-molinate의 분포 및 이동성 평가 (Distribution and Mobility of Herbicide $^{14}C$-Molinate in a Rice-Paddy-Soil Lysimeter)

  • 박병준;김찬섭;박경훈;박현주;임건재;최주현;심재한;류갑희
    • 농약과학회지
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    • 제10권3호
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    • pp.172-182
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    • 2006
  • 벼 재배환경 중 lysimeter를 이용하여 $^{14}C$-molinate를 처리한 후 20주 동안 조사한 결과 총 용탈수량은 lysimeter 토양의 2.31 pore volume인 217,465 mL 이었으며, 용탈된 방사능은 1년차 실험에서 1.05%, 2년차 실험에서는 0.34% 수준이었다. 지표면에서 방출된 $CO_2$ 양은 1년차 실험이 6.47%, 연속 실험한 2년차 실험이 0.03%로 약 500배 가량 감소되어 검출되었다. 토심별 방사는 분포는 1년차 실험의 경우 토심 $0{\sim}10cm$는 18.0%, $10{\sim}20$ cm은 4.3%로 분포되어 토심 20 cm 이내에 90% 이상이 분포하고 있었으며, 토양에 총처리 방사능의 24.8%가 잔류되었다. 또한 2년차 실험에서는 토심 $0{\sim}10$ cm는 13.3%, $10{\sim}20$ cm는 1.1%로 분포되었고, 처리 방사능의 18.0%가 토양에 잔류되었다. 수확 후 벼로 흡수 이행된 $^{14}C$-molinate의 방사능은 처리방사능의 11.46%이었으며, 그 분포는 볏짚 11.11%, 현미 0.24%, 왕겨 0.08%, 그리고 이삭이 0.03%로 주로 볏짚에 분포되어 광합성이 활발하게 일어나는 잎과 줄기에 축적이 많은 것으로 나타났다. 벼 수확 후 lysimeter의 표지물질의 종합적인 분포비는 최초 처리한 방사능의 25.24%는 토양에, 11.64%는 벼에 분포하였으며, 1.05%는 용탈수로 용탈되었고, 0.02%는 휘산성 유기화합물로 전환되었으며, 6.47%는 $^{14}CO_2$로 무기화되어 총회수율은 44.42%이었다. 처리 방사능의 55.58%는 소실되었는데 이는 주로 물중에서의 휘산과 수도체로 흡수 이행되어 휘산되었다.

Ziegler-Natta와 메탈로센 촉매로 합성된 폴리올레핀 2원 블렌드의 상 형태학 (Morphological Properties of Binary Blends of Polyolefins Synthesized by Metallocene and Ziegler-Natta Catalysts)

  • 곽한진;김학림;최순자
    • 공업화학
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    • 제10권6호
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    • pp.944-948
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    • 1999
  • 메탈로센 촉매로 만든 폴리에틸렌(MCPE)과 Ziegler-Natta 촉매로 만들어진 4가지의 폴리올레핀으로 구성된 2원 블렌드의 상 형태학을 통하여 미세 분자 구조의 변화가 이들 블렌드의 상 형태학과 계면 거동에 미치는 영향을 연구하였다; 연구한 네 쌍의 블렌드는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)-MCPE, 폴리프로필렌(PP)-MCPE, poly(propylene-co-ethylene) (CoPP)-MCPE, poly(propylene-co-ethylene-co-1-buthylene) (TerPP)-MCPE이며 모두 상 분리된 시스템이다. HDPE-MCPE는 HDPE 성분이 증가할수록 HDPE 결정이 MCPE 연속상에서 고르게 성장하는 동질상(homogeneous phase)을 나타내는 반면에, 나머지 세 쌍의 블렌드는 복잡한 이종의 상(heterogeneous phase) 형태학을 보였다. PP-MCPE는 PP와 MCPE의 상과 계면이 완전히 분리된 상 형태학을 보였고, MCPE가 50% 함유된 조성에서 상전이가 일어났다. CoPP-MCPE와 TerPP-MCPE는 이들 코폴리머에 함유한 에틸렌기로 인해 두 계면 사이의 혼화성이 증가하는 현상을 보였으며 MCPE가 40%인 블렌드에서 상전이가 일어났다. 특히 TerPP-MCPE 블렌드는 TerPP의 코폴리머가 MCPE와 같은 화학구조를 보이는 1-부텐과 에틸렌기를 가지고 있어 다른 두 블렌드인 PP-MCPE, CoPP-MCPE 보다 두 상간의 계면이 서로 부분적으로 섞이는 양상을 보였다. 상 형태학에서 본 미세 분자구조에 의한 부분적 상용성은 기계적 특성이나 유변학적 성질과도 밀접한 관계를 나타냈다. 그러므로 본 연구에 사용한 네 가지 블렌드는 두 상이 완전히 분리되어 열역학적으로 비 혼화성을 나타내지만 다음과 같은 특성을 제시할 수 있다. 즉 계면의 세기는 HDPE-MCPE>TerPP-MCPE>CoPP-MCPE>PP-MCPE 순이며, 이는 미세 분자 구조측면에서 공통의 화학 구성물이 계면 접착력(interfacial adhesion)의 증가를 가져오는 중요한 요인으로 작용하기 때문으로 여겨진다.

