• 한국광물학회지
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• 제24권1호
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• pp.37-42
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• 2011

지구의 암권에서 가장 중요한 자성광물은 자철석이다. 암석 내에 존재하는 자철석의 성분과 입자 크기에 관한 정보를 알아내는데 저온 자화특성을 이용하려 한다. 물리적 방법의 하나인 저온 자화특성 실험은 비파괴적이며 운석과 같이 연구 대상 시료의 수량이 제한된 경우 특히 유용하게 사용된다. 금번 연구에서는 세 종류의 합성 자철석 시료와 세 종류의 자철석 함유 암석 시료에 대해 저온포화잔류자화의 가열실험과 실온포화잔류자화의 냉각/가열 실험을 수행하였다. 실험 결과 저온포화잔류자화는 가열함에 따라 자철석의 버웨이변환온도(~105~120 K)를 지나며 급격히 감소한다. 자철석의 버웨이변환온도와 등방점(135 K)를 모두 거치는 실온포화잔류자화의 냉각과 가열 실험 결과에서는 저온포화잔류자화의 가열 실험 결과와 비교하였을 때 자화회복력이 뛰어나고, 자화상실이 상대적으로 완만히 진행된다. 저온포화잔류자화와 실온포화잔류자화 모두 자철석의 입자 크기가 증가할수록 소실되는 포화잔류자화의 비가 증가한다. 결국 저온포화잔류자화기억도와 실온포화잔류자화기억도 모두 자철석의 입자가 커질수록 감소한다. 따라서 저온 자화특성을 이용하면 암석 내 자철석 입자의 크기를 비파괴적인 방법으로 유추할 수 있다.

• 한국광물학회지
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• 제24권3호
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• pp.189-194
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• 2011

화성의 암권 진화 연구에서 최근 각광받는 광물은 적철석으로 대표되는 3가철 산화물이다. 물리적 방법의 하나인 잔류자화기억도 실험은 비파괴적이고 지구 기원이 아닌 고체 시료의 자화특성 규명에 유용하게 사용된다. 금번 연구에서는 알루미늄 농도를 조절하며 열수반응과 탈수반응을 통해 총 8개 성분의 3 가철 산화물을 합성하였다. 이들 시료에 대해 잔류자화기억도와 자화상실온도($T_N$)를 측정하였다. 3가철 산화물의 격자상수는 알루미늄의 3가철 함량이 증가하며 감소한다. 3 가철 산화물의 자화상실 온도 역시 알루미늄의 몰농도가 증가하며 감소한다. 알루미늄이 거의 첨가되지 않은 적철석의 $T_N$은 광물의 합성방법과 무관하게 대략 $690^{\circ}C$로 수렴한다. 탈수반응으로 합성된 3가철 산화물의 잔류자화기억도는 알루미늄의 함량에 거의 무관하게 매우 높지만, 열수반응으로 합성된 3가철 산화물의 잔류자화기억도는 알루미늄 함량이 증가하며 동반 상승한다. 상대적으로 쉽고 측정이 간단하며 비파괴적인 잔류자화기억도를 이용하면 추후 암석 내 3가철 산화물 입자의 성인 유추가 가능하며, 특히 화성의 암권 진화 규명에도 일조하리라 예상된다.

• 자원환경지질
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• 제37권4호
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• pp.413-424
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• 2004

