• 제목/요약/키워드: 질화

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질화물계 발광다이오드에서 InGaN/GaN 자우물구조 내 GaN 보호층에 대한 연구

  • 송기룡;김지훈;이성남
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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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.

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유성견에서 교정적 치아이동에 따른 치주조직 변화에 관한 연구 (A Study on the changes of periodontal tissue after orthodontic tooth movement in young adult dogs)

  • 강남용;윤영주;김광원
    • 대한치과교정학회지
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    • 제27권4호
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    • pp.559-568
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    • 1997
  • 교정력에 의한 치주조직의 변화를 알아보기 위해 성장중인 유성견에서 단기간의 교정력이 가해진 직후와 보정기간 동안 일어나는 치아와 골조직의 변화양상을 조직학적으로 관찰하였다. 본 연구에서는 생후 4-6개월된 유성견 3마리를 이용하여, 각 실험동물의 하악 좌측 견치 와 제1대구치는 실험군으로, 우측 견치 와 제1대구치는 대조군으로 하였다. 하악견치와 제1대구치에 치관사이에서 최초 교정력이 200gm이 되도록 0.018"x0.022" S.S closed coil spring(Dentarum Co)의 길이를 조절하여 치아에 결찰시키고 장치는 1주간 활성화기간을 갖은 후 14일, 28일의 보정기간을 거쳐 희생시켜 하악골을 절제하여 통법에 따라 H-E염색군, 연마표본군, ALP염색군, TRAP염색군등으로 나누어 염색을 시행하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 교정력을 종료한 직후 견인측 치주인대 폭경이 대조군보다 더 증가된 상을 보이고, 반대로 압박측은 폭경이 감소된 소견을 보이며 치주인대의 섬유들이 치축에 수직으로 압축되며 초자양 변성이 관찰되었다. 대조군에서 관찰되는 다수의 규칙적인 배열을 보였던 조골세포가 견인측에서는 간혹 관찰되었다. 2. 교정력 종료후 14일 보정기간 경과군 치주인대내 섬유아세포들이 증식되어 초자지질대가 회복되는 소견이 관찰되었고 견인측 치주인대의 폭경이 교정력을 종료한 직후군보다 감소하였으며, 소수의 ALP(+) 조골세포와 함께 신생골형성도 관찰되었다. 압박측 치주인대의 폭경은 교정력을 종료한 직후군보다 다소 증가하였으며 골흡수도 증가되었다. 3. 교정력 종료후 28일 보정기간 경과군 치주인대섬유는 정상적으로 회복되어 대조군과 유사한 양상을 보였고 견인측 치조골내 다수의 ALP(+)조골세포와 활발한 신생골형성이 관찰됨과 더불어 압박측 치조골은 다수의 TRAP(+)파골세포와 왕성한 골흡수양상을 보였다. 이상의 결과를 종합해 볼 때 교정력을 7일간 가한 직후 유리질화가 관찰되었고 교정력을 종료후 28일 보정기간 경과군에서 압박측에서는 파골세포 견인측에서는 조골세포의 활성과 함께 각각에서 왕성한 골흡수와 신생골형성이 관찰됨을 알 수 있다.

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2005년도 국제 전자세라믹 학술회의 (International Conference on Electroceramics 2005)

