• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2004년도 임시총회 및 추계학술발표회
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• pp.104-107
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• 2004

지반오염을 조사하기 위해서는 시추작업을 통하여 시료를 채취하는 방법이 일반적이지만, 실시간으로 원위치에서 다양한 오염물질들의 오염도 변화를 체계적으로 모니터링하는 것은 대단히 어렵다. 본 연구에서는 Frequency Domain Reflectometry(FDR) 장비를 고안하여 지반의 유류오염을 파악하기 위한 유전율 측정법의 실험적 접근을 시도하였다. 구체적으로 포화 및 불포화 매질에 대한 오염도의 측정 및 오염도와 체적함수비의 관계를 측정하여 유전율 반응으로부터 매질의 물성치를 파악할 수 있는 것을 확인하였다.

• 지질공학
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• 제16권3호
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• pp.301-306
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• 2006

석조구조물의 주변 지반침하는 구조물 붕괴의 위험을 내포하고 있어 지반의 모니터링이 반드시 수행되어야 한다. 대표적인 지반침하 원인으로는 지하수위 변동에 의한 지반의 포화와 불포화 현상으로 지반의 공극률 내지 유효공극률 감소에 의해 발생된다. 이러한 지반 물성치의 평가는 유전율상수 반응으로부터 파악이 가능하다. 유전율상수 변화는 매질의 공극, 토입자, 공기 및 물 등의 물리적 특성 변화로부터 측정되기 때문에 지반의 포화 및 불포화 변동에 의한 유전율 반응으로부터 지반침하 모니터링이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.63-63
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• 2012

편광분석법(ellipsometry)은 대상 물질의 유전율 함수의 실수부와 허수부를 Kramers-Kronig 관계식의 도움 없이 그 물질상수를 정확히 측정할 수 있는 매우 우수한 기술이다. 이 기술의 큰 장점 중 하나는 빛의 편광상태의 변화를 이용한 비파괴적인 방법으로써 실시간 측정이 가능하며, 박막의 두께측정의 오차범위는 0.1 nm 이하로써 매우 정확하다는 것이다. 본 연구자는 이러한 우수한 측정 기술인 편광분석법을 고진공의 분자살박막증착장치(MBE) 와 결합하여 AlSb, AlP의 유전율 함수를 측정하였다. Al 계열을 포함하는 반도체 화합물은 Al의 산소친화력이 강해 대기 중에서 순수한 유전율 함수를 얻기가 불가능하다. 하지만 본 연구실에서 초고진공 상태의 MBE 챔버에서 시료를 성장시키는 동시에 실시간으로 편광분석기를 이용하여 측정하였고, 지금까지 발표된 결과들 중 가장 순수한 상태의 AlSb 유전율 함수를 얻어낼 수 있었다. 또한 순수한 AlP의 유전함수를 측정할 수 있었고, 이는 편광분석기를 이용한 최초의 실험결과로써 이차미분을 이용한 전이점 분석결과 이론적인 전자밴드구조에서 E1, E1+${\Delta}1$, E2에 해당하는 밴드갭들을 확인할 수 있었다. 또한 표면의 원자배열 구조와 실시간으로 일어나는 그들의 역학적인 현상들에 관한 정보를 얻을 수 있는 surface photoabsorption (SPA)를 metalorganic chemical vapor deposition (MOCVD)에 장착하여 실시간 모니터링이 가능하도록 하였다. SPA를 이용하여 GaAs/AlGaAs 양자우물구조의 성장을 원자층 수준으로 실시간 모니터링을 할 수 있었다. 그리고 SPA를 이용하여 MOCVD 안에서 InP에 As가 흡착 및 탈착되는 현상을 분석하여, As의 흡착이 두 단계에 의해 이루어짐을 분석하였다. 그리고 편광분석법의 빠르고 정확한 측정 기술을 규칙적인 구조체에서 전자기파의 회절을 구할 수 있는 Rigorous Coupled-Wave Analysis (RCWA) 계산방법과 결합하여 나노구조의 기하학적인 모양을 정확하고 빠르게 구할 수 있었다. 본 연구를 위해 규칙적인 3차원 Si 구조체 제작하여 편광분석기로 측정하고 $SiO_2$와 표면 거칠기를 고려하여 RCWA로 분석한 결과, 규칙적인 Si 구조와 산화막 층까지 정확하게 분석할 수 있음을 확인하였다. 또한 규칙적인 나노구조분석 연구를 넘어 불규칙적인 나노구조에 대한 분석 가능성을 보이기 위해 InAs 양자점을 증착하여 분석하였고, 이를 통해 편광분석법과 RCWA를 이용하여 불규칙적인 나노구조의 모양과 크기, 분포의 분석이 가능함을 보였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.335-335
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• 2012