한반도의 북중국/남중국지괴와의 연계성 및 충돌의 영향을 근거로 한반도의 지체구조적 진화를 알아보기 위하여 경기육괴에 분포하는 중생대 대동누층군과 원생대 변성암인 서산층군에 대하여 고지자기 연구를 수행하였다. 대동누층군에 대해서는 26개 지점 239개의 시료 중 14개 지점 106개의 시료에서 생성당시의 특성잔류자화 방향을 추출하였다. 특성잔류자화 방향은 경사보정 후 평균방향이 D/I=74.5$^{\circ}$/36.7$^{\circ}$(k=60.7, $\alpha$=5.1$^{\circ}$)이며 이는 경사보정 전의 방향 D/I=61.9$^{\circ}$/52.8$^{\circ}$(k=4.4, $$\alpha$_{95}$=21.5$^{\circ}$)보다 집중된 분포를 나타내므로 암석생성당시 획득된 일차자화임을 지시한다. 경사보정 후의 방향으로부터 계산한 고지자기극은 208.0$^{\circ}$E, 24.5$^{\circ}$N (n=14, K=67.5,$A_{95}$=4.9$^{\circ}$)에 위치하며 중기 트라이아스기 남중국지괴의 고자기극과 통계학적으로 유사하므로 이 기간 동안 대동누층군은 남중국지괴와 지구조적으로 동일했던 것으로 해석되며 남중국지괴와 한반도의 충돌에 따른 변형$.$변성작용에도 일차자화가 보존되었음을 지시한다. 서산층군의 33개 지점에서 채취한 279개 시료의 대부분은 분산된 방향을 나타내며, 오직 쥬라기 화강암 주변의 6개 지점에서 채취한 36개의 시료로부터 특성잔류자화 방향을 추출하였다. 이와 같은 결과는 경기육괴의 최대 변성시기인 북중국/남중국지괴와의 충돌과 연관된 고생대 말기에서 중생대 쥬라기 시기의 지구조 운동의 영향으로 추측된다. 지층경사보정 이전의 잔류자화 방향은 D/I=45.7$^{\circ}$/60.1$^{\circ}$(k=41.2, $$\alpha$_{95}$=10.6$^{\circ}$)이며 이로부터 구해진 고지자기극의 위치는 195.0$^{\circ}$E, 51.6$^{\circ}$N(n=6, K=20.8,$A_{95}$=12.4$^{\circ}$)로서 한반도 쥬라기 또는 백악기 초의 고지자기극과 유사하다. 그러나 서산층군의 특성잔류자화 방향은 조산운동의 직접적인 영향보다는 조산운동 후기 또는 이후에 쥬라기 대보화강암의 정치와 연관되어 획득된 재자화 방향으로 해석하였다.

• 한국광물학회지
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• 제24권1호
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• pp.31-36
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• 2011

운석은 모암인 소행성(asteroid)이나 미세소행성(planetesimal)에서 충돌에 의해 분리된 후, 태양계 내의 공간을 배회하다가 지구의 중력에 이끌려 지표에 떨어진 후 수집된 돌덩이다. 따라서 생성 초기의 지구를 포함하는 태양계 내 지구형 행성의 생성 초기와 진화과정을 규명하려면 원시 태양계의 정보를 간직하고 있는 운석의 물리/화학적 분석이 반드시 필요하다. 특히 열잔류자화(thermoremanent magnetization, TRM) 대비 포화등온잔류자화(saturation isothermal remanent magnetization, SIRM)의 비율과 자화를 유도하는 자기장 강도의 상관관계를 이용하면 운석이 함유하는 자성광물을 판별할 수 있다. TRM/SIRM 비를 이용하여 2종류의 미분화운석(H5 Richardton, LL6 St. Severin)과 2종류의 화성기원 분화운석(ALH84001, DaG476)에 대해 자성광물 판별을 시도하였다. 실험 결과 H5 Richardton, LL6 St. Severin, ALH84001, DaG476의 주 자성광물이 각각 카마사이트, 테트라테나이트, 자철석, 크롬티탄함유철석임을 판별하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2015년도 추계학술대회
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• pp.1109-1112
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• 2015