  • 한국세라믹학회
    • 한국세라믹학회:학술대회논문집
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    • 한국세라믹학회 2005년도 국제 전자세라믹 학술회의
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    • pp.1-112
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    • 2005
  • 본 연구동향보고서는 2005년 6월 12일부터 16일까지 서울에서 개최된 2005년도 국제 전자세라믹 학술회의(International Conference on Electroceramics 2005: ICE-2005)에서 발표된 논문을 중심으로 국내외 전자세라믹 학계의 최신연구동향을 분석한 것이다. ICE-2005는 한국을 포함하여 전 세계 17개국에서 450여명에 달하는 전자세라믹 연구자들이 모여서 최신연구결과를 발표하고 토의하는 국제학술회의였기 때문에, 이곳에서 발표된 논문의 주제와 내용을 수집$\cdot$분석함으로써 국내는 물론 해외의 최신 전자세라믹 연구동향을 파악하고 새로이 각광받는 연구주제들을 손쉽게 파악할 수 있었다. ICE-2005에 제출된 연구 논문에 대한 분석과 더불어서, 전자세라믹 연구에 대한 이해를 돕기 위하여 본 연구동향 보고서의 집필자들에 의해 국내외 학계 전반에 걸친 자료 수집과 설명 또한 함께 이루어졌다. 연구동향에 대한 분석은 정보/전자세라믹(Informatics), 환경 에너지 세라믹(Energy & Environment), 전자세라믹의 제작 공정 및 특성분석(Processing & Characterization), 새로운 연구주제(Emerging Field) 둥 4개의 커다란 범주로 구분하여 이루어졌으며, 그 각각에 대해서 다시 몇 개의 세부적인 연구주제로 분류되어 논의 되었다. 정보전자세라믹 분야에서는 강유전체 및 고유전체, 산화물 및 질화물 반도체, 광전물질, 다층구조 전자세라믹, 고주파용 전자세라믹, 압전체 및 MEMS 등에 대한 동향분석이 이루어졌으며, 압전응용 및 강유전체에 대한 논문이 다수를 차지하는 것으로부터 정보전자 세라믹분야의 세계적인 연구개발 경향을 읽을 수 있었다. 환경 에너지 세라믹 분야에서는 재충전 배터리, 수소저장장치, 연료전지, 신개념 에너지 변환장치 등에 대한 연구논문이 주류를 이루었으며, 최근의 고유가에 의한 에너지 위기에 의하여 연료전지와 에너지 창출 시스템(energy harvesting system), 그리고 열전체를 이용한 발전이 새로이 주목받는 연구 분야임을 알 수 있었다. 전자세라믹의 제작공정 및 특성분석 분야에서는 분역과 스트레인 조절공정, 신개념 제작합성 공정, 나노전자세라믹, 단결정 성장기술, 전자세라믹의 이론 및 모형 연구 등의 분야에 대하여 동향분석을 행하였으며, 국내외 전자세라믹 분야의 연구개발은 최근의 나노 연구유행에 부응한 나노구조 전자세라믹과 이동통신 산업에 필수적인 LTCC 등의 다층구조 전자세라믹 연구에 집중되고 있다고 파악되었다. 그 외에도 나노결정질 전자세라믹, 스마트 센서용 전자세라믹, 생체세라믹 등이 최근 전자세라믹 학회의 주목을 받는 새로운 연구주제들로 떠오르고 있다. 최근 전세계 전자세라믹 학계의 연구동향을 분석한 본 보고서는, 국내 전자세라믹 연구자들에게 선진 연구진의 연구개발 경향에 대한 정보를 제공함은 물론, 과학기술 정책입안에도 주요한 참고자료로 활용될 수 있으리라 기대된다.

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유기 나노 보강층을 활용한 유연 디스플레이용 절연막의 기계적 물성 평가 (Mechanical Property Evaluation of Dielectric Thin Films for Flexible Displays using Organic Nano-Support-Layer)

  • 오승진;마부수;양찬희;송명;김택수
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제28권3호
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    • pp.33-38
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    • 2021
  • 최근 유연 디스플레이에 관한 대중의 관심이 증대됨에 따라 롤러블(rollable), 폴더블(foldable) 디스플레이와 같은 우수한 폼 팩터(form factor)를 지닌 차세대 유연(flexible) 디스플레이가 주목받고 있다. 유연 디스플레이의 기계적 신뢰성 확보 측면에서, 내부 절연막으로 활용되는 실리콘 질화물(SiNx) 박막은 구동 중 발생하는 응력에 매우 취약하므로 기계적 물성을 정확히 파악하여 파손을 예측하고 패널의 전기적 단락을 방지하는 것이 중요하다. 본 논문에서는, ~130 nm, ~320 nm 두께의 SiNx 박막 박막 상부에 ~190 nm 두께의 유기 나노 보강층(PMMA, PS, P3HT)을 코팅하여 이중층 구조로 인장함으로써 매우 취성한 SiNx 박막의 탄성 계수와 인장 강도 및 연신율을 측정하는 데 성공하였다. 챔버 압력 및 증착 파워를 조절한 공정 조건(A: 1250 mTorr, 450 W/B: 1000 mTorr, 600 W/C: 750 mTorr, 700 W)을 통해 제작된 ~130 nm SiNx 의 탄성계수는 A: 76.6±3.5, B: 85.8±4.6, C: 117.4±6.5 GPa로, ~320 nm SiNx는 A: 100.1±12.9, B: 117.9±9.7, C: 159.6 GPa로 측정되었다. 결과적으로, 동일 공정 조건 하에서 SiNx 박막의 두께가 증가할수록 탄성 계수가 증가하는 경향을 확인하였으며, 유기 나노 보강층을 활용한 인장 시험법은 파손되기 쉬운 취성 박막의 기계적 물성을 높은 정밀도로 측정하는 데 효과적이었다. 본 연구에서 개발된 방법은, 취약한 디스플레이용 박막의 정량적인 기계적 물성 파악을 가능케하여 강건한 롤러블, 폴더블 디스플레이의 설계에 이바지할 수 있을 것으로 기대한다.