III-V 족 반도체 물질 중, GaN는 넓은 밴드갭을 가지고 있어 발광 다이오드나 레이저 다이오드, 트랜지스터, 스핀트로닉스 등의 응용에 유용한 물질이다 [1]. 실시간 성장 제어 및 최적화된 특정 소자 응용을 위해서는 GaN의 다양한 온도에 대한 유전율 함수 정보가 필수적이다. 편광분석법을 이용한 상온에서의 hexagonal GaN 유전율 함수는 이미 여러 연구에서 보고되었고, 80~650 K 사이의 온도 범위에 대한 언구도 수행되었다 [2,3]. 그러나, 온도변화에 대한 GaN 유전율 함수와 $E_0$ 전이점에 대한 해석은 부정확하다. 따라서 본 연구에서는 사파이어 기판 위에 분자살박막증착장치를 이용하여 c-축 방향 (0001)으로 성장 시킨 hexagonal GaN를 0.74~6.42 eV 에너지 구간에서 보다 확장된 온도 영역(26~693 K)의 유전율 함수를 편광분석법을 이용하여 측정하였다. 측정된 GaN의 유전율 함수를 회기분석법을 통한 2차 미분 표준해석법을 이용해 분석 하였고, 그 결과 $E_0$와 excitonic $E_0$ 전이점을 명확히 얻을 수 있었다. 온도가 감소함에 따라 격자상수 및 전자-포논 상호작용이 감소하여 전자 전이점이 청색천이 하고, 그 구조가 명확해 지는 결과를 얻었다. 본 연구의 결과는 GaN 유전율 함수의 온도 의존성에 대한 데이터베이스를 제공함은 물론, 실시간 모니터링과 GaN를 기반으로 하는 광소자 제작 등에 유용할 것이다.

• 한국자원식물학회:학술대회논문집
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• 한국자원식물학회 2022년도 추계학술대회
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• pp.71-71
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• 2022

들깨는 잎은 채소, 종자는 기름과 향신료로 이용하는 특용작물로 국립농업과학원 농업유전자원센터에는 국가등록 3,066자원을 보유하고 있다. 들깨 유전자원의 보존기간과 방법에 따라 종자 활력의 차이가 어떻게 변화했는지 알아보기 위해 농업유전자원센터 보존 중인 들깨 유전자원의 발아율을 조사하였다. 온도는 4도, -18도, 밀폐용기 보관하여 보존한 들깨 종자를 10년 보존 후 발아조사를 수행하였다. 발아환경은 페트리디쉬에 거름종이를 깔아 멸균수로 수분을 공급하고, 종자를 50립씩 2반복 치상 후 20도에서 7일, 14일에 조사하였다. 4도에서 보존한 들깨 577자원은 발아율이 85%이상인 자원이 184자원으로 나타났다. -18도에서 보존한 들깨 725자원은 발아율이 85%이상이 자원이 329자원으로 나타났다. 세계적으로 식물유전자원은행에서 양호한 발아율의 기준으로 85%를 사용하는데, 4도 보존 들깨 유전자원들은 조사한 자원의 32%가 양호하였고, -18도 보존 자원들은 45%가 발아 기준을 만족하였다. 들깨유전자원을 10년 주기로 발아율을 조사한 결과 -18도 보존 종자의 발아율이 4도 보존 종자보다 기준발아율이 13% 우수하였으나 두 처리 모두 85% 기준발아율을 만족하는 자원이 50%이하로 나타났다. 본 연구결과는 들깨유전자원을 4도, -18도에서 장기 보존할 때에 종자 활력 예측 및 활력 모니터링 연구에 도움이 될 것이다.