소자장치가 없는 함정의 경우 탈자 시에 지구자계와 반대방향으로 수직자화를 부여하여 수중에서 수직방향의 자계가 발생하지 않도록 한다. 탈자 시에 수직자화를 부여하는 탈자방법으로는 Flash D가 있어나 수직자화의 예측이 어렵다. 본 논문에서는 Flash D와는 달리 바이어스 자계를 인가하여 수직방향으로 자화를 형성하는 것에 대해 검토하였다. 이용된 시편은 두께 0.15mm의 아연도금 강판을 이용하여 함정의 선수에서 선미까지의 형상을 고려하여 원형, 삼각, 사각형의 형태를 가진다. FEM해석을 통해 시편형상에 따른 자계신호의 차이를 구하였고 인가자계에 의한 잔류자화특성곡선을 실험을 통해 구하였다. 바이어스자계를 수평 및 수직으로 각각 인가하여 잔류자화에 의한 자계신호를 측정하였다. 시편에 인가하는 자계는 파형발생기를 이용하여 솔레노이드 코일에 전류를 흘려 발생시켰으며 수직바이어스자계는 솔레노이드 코일 아래에 사각 코일을 설치하여 발생시켰다. 신호측정은 자계센서를 이용하였다. 이 실험을 통해 수직 및 수평 바이어스 자계는 시편에 수직 및 수평자화를 각각 형성시켰으며 수직자화는 수직바이어스 자계와 선형적인 관계를 가져 함정에 형성되는 수직자화를 예측할 수 있음을 알았다.

• 자원환경지질
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• 제34권4호
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• pp.355-373
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• 2001

옥천비변성대내 예미지역 23개지점으로부터 총 256개의 정향 코어시료를 채취하여 잔류자기 연구를 실시하였다. 연구지역은 태백과 영월사이의 두위봉형 퇴적지역이며 지리적 중심좌표는 37.18$^{\circ}$N, 128.61$^{\circ}$E이다. 일부 시료들에서는 교류 자기세척이 효과를 발휘하였으나 대부분의 경우 고온 열 세척이 특성잔류자기를 추출하는 주요 수단이었다. 캄브리아기 지층(화절층)의 특성잔류자기는 현재자기장 방향과 다르며 100%의 지층경사보정에서 최대의 군집을 이루어 1차잔류자기의 가능성을 제시하였으나 통계학적 습곡검사를 통과하지는 못하였다. 오도비스기 지층 (막골석회암, 고성석회암)의 경우에는 잔류자기 강도가 매우 낮았으며 또한 심하게 재자화되어 있었다. 석탄기 지층(홍점통)의 특성잔류 자기는 습곡검사와 역자화검사를 통과하는 습곡이전의 1차잔류자기이었는데 교류 세척과 열 세척으로 나타난 각각의 안정 잔류자기 방향이 서로 일치를 보여서 1차잔류자기라는 확신을 굳혀주었다. 이 석탄기 지층(홍점통)의 특성잔류자기는 습곡검사와 역자화검사를 통과하는 습곡이전의 1차잔류자기이었는데 교류 세척과 열 세척으로 나타난 각각의 안정 잔류자기 방향이 서로 일치를 보여서 1차잔류자기라는 확신을 굳혀주었다. 이 석탄기 지층의 특성잔류자기는 한노두에서도 지층의 상하부에 따라 방향이 상당히 다르게 나타나는데 이는 홍점통이 퇴적되는 동안 지구의 자극이 이동되었던 데에 기인한 것으로 해석된다. 석탄기 지층을 상하부로 구분하여 평균 특성잔류자기 방향을 산출하고 이로부터 고자기학적 북극의 위치를 구하여 중국의 것과 비교하면 북중국지괴(NCB)의 것과 매우 유사한 반면 남중국지괴(SCB)의 것과는 판이하게 다르다. 따라서 예미지역은 석탄기동안에 북중국지괴의 일부였거나 최소한 이에 근접하여 있었음을 알 수 있다. 페름기 지층(사동통, 고방산통)으로부터는 현재자장방향으로 재자화된 습곡이후의 2차잔류자기만이 검출되었다.

• 자원환경지질
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• 제34권1호
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• pp.119-131
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• 2001