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생고(生藁) 및 삼요소(三要素)의 연속시용(連續施用)이 수도(水稻)의 생육(生育) 및 수량(收量)에 미치는 영향(影響) (Effect of Yearly Application of Straw and Nitrogen, Phosphate and Potassium Fertilizer on the Growth and Yield in Rice)

  • 이은웅;권용웅
    • Applied Biological Chemistry
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    • 제8권
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    • pp.51-59
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    • 1967
  • 1965년(年) 생고(生藁)를 10 a 당(當) 500 kg 시용(施用)하는 것과 시용(施用)하지 않는 것을 주구(主區)로 하고, 그의 세구(細區)로서 금비(金肥)를 시용(施用)하지 않는 (1) 무비구(無肥區), (2) 무질소구(無窒素區), (3) 무인산구(無燐酸區), (4) 무가리구(無加里區), (5) 3 요소(要素) 병용구(倂用區)로 한 영년(永年) 시험포(試驗圃)를 설정(設定)하여 수도(水稻)의 생육(生育), 수량(收量) 및 수량구성요소(收量構成要素)의 귀추(歸趨)를 살펴 보기로 하였는데, 제(第)1년차(年次) 및 제(第)2년차(年次)의 시험결과(試驗結果)를 살표 보면 다음고 같다. 1. 모든 처리(處理)에 있어서 생육(生育), 수량(收量) 및 수량구성요소(收量構成要素)의 귀추(歸趨)는 제(第)1년차(年次)와 제(第)2년차(年次) 간(間)에 거의 차(差)가 인정(認定)되지 않았다. 2. 생고(生藁)의 시용(施用)은 무비구(無肥區) 및 무질소구(無窒素區)에서는 초기생육(初期生育)을 다소(多少) 억제(抑制)하는 경향(傾向)이 있었으나 생고(生藁)의 처리(處理)가 유효경비율(有?莖比率)을 높이고 그밖에 수량구성요소(收量構成要素)의 각(各) 형질(形質)을 다소(多少) 수치적(數値的)으로 향상(向上)시켜 최종(最終)의 수량(收量)을 높여 무처리구(無處理區)에 비(比)하여 통계적(統計的) 유의차(有意差)를 제(第)2년차(年次)에서 인정(認定)하게 되었다. 3. 인산(燐酸)과 가리(加里), 특(特)히 인산(燐酸)은 초장(草長)의 신장(伸長) 및 분얼(分蘖)의 증대(增大)에 큰 효과(?果)를 보이지 않았다. 4. 수량구성요소(收量構成要素)에 대(對)한 3요소(要素)의 영향(影響)은 일반론(一般論)에서 보는 바와 같은 경향(傾向)을 보였거니와 무인산구(無燐酸區)에서 결실율(結實率)이 현저(顯著)히 낮았다. 5. 생고(生藁) 무처리(無處理) 3 요소병요구(要素倂用區)의 제(第)1차년(次年) 및 제(第)2차년(次年) 수량(收量)을 각각(各各) 100 으로하여 각(各) 세구(細區)의 수량(收量)을 수치적(數値的)으로 비교(比較)하여 보면(괄호(括弧) 내(內)는 제(第)1차년(次年) 지수(指數)), 생고무처리구(生藁無處理區)는 무비구(無肥區) 80.2(80.9), 무질소구(無窒素區) 83.6(89.4), 무인산구(無燐酸區) 89.4(93.1), 무가리구(無加里區) 93.5(102.4)이며, 생고처리(生藁處理)의 무비구(無肥區) 84.0(86.6), 무질소구(無窒素區) 82.6(93.9), 무인산구(無燐酸區) 91.7(96.3), 무가리구(無加里區) 103.2(102.0), 그리고 3요소병용구(要素倂用區) 98.7(109.8)이었다.