한국인 일반인의 혈청 25-Hydroxy Vitamin $D_3$의 분석 (Serum 25-Hydroxy Vitamin $D_3$ Analysis of Korean People)

  • 김보경;정현미;김윤경;김소영;김지현
    • 핵의학기술
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    • 제14권1호
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    • pp.133-137
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    • 2010
  • Vitamin D의 주된 작용은 칼슘과 인의 흡수증가로 인한 골의 무기질화이며 vitamin D 결핍 시 에는 소아에서는 연골에 석회 침착이 안되어 구루병을 일으키고 성인에서는 골연화증 또는 골다공증이 생긴다. 또한 최근 이슈가 되고 있는 모든 암세포의 성장을 억제하고 심장병 등도 예방한다는 역학 연구 결과들이 발표되어 혈중 최적의 vitamin D농도에 관한 연구가 지속되고 있지만 일반적으로는 20~32 ng/mL의 농도가 최적의 농도라고 여겨지고 있다. 이에 우리 한국인들의 25-Hydroxy vitamin $D_3$농도를 측정하여 어느 정도의 농도를 유지하고 있는지 분석해 보고자 하였다. 2008년 2월20일부터 2009년 4월21일까지 14개월간 (재)네오딘의학연구소에 의뢰된 의료기관 종합검진 수진자 들의 혈청 25-Hydroxy vitamin $D_3$ 검사한 2,800검체를 수집하였다. 이 검체는 모두 25-Hydroxy vitamin $D_3$ ($^{125}I$ Kit: Diasorin, USA)로 검사한 후 성별, 연령별, 계절별, 지역별로 분석하여 보았다. 총 2800 검체 중 25-Hydroxy vitamin $D_3$ 평균농도는 남 20ng/mL 여 17.22 ng/mL 연령별로는 남자 10~20세 18 ng/mL, 21~30세 17 ng/mL, 31~40세 19 ng/mL, 41~50세 21 ng/mL, 51~60세는 22 ng/mL, 61~70세는 22 ng/mL, 71~80세 22 ng/mL, 81~90세는 19.9 ng/mL 여자 10~20세는 16 ng/mL, 21~30세는 15.26 ng/mL, 31~40세는 16 ng/mL, 41~50세는 17ng/mL, 51~60세는 19 ng/mL, 61~70세는 19 ng/mL, 71~80세는 19 ng/mL, 81~90세는 17 ng/mL이었다. 계절별로는 12월~5월이 15.97 ng/mL 6월~11월이 21.60 ng/mL이었다. 지역별로는 1월~4월까지의 남성을 비교해 본 결과 서울 경기 15.52ng/mL 강원도 15.33 ng/mL 충청도 18.03 ng/mL 전라도 18.68 ng/mL 경상도 18.76 ng/mL 제주도 21.23 ng/mL의 농도를 보였다. 한국인 일반인(칼슘 보충제나 종합비타민제의 복용상태는 모름)을 대상으로 25-Hydroxy vitamin $D_3$검사를 하였을때 최소치 1.98 ng/mL, 최대치 58.66 ng/mL의 분포를 보여 메뉴얼에서 제시한 Deficiency (0~5 ng/mL)에 0.3%의 상태가 있었고, Insufficiency (5~20 ng/mL) 63.3% Hypovitaminosis(20~40 ng/mL)는 36.0%인 것으로 나타났으며 Sufficiency(40~100 ng/mL)는 0.4%로 나타났다. 또한 Toxicity (>100ng/mL)상태의 대상자는 없었다. 분석결과는 실외활동을 많이 하는 남성이 여성보다 25-Hydroxy vitamin $D_3$가 높았으며 연령별로는 남 여 모두 51~80세가 가장 높았다. 또한 계절별로는 6~11월이 높았다. 지역별로는 지방이 도시보다 높았다. 최근 vitamin D의 적정농도가 골다공증과 암 예방을 할 수 있다는 연구결과가 이슈가 되고 있는 시점에 한국인의 vitamin D농도가 다른 논문에서 언급한 20~32 ng/mL에는 미치지 못한 것으로 나타났다. 물론 한국인의 참고치가 미 설정된 상태이기에 더 많은 연구와 노력이 필요하리라 생각된다. Vitamin D의 급원인 자외선이 중요한 만큼 모든 사람들이 실외활동 시간을 많이 늘려야 할 것으로 사료된다. 또한 RIA 방법이 많이 줄고 있는 이 시점에 방법이 불편하긴 하지만 vitamin D의 유용성을 높이 평가해 종합검진이나 R&D용 등으로 검사가 널리 되었으면 하는 바램이다.