• 지질공학
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• 제15권1호
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• pp.29-39
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• 2005

지반오염을 조사하기 위해서는 시추작업을 통하여 시료를 채취하는 방법이 일반적이지만, 실시간으로 원위치에서 다양한 오염물질들의 오염 도 변화를 체계적으로 모니터링 하는 것은 대단히 어렵다. 본 연구에서는 frequency Domain Reflectometry (FDR) 장비를 고안하여 지반의 유류오염을 파악하기 위한 유전율 측정법의 실험적 접근을 시도하였다. 구체적으로 포화 및 불포화 매질에 대한 유류 오염도 측정 및 체적함수비 (θ/sub w/)와 체적 유류비 ( θ/sub al/)의 관계에서 유전율 상수 반응에 따른 매질의 유류 오염도 등의 측정 가능성을 실내 시험을 통해 검토하였다. 뿐만 아니라 실내 칼럼 시험을 수행하여 포화 매질 내에서 유류 거동 특성을 각기 설치된 FDR 측정 센서를 이용해 모니터링하여 포화 매질의 유효공극률과 유류 잔류비를 측정하였다. 그 결과 초기 공극률 0.40으로 제작된 포화 매질의 유효공극률은 약 0.35로 공극률 대비 약 87.5% 범위내에 존재함을 알 수 있었으며, 유류 잔류비는 약 62.5% 정도로 매우 높게 나타났다.

• Composites Research
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• 제16권4호
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• pp.51-58
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• 2003

접착 조인트의 안전성은 사용되는 열경화성 접착제의 경화상태에 많은 영향을 받기 때문에, 실시간으로 접착 조인트의 경화를 모니터링 할 수 있다면 조인트의 품질을 향상시킬 수 있다. 본 연구에서는 조인트의 경화 중 접학제의 소산계수를 측정하여 이를 접착제의 경화도로 환산할 수 있는 기법을 제안하였다. 접착제의 소산계수와 경화도의 관계를 실험적으로 연구하였으며, 온도와 경화도에 따라 민감하게 변하는 소산계수로부터 온도가 미치는 영향을 제거하였다. 연구결과 접착제의 소산계수는 그 경화율과 유사한 경향을 보임을 알 수 있었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제17권4호
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• pp.33-37
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• 2016

기존 뒤채움재의 대체방안으로 고려되는 유동성 채움재(Controlled Low Strength Material, CLSM)의 경화 특성 및 강도발현은 시공기간을 결정하는 주요 요소이다. 본 연구에서는 시간영역반사법(Time Domain Reflectometry, TDR)을 이용하여 유전상수를 도출함으로써 CSLM의 경화 특성을 모니터링하고, 산정된 유전상수와 일축압축강도간의 관계를 분석해보고자 하였다. CLSM 시료는 시멘트, 비회, 실트, 모래, 급결제 및 물로 배합되었으며 배합된 시료의 플로우, 단위중량, 일축압축강도와 같은 재료 특성을 조사하였다. 양생 기간 동안 CLSM의 유전율 특성을 모니터링하기 위하여 TDR 프로브가 설치된 몰드 및 Reflectometer를 이용하여 측정시스템을 구성하였다. 실험결과 유전상수는 양생 초기에 일정한 값을 유지하다, 시간이 진행됨에 따라 점차 감소하는 것으로 나타났다. 또한, 일축압축강도와 유전상수를 회귀분석한 결과 두 물성 사이에는 반비례적인 거듭제곱함수의 관계가 있음을 보여주었다. 본 연구에서 제안한 시간영역반사법을 이용한 CLSM의 특성 모니터링은 일축압축강도를 추정할 수 있는 현장 비파괴시험기법으로 효과적으로 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.162-162
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• 2010