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직접 검출형 평판 검출기 적용을 위한 변환층 설계 및 제작 (The Design and Fabrication of Conversion Layer for Application of Direct-Detection Type Flat Panel Detector)

  • 노시철;강상식;정봉재;최일홍;조창훈;허예지;윤주선;박지군
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제6권1호
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    • pp.73-77
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    • 2012
  • 최근 디지털 방사선 영상획득을 위한 평판형 X선 검출기에 이용되는 광도전체(a-Se, $HgI_2$, PbO, CdTe, $PbI_2$ 등)에 대한 관심이 증대되고 있다. 본 연구에서는 입자침전법 적용이 가능한 광도전 물질을 이용하여 X선 영상 검출기 적용을 위한 필름층을 제작하여 평가하였다. 먼저, X선 영상에서 일반적으로 사용되는 에너지대역인 70 kVp 의 연속 X선에 대한 필름 두께별 양자효율을 몬테카를로 시뮬레이션을 통해 조사하였다. 평가결과, 현재 상용화된 500 ${\mu}m$ 두께의 a-Se 필름에 대한 양자효율인 64 %와 유사한 $HgI_2$의 필름의 두께는 180 ${\mu}m$ 정도였으며, 240 ${\mu}m$ 두께에서 74 %의 높은 양자효율을 보였다. 입자침전법을 이용하여 제작된 239 ${\mu}m$ 필름에 대한 전기적 측정결과, 10 $pA/mm^2$ 이하의 매우 낮은 암전류를 보였으며, X선 민감도는 1 $V/{\mu}m$의 인가전압에서 19.8 mC/mR-sec의 높은 감도를 보였다. 영상의 대조도에 영향을 미치는 신호 대 잡음비 평가결과 0.8 $V/{\mu}m$의 낮은 동작전압에서 3,125의 높은 값을 보였으며, 전기장의 세기가 높아질수록 암전류의 급격한 증가에 의해 SNR 값이 지수적으로 감소하였다. 이러한 결과는 종래의 a-Se을 이용하는 평판형 검출기를 입자 침전법으로 제작 가능한 필름으로 대체하여 저가형 고성능 영상검출기 개발이 가능할 것으로 기대된다.

한우의 도체중, 배장근단면적 및 근내지방도의 유전모수 추정방법 (Methods for Genetic Parameter Estimations of Carcass Weight, Longissimus Muscle Area and Marbling Score in Korean Cattle)