해남지역에 분포하는 화산암과 화산쇄설성 퇴적암으로부터 고지자기 연구를 실시하고, 국내에서는 처음으로 특성잔류자화를 구하였다. 이들 화산암류는 K-Ar 전암분석에 의해, 일부 전기백악기를 제외하면, 주로 후기백악기의 연대를 나타내고 있다. 이들 암석의 특성잔류자화 방향을 나타내는 자성광물은 자철석으로 판명되었다. 연구지역의 후기백악기 암석들로부터 구한 평균자화방향을 Dm/Im=21.4$^{0}$ /57.1$^{0}$ ($\alpha_{95}=13.4^{\circ}$, k=350.0)으로서, 이로부터 구한 고지자기극의 위치는 $72.5^{\circ}N/199.9^{\circ}E$ (dp/dm=$14.2^{\circ}/19.5^{\circ}$)이다. 이 결과는 80~90 Ma의 유라시아 대륙으로부터 구한 고지자기극의 위치와 통계적으로 일치하며, 연구지역을 포함한 한반도가 후기백악기 이래로 안정되어 왔음을 시사한다. 연구지역의 전기 백악기의 암석들로부터 구한 평균자화방향은 동시기의 경상분지의 방향과 편의를 나타내며, 이것은 해남지역을 포함하는 소지괴가 전기백악기 말과 후기백악기 초 사이에 반시계방향의 수평회전운동을 경험했을 가능성을 제시하여 준다.

• 대한자원환경지질학회:학술대회논문집
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• 대한자원환경지질학회 2001년도 춘계 공동학술발표회
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• pp.196-197
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• 2001

• 한국자기학회지
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• 제2권2호
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• pp.140-144
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• 1992

강자계 내에서 영구자석의 자화량은 변한다. 따라서 영구자석을 포함하는 자기 시스템의 정확한 해석을 위해서는 영구자석의 자화량의 변화를 고려해 주어야 한다. 그런데 영구자석의 자화량 은 히스테리시스 특성을 가지고 변하므로 단순한 수식으로 표현이 되지 않으므로 종래의 방법으로는 수치모사가 불가능하다. 본 논문에서는 Preisach 모델과 결합된 유한요소법으로 히스테리시스 특성을 갖는 영구자석의 자화량을 수치모사하였다. 보자력과 잔류자속밀도 값이 다른 두 자석을 서로 접근시 킬 때 작용하는 힘을 본 방법으로 계산한 값과 strain gauge type load cell로 측정한 값이 잘 일치 함을 보임으로써, 본 방법이 자화량의 변화가 발생되는 영구자석기기의 해석에 적합함을 보였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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• pp.179-179
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• 2016

희토류계 영구자석은 높은 보자력과 잔류 자화을 가지고 있어 자기기록저장매체, MEMS(엑츄에이터), 센서 등의 응용 분야에 적용시키기 위해 다양한 연구들이 진행되고 있다. 하지만 희토류계 원소의 수급 및 가격의 문제점으로 친환경자석으로의 전환 및 희토류나 중희토류를 사용하지 않는 비희토류계 영구자석을 개발하는 연구에 대한 필요성이 대두되고 있다. 이 중 Fe-N 계 자성 물질인 $Fe_{16}N_2$는 포화 자화 값이 현재까지의 자성물질 중 가장 높은 값(240emu/g)을 나타내며 상대적으로 높은 결정자기이방성 상수를 가지고 있어 비희토류계 영구자석 물질 중 하나로 주목받고 있다. 본 연구에서는 $Fe_{16}N_2$ 박막을 얻기 위해 DC Magnetron Sputtering 방법을 이용하여 Si wafer 위에 박막을 증착하고 증착공정 조건 중 질소 유량 및 Sputtering Power를 변수로 따른 박막의 성장, 조직변화, 자성 특성을 관찰을 통해 최적의 공정 조건을 찾고자 하였다. $N_2$ 가스 유량 변화에 따른 박막의 성장 속도는 거의 변화가 없었으며 $N_2$ 가스 유량의 증가에 따라 박막 내 Fe의 함유량은 감소하였다. 모든 공정 조건에서 $Fe_3N$, $Fe_4N$, $Fe_{16}N_2$ 상들이 섞여 성장하였으며 XRD를 통한 상분석과 더불어 VSM을 통한 자성 특성을 분석해본 결과 $Fe_{16}N_2$의 분율이 가장 높게 성장된 공정 조건은 Power는 200W, $N_2$ 가스 유량은 20sccm이었으며 이 조건에서 2.45T의 포화 자화 값과 1.4T의 잔류 자화 값을 얻을 수 있었다.