InAs 는 광전자 및 광통신 소자에 널리 이용되는 $In_xGa_{1-x}As_yP_{1-y}$ 화합물의 endpoint 로서, Heterojunction Field-Effect Transistors (HEMTs), Heterojunction Bipolar Transistor (HBT) 등에 중요하게 이용되고, 다양한 소자의 기판으로도 폭넓게 사용되는 물질이다. InAs 의 반도체 소자로의 응용을 위해서는 정확한 광 특성과 밴드갭 값들이 필수적이며, 분광타원편광분석법(ellipsometry) 을 이용한 상온 InAs 유전율 함수는 이미 정확히 알려져 있다. 그러나 상온에서는 $E_2$ 전이점 영역에서 여러 개의 밴드갭들이 중첩되어 있어, 밴드구조계산 등에 필수적인 InAs의 전이점을 정확히 정의하기 어렵다. 또한, 현재의 산업계에서 중요하게 여겨지는 실시간 모니터링을 위해서는 증착온도에서의 유전율 함수 데이터베이스가 필수적이다. 이와 같은 필요성에 의해, 22 K - 700 K 의 온도범위에서 InAs 의 유전율 함수와 밴드갭 에너지에 대한 연구를 수행하였다. InAs bulk 기판을 methanol, acetone, DI water 등으로 세척 한 뒤, 저온 cryostat 에 부착하였다. 분광타원분석법은 표면의 오염에 매우 민감하기 때문에, 저온에서의 응결 방지를 위해 고 진공도를 유지하며, 액체 헬륨으로 냉각하였다. 0.7 - 6.5 eV 에너지 영역에서 측정이 가능한 분광타원편광분석기로 측정한 결과, 온도가 증가함에 따라 열팽창과 phonon-electron 상호작용효과의 증가에 의해, 밴드갭 에너지 값의 적색 천이와 밴드갭들의 중첩을 관찰 할 수 있었다. 정확한 밴드갭 에너지 값의 분석을 위하여 2계 미분을 통한 표준 밴드갭 해석법을 적용하였으며, 22 K 의 저온에서는 $E_2$ 전이점 영역에서 중첩된 여러 개의 밴드갭들을 분리 할 수 있었다. 또한 고온에서의 연구를 통해, 실시간 분석을 위한 InAs 유전함수의 데이터베이스를 확립하였다. 본 연구의 결과는 InAs 를 기반으로 한 광전자 소자의 개발 및 적용분야와 밴드갭 엔지니어링 분야에 많은 도움이 될 것으로 예상한다.

• 지질공학
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• 제17권1호
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• pp.41-47
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• 2007

강우에 의한 지질 매질 내에서의 침투수 거동 및 함수비 특성은 매질이 가지는 고유 유전율 반응 특성으로부터 파악 할 수 있다. 침투수에 의한 침윤선은 매질의 유효공극을 통해 중력방향으로 불투수층 상단부까지 침투가 진행되면서 최종적으로 사면 변위를 발생시킨다. 본 연구는 침윤선 거동 특성을 파악하기 위해 물의 비중과 동일하게 제작된 에탄올 혼합 추적자를 이용하여 연직침투시험을 수행하였다. 이를 위해 유전율 혼합모델과 추적자모델을 제안하였으며, 이들 모델을 적용하여 침윤선의 거동을 지배하는 매질의 유효공극률을 산정하였다. 유효공극률은 매질의 공극을 통해 추적자의 침투 특성을 나타내는 침윤선 및 체적함수비의 변화를 실시간 유전율 변화 양상으로부터 파악하였다. 유전율 측정법을 적용해 강우에 의해 발생되는 침투수 거동에 의한 침윤선 및 체적함수비 변화로부터 사면의 안정성 평가를 위한 실시간 모니터링 기법으로의 활용에 있어 유용할 것으로 판단된다.