  • 이득환
    • Journal of Animal Science and Technology
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    • 제46권4호
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    • pp.509-516
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    • 2004
  • 한우 종모우 선발을 위한 유전능력 평가에서 고려되는 형질들 중 이산형 형태로 조사되는 근내지방도의 유전변이가 추정방법에 따라 어느 정도 차이가 있는지 알아보기 위한 모의실험을 실시하였다. 모의실험 자료는 연속변량으로 간주되는 도체중 및 배장근단면적과 근내지방도의 잠재변수를 다변량 정규분포함수에서 생성하였고 근내지방도의 잠재변수를 이용하여 특정 임계값을 중심으로 순서화된 근내지방도 점수로 변화 하였따. 근내지방도의 점수 부여방법으로써 비거세우에서 조사된 근내지방도의 점수 1${\sim}$5점 사이에 정규분포에서 크게 어긋나는 분포특성을 갖도록 자료(DSI)를 생성하였고 또한 한우 거세우에서 현재 조사되고 있는 점수 1${\sim}$7점 사이에 정규 분포에 좀더 접근한 분포특성을 갖는 모의 자료(DS2)를 생성하였다. 분석방법간에 유전변이 추정의 정확도를 알아보기 위하여 1) 생성된 이들 자료를 선형으로 간주하고 다형질 혼합 선형 개체모형에서 REML 분석방법으로 유전변이를 추정하였고 2) 특정 임계치를 중심으로 잠재변수가 존재한다는 가정하에 다형질 임계 개체 혼합모형을 설정하여 Gibbs sampling 방법으로 유전변이를 추정하였다. 여기서 추정된 유전변이(유전력, 유전상관 및 잔차상관)에 대하여 모수와의 차이를 검정함으로써 편의되는 정도를 알아보았다. 모의실험은 각 자료에 대하여 10회 실시하였다. 분석결과, 근내지방도의 유전력 추정치는 DS1에서는 다형질 임계개체혼합모형을 설정하여 Gibbs sampling 방법으로 모수에 대한 사후분포의 평균으로 계산한 결과 참값과 유의적인 차이가 없는 것으로 분석되었다. 반면에 근내지방도를 선형으로 간주하고 다형질 선형 개체혼합모형에 의한 유전력 추정치는 모수보다 매우 낮은 유전력을 보였다(0.500 vs 0.315). 유전상관 추정치는 선형모형에서의 REML 방법 또는 임계모형에서의Gibbs sampling 방법에서 모두 모수와 유의적인 차이가 없는 것으로 분석되었으나 근내지방도의 잔차상관에 있어서 REML 방법으로 분석하였을 경우에 모수보다 낮게 추정되었다. 반면에 범주형 모형에서는 모수와 추정치 간에 유의적인 차이가 없는 것으로 분석되었다. 또한 7개의 범주형으로 조사된 자료(DS2)에서 이들 추정치는 DS1에서와 동일한 경향을 보였는데 그 편의 정도는 다소 적어지는 경향을 보였다. 따라서 이산형으로 조사되는 근내지방도에 대한 유전변이를 추정하기 위해서는 범주형 임계모형이 선형모형 보다 사소 정확한 추정을 할 수 있을 것으로 판단 되었다.

홍수터 여과 모형을 이용한 하천수중의 유기물과 질소 제거 (Removal of Organic Matter and Nitrogen from River Water in a Model System of Floodplain Filtration)