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답토양(沓土壤)에서 질소(窒素)의 동태(動態)에 관(關)한 연구(硏究) (Studies on the fate of nitrogen in the paddy soil)

  • 김광식
    • 한국토양비료학회지
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    • 제9권1호
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    • pp.17-23
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    • 1976
  • 답토양(畓土壤)의 질소(室素)의 동태(動態)를 파악(把握)하기 위하여 성질(性質)이 다른 3개지역(個地域)의 토양(土壤)을 공시(供試)하여 지력질소(地力窒素)의 발현양식(發現樣式)과 토양(土壤)의 종류(種類), 온도(溫度), 토양(土壤)의 길이, 질소비료(窒素肥料)의 종류(種類), 담수일수(湛水日數)에 따른 $NH_4-N$, $NO_3-N$, 2가철(價鐵) pH의 변화(變化)와 이들 상호관계(相互關係)를 검토(檢討)하여 탈질량(脫窒量)을 추정(推定)하고 지역(地域)에 알맞는 질소시비법(窒素施肥法)을 확립(確立)하기 위한 기초적(基礎的) 지견(知見)을 얻을 목적(目的)으로 실험(實驗)하여 얻어진 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 온도상승효과는 화순(和順), 서창(西倉), 서산토양(瑞山土壤)의 순(順)이었으나 건토효과는 서산(瑞山), 화순(和順), 서창(西倉)의 순(順)이였고 $NH_4-N$의 생성율(生成率)은 서산(瑞山), 서창(西倉), 화순(和順)의 순(順)으로 토양(土壤)의 성질(性質)에 따라 상이(相異)했다. 2. 표면수중(表面水中) $NH_4-N$의 변화(變化)는 일반적(一般的)으로 토양중(土壤中)의 함량(含量)에 좌우(左右)되며 염안(鹽安), 유안구(硫安區)가 많고 담수(湛水) 3일(日)에 감소(減少)했다가 40일(日)에 다시 증가(增加)된 후(後) 50일(日)에 감소(減少)하였고 요소구(尿素區), SCU는 함량(含量)이 적었으며 담수기간(湛水期間) 비교적(比較的) 일정(一定)했다. 3. 토양중(土壤中) $NH_4-N$의 변화(變化)는 1층(層)은 염안(鹽安), 유안구(硫安區)가 집적(集積)이 많으며 SCU, 요소구(尿素區)는 적었다. 토양(土壤)의 종류(種類)에 따라서도 비교적(比較的) 같은 경향(傾向)을 나타냈으며 경시적(經時的)으로 함량(含量)은 감소(減少)했다. 2층(層)도 산화층(酸化層)과 같은 경향(傾向)을 나타냈다. 4. 표면수중(表面水中) $NO_3-N$의 변화(變化)는 토양(土壤)과 비료(肥料)의 종류(種類)에 따라 다르나 일반적(一般的)으로 요소(尿素), SCU구(區)가 함량(含量)이 많고 염안(鹽安), 유안구(硫安區)가 적었으며 담수(湛水) 30~40일(日)에 소실(消失)되었다. 5. 토양중(土壤中) $NO_3-N$의 변화(變化)는 1층(層)은 2층(層)에 비(比)하여 $NO_3-N$의 함량(含量)이 많고 토양(土壤)과 비료(肥料)에 따라 변화(變化)되는 양상(樣相)이 다르며 일반적(一般的)으로 담수(湛水) 30일(日)에 소실(消失)되었다가 그 후(後) 증가(增加)되었으며 요소(尿素), SCU구(區)가 질화(窒化)가 잘되는 편이며 2층(層)은 담수(湛水) 30일(日)까지는 함량(含量)이 적거나 거의 소실(消失)되었다가 40일(日) 이후(以後)는 야간증가(若干增加)했다. 6. 표면수(表面水)와 토양중(土壤中) $NH_4-N$, $NO_3-N$의 함량(含量)으로 보아 담수(湛水) 기간중(期間中) 시용(施用)한 질소(窒素)의 반량이상(半量以上)이 탈질(脫窒)되는 것으로 추정(推定)되며 요소(尿素) SCU 구(區)는 염안(鹽安) 유안구(硫安區)에 비(比)하여 탈질량(脫窒量)이 많으리라 추정(推定)되였다.

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