  • 하현수;김상태;김승현;정병룡;이영득;엄진섭;지승환;정종배
    • Applied Biological Chemistry
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    • 제45권2호
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    • pp.84-91
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    • 2002
  • 유기물과 질소 함량이 높은 하천수가 대하천에 유입되기전 소하천의 잡초가 자라는 홍수터에 살포하여 사질 토층을 수직 이동하는 동안 잡초의 근권에서 유기물의 분해와 함께 탈질에 의해 질소가 제거되도록 하는 홍수터 여과공법을 개발하였다. 직경 15cm, 길이 150cm의 PVC pipe에 실제 홍수터에서 채취한 사질의 토양을 충진하여 제작된 홍수터 모형에 하천수를 27.2, 40.8, $68.0\;ml/day/m_2$의 유량으로 연속적으로 살포하고 정상상태에 이른 후 토양 깊이별로 토양 용액을 채취하여 유기물과 $NO_3-N$을 비롯한 무기질소의 이동과 제거 현상을 조사하였고 토양 기체를 채취하여 $N_2$$N_20$의 발생 현상을 측정하였다. 포화상태에 가까운 수준으로 유량을 조절할 경우 하천수에 포함된 유기물만을 이용하더라도 매우 효과적인 탈질 환경이 5cm깊이 부근의 표층 토양에서부터 형성되었으며 유기물의 제거와 함께 질소도 효과적으로 제거할 수 있는 것으로 나타났다. 90cm깊이의 홍수터 토양을 통과하는 동안 평균적으로 COD는 18.7에서 5mg/l로 무기질소함량은 2.7에서 0.4mg/l로 정화되었다. 탈질 기체는 대부분 $N_2$ 형태로 발생되었으며 온실효과와 오존층 파괴를 유발하는 $N_2O$ 발생량은 매우 적었다. 표층 토양에 잡초의 근권이 형성되어 있는 실제 홍수터에 이와 같은 기법을 적용할 경우 모형 실험에서 나타난 결과보다 더욱 활발한 탈질 현상이 유발될 수 있을 것으로 판단된다. 이러한 홍수터 여과는 부지가 따로 필요하지 않으므로 시설 및 운영비가 경쟁기술에 비해 싸고, 화학약품 처리나 슬러지 발생이 없는 환경친화적인 하천수 처리방법이 될 것으로 기대되며, 하천수 외에도 도시하수나 산업폐수의 3차 처리에도 응용되어 하폐수의 재활용을 통한 수자원의 절약과 하천수량의 증대에도 기여할 수 있을 것이다.

산청 회장암복합체의 형성과정과 그 메커니즘 (Formation Process and Its Mechanism of the Sancheong Anorthosite Complex, Korea)

  • 강지훈;이덕선
    • 자원환경지질
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    • 제48권6호
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    • pp.431-449
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    • 2015
  • 연구지역은 영남육괴 지리산지구에 분포하는 선캠브리아기 암주상 산청 회장암복합체 (이하, 회장암체)의 서부에 위치한다. 본 논문은 산청 회장암체에 대한 노두별 상세한 야외지질조사를 통하여 산청 회장암체의 암상, 엽리, 산상의 특징을 조사하고, 산청 회장암체의 형성과정과 그 메커니즘을 연구하였다. 산청 회장암체는 괴상형과 엽상형 산청 회장암 (이하, SA), 철-티탄 광체 (이하, FTO), 고철질 백립암 (이하, MG)으로 구분된다. 괴상형 SA를 제외한 산청 회장암체에는 엽리가 발달한다. 엽상형 SA, FTO, MG의 엽리는 SA가 완전히 고결되지 않은 물리적 상태에서 FTO 및 MG 용융체의 유동과 SA 블록들 사이의 상호운동의 결과로 형성된 마그마 엽리이며, 이들은 동원 마그마의 분화작용을 통해 연속적으로 형성되었다. 산청 회장암체는 괴상형 SA (고압 하에서 모 마그마의 1차 분별정출작용)${\rightarrow}$ 엽상형 SA [저압 하에서 모 마그마로부터 1차적으로 분화된 사장석-풍부 결정-용융 혼합체 (회장암질 마그마)의 2차 분별정출작용]${\rightarrow}$ FTO (회장암질 마그마의 2차 분별정출작용의 최종 분화단계에 잔류된 고철질 마그마의 압착여과작용에 의해 완전히 고화되지 않은 SA로 주입)${\rightarrow}$ MG (최종 잔류된 고철질 마그마의 고화작용) 순으로 형성되었다. 이는 산청 회장암체를 구성하는 괴상형과 엽상형 SA, FTO, MG는 성인과 시대를 달리하는 서로 다른 마그마의 분화 및 관입 산물이 아니라 동일시대의 동일기원 마그마로서 다단계 분별정출작용과 다중압력 결정화작용을 통해 형성되었음을 의미한다.

개회로 파장 변조 분광법과 에디 공분산 방법으로 논에서 관측된 CH4 플럭스 자료의 보정 (Corrections on CH4 Fluxes Measured in a Rice Paddy by Eddy Covariance Method with an Open-path Wavelength Modulation Spectroscopy)

  • 강남구;윤주열;아산 탈룩더;문민규;강민석;심교문;김준
    • 한국농림기상학회지
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    • 제17권1호
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    • pp.15-24
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    • 2015
  • $CH_4$$CO_2$$N_2O$와 더불어 중요한 온실가스로서 지속적이고도 체계적인 감시가 요구된다. 에디 공분산 기술 기반의 $CO_2$ 플럭스의 관측은 이미 세계적으로 관측망이 구축되어 관측부터 자료처리에 이르기까지 모든 과정이 표준화되어 있을 뿐 아니라 체계적으로 잘 문서화되어 있다. 그러나 미량 기체인 $CH_4$의 경우, 레이저 기반의 고속반응 분광계를 필요로 할 뿐 아니라, 이에 수반되는 플럭스 자료의 처리 과정이 표준화되어 있지 않다. 본 연구 노트에서는 최근에 상용화된 개회로 파장 변조 분광계를 사용하여 에디 공분산 방법으로 논에서 관측한 $CH_4$ 플럭스 결과를 보고하였다. 모내기 전과 직후의 각 5일간 연속 관측한 자료를 KoFlux 프로토콜에 따라 상용화된 $EddyPro^{TM}$ 프로그램을 사용하여 자료를 처리하였다. 이 후처리 과정에서 세 가지 주요 보정, (1) 주파수 반응 보정, (2) 공기 밀도 보정, (3) 분광 보정의 효과를 정량화 하였다. 보정 효과는 밤과 낮에 따라 차이를 보였고, 메탄플럭스가 작을수록 보정 효과가 컸다. 전반적으로 보정 후에 메탄 플럭스는 평균 20-25% 정도 증가하였다. 국가농림기상센터(www.ncam.kr)에서는 분광 보정과 빈 자료 메우기를 포함한 $CH_4$플럭스 자료 처리가 포함된 업데이트된 KoFlux 프로그램을 일반 사용자에게 제공할 예정이다.

$HfO_2/Si$시스템의 계면산화막 및 고유전박막의 특성연구 (Properties of the interfacial oxide and high-k dielectrics in $HfO_2/Si$ system)

  • 남서은;남석우;유정호;고대홍
    • 한국결정학회:학술대회논문집
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    • 한국결정학회 2002년도 정기총회 및 추계학술연구발표회
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    • pp.45-47
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    • 2002
  • 반도체 소자의 고집적화 및 고속화가 요구됨에 따라 MOSFET 구조의 게이트 절연막으로 사용되고 있는 SiO₂ 박막의 두께를 감소시키려는 노력이 이루어지고 있다. 0.1㎛ 이하의 소자를 위해서는 15Å 이하의 두께를 갖는 SiO₂가 요구된다. 하지만 두께감소는 절연체의 두께와 지수적인 관계가 있는 누설전류를 증가시킨다[1-3]. 따라서 같은 게이트 개패시턴스를 유지하면서 누설전류를 감소시키기 위해서는 높은 유전상수를 갖는 두꺼운 박막이 요구되는 것이다. 그러므로 약 25정도의 높은 유전상수를 갖고 5.2~7.8 eV 정도의 비교적 높은 bandgap을 갖으며, 실리콘과 열역학적으로 안정한 물질로 알려진 HfO2[4-5]가 최근 큰 관심을 끌고 있다. 본 연구에서는 HfO₂ 박막을 실제 소자에 적용하기 위하여 전극 및 열처리에 따른 HfO₂ 박막의 미세구조 및 전기적 특성에 관한 연구를 수행하였다. 이를 위해, HfO₂ 박막을 reactive DC magnetron sputtering 방법으로 증착하고, XRD, TEM, XPS를 사용하여 ZrO₂ 박막의 미세구조를 관찰하였으며, MOS 캐패시터 구조의 C-V 및 I-V 특성을 측정하여 HfO₂ 박막의 전기적 특성을 관찰하였다. HfO₂ 타겟을 스퍼터링하면 Ar 스퍼터링에 의해 에너지를 가진 산소가 기판에 스퍼터링되어 Si 기판과 반응하기 때문에 HfO₂ 박막 형성과 더불어 Si 기판이 산화된다[6]. 그래서 HfO₂같은 금속 산화물 타겟 대신에 순수 금속인 Hf 타겟을 사용하고 반응성 기체로 O₂를 유입시켜 타겟이나 시편위에서 high-k 산화물을 만들면 SiO/sub X/ 계면층을 제어할 수 있다. 이때 저유전율을 갖는 계면층은 증착과 열처리 과정에서 형성되고 특히 500℃ 이상에서 high-k/Si를 열처리하면 계면 SiO₂층은 증가하는 데, 이것은 산소가 HfO₂의 high-k 박막층을 뚫고 확산하여 Si 기판을 급속히 산화시키기 때문이다. 본 방법은 증착에 앞서 Si 표면을 희석된 HF를 이용해 자연 산화막과 오염원을 제거한 후 Hf 금속층과 HfO₂ 박막을 직류 스퍼터링으로 증착하였다. 우선 Hf 긍속층이 Ar 가스 만의 분위기에서 증착되고 난 후 공기중에 노출되지 않고 연속으로 Ar/O₂ 가스 혼합 분위기에서 반응 스퍼터링 방법으로 HfO₂를 형성하였다. 일반적으로 Si 기판의 표면 위에 자연적으로 생기는 비정질 자연 산화막의 두께는 10~15Å이다. 그러나 Hf을 증착한 후 단면 TEM으로 HfO₂/Si 계면을 관찰하면 자연 산화막이 Hf 환원으로 제거되기 때문에 비정질 SiO₂ 층은 관찰되지 않았다. 본 실험에서는 HfO2의 두께를 고정하고 Hf층의 두께를 변수로 한 게이트 stack의 물리적 특성을 살펴보았다. 선증착되는 Hf 금속층을 0, 10, 25Å의 두께 (TEM 기준으로 한 실제 물리적 두께) 로 증착시키고 미세구조를 관찰하였다. Fig. 1(a)에서 볼 수 있듯이 Hf 금속층의 두께가 0Å일때 13Å의 HfO₂를 반응성 스퍼터링 방법으로 증착하면 HfO₂와 Si 기판 사이에는 25Å의 계면층이 생기며, 이것은 Ar/O₂의 혼합 분위기에서의 스퍼터링으로 인한 Si-rich 산화막 또는 SiO₂ 박막일 것이다. Hf 금속층의 두께를 증가시키면 계면층의 성장은 억제되는데 25Å의 Hf 금속을 증착시키면 HfO₂ 계면층은 10Å미만으로 관찰된다. 그러므로 Hf 금속층이 충분히 얇으면 플라즈마내 산소 라디칼, 이온, 그리고 분자가 HfO₂ 층을 뚫고 Si 기판으로 확산되어 SiO₂의 계면층을 성장시키고 Hf 금속층이 두꺼우면 SiO/sub X/ 계면층을 환원시키면서 Si 기판으로의 산소의 확산은 막기 때문에 계면층의 성장은 억제된다. 따라서 HfO₂/Hf(Variable)/Si 계에서 HfO₂ 박막이 Si 기판위에 직접 증착되면, 순수 HfO₂ 박막의 두께보다 높은 CET값을 보이고 Hf 금속층의 두께를 증가시키면 CET는 급격하게 감소한다. 그러므로 HfO₂/Hf 박막의 유효 유전율은 단순 반응성 스퍼터링에 의해 형성된 HfO₂ 박막의 유전율보다 크다. Fig. 2에서 볼 수 있듯이 Hf 금속층이 너무 얇으면 계면층의 두께가 두꺼워 지고 Hf 금속층이 두꺼우면 HfO₂층의 물리적 두께가 두꺼워지므로 CET나 EOT 곡선은 U자 형태를 그린다. Fig. 3에서 Hf 10초 (THf=25Å) 에서 정전 용량이 최대가 되고 CET가 20Å 이상일 때는 high-k 두께를 제어해야 하지만 20Å 미만의 두께를 유지하려면 계면층의 두께를 제어해야 한다.

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