• Korean Journal of Soil Science and Fertilizer
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• v.20 no.3
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• pp.199-204
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• 1987

This study was conducted to verify the identity and the effects on soil improvements by the application of Barley stone which has been recently named as miraculous mineral on account of being propagandized as health stone because of several special effect of medicine, the supplement of micronutrients for agriculture, prevention against diseases and insects of plant, and the increase of nutrient holding capacity of soil. The results were summarized as follows; 1. Barley stone is considered as Diabase Porphyrite by the analysis of X-ray Diffraction, chemical composition and microspore's observation. This mineral stone called as Barley stone has been deducted because of being seen as if the feature was attatched with cooked barley and appearently scattered about feldspar's phenocryst on the dark-green stone base. 2. In chemical characteristics of barley stone, the pH 8.7 was higher but C.E.C. 9.0 me/100g was lower then those of other clay minerals such as Bentonite and Zeolite, and so barley stone material was not considered suitable for improvement of sandy loam soil. 3. Effects of Bentonite and Zeolite application on yield of paddy rice were 108-109% compare to non-treated plot, but Barley stone has not increased rice yield. Notwithstanding the increase of application of barely stone to 5 ton per 10a, the yield increase was not significantly showing only 102-103% and the effects of Peanut, hot pepper and chinese cabbage were not recognized either.

• Economic and Environmental Geology
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• v.45 no.2
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• pp.71-78
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• 2012

Illite-smectite mixed layers (I-S) occurring authigenically in diagenetic and hydrothermal environments reacts toward more illite-rich phases as temperature and potassium ion concentration increase. For that reason, I-S is often used as geothermometry and/or geochronometry at the field of hydrocarbons or ore minerals exploration. Generally, I-S shows X-ray powder diffraction (XRD) patterns of ultra-thin lamellar structures, which consist of restricted numbers of sillicate layers (normally, 5 ~ 15 layers) stacked in parallel to a-b planes. This ultra-thinness is known to decrease I-S expandability (%S) rather than theoretically expected one (short-stacking effect). We attempt here to quantify the short stacking effect of I-S using the difference of two types of expandability: one type is a maximum expandability ($%S_{Max}$) of infinite stacks of fundamental particles (physically inseparable smallest units), and the other type is an expandability of finite particle stacks normally measured using X-ray powder diffraction (XRD) ($%S_{XRD}$). Eleven I-S samples from the Geumseongsan volcanic complex, Uiseong, Gyeongbuk, have been analyzed for measuring $%S_{XRD}$ and average coherent scattering thickness (CST) after size separation under 1 ${\mu}m$. Average fundamental particle thickness ($N_f$) and $%S_{Max}$ have been determined from $%S_{XRD}$ and CST using inter-parameter relationships of I-S layer structures. The discrepancy between $%S_{Max}$ and $%S_{XRD}$ (${\Delta}%S$) suggests that the maximum short-stacking effect happens approximately at 20 $%S_{XRD}$, of which point represents I-S layer structures consisting of ca. average 3-layered fundamental particles ($N_f{\approx}3$). As a result of inferring the $%S_{XRD}$ range of each Reichweite using the $%S_{XRD}$ vs. $N_f$ diagram of Kang et al. (2002), we can confirms that the fundamental particle thickness is a determinant factor for I-S Reichweite, and also that the short-stacking effect shifts the $%S_{XRD}$ range of each Reichweite toward smaller $%S_{XRD}$ values than those that can be theoretically prospected using junction probability.

• Economic and Environmental Geology
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• v.51 no.4
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• pp.345-358
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• 2018

In this study, we have performed electron probe micro analyzer (EPMA), X-ray differaction (XRD), inductively coupled plasma spectroscopy (ICP), Fourier transform Raman spectroscopy (FT-Raman), far-infrared (FIR), nuclear magnetic resonance (NMR), and pH-DO Analyses for characterizing medicinal mineralogy aspect of the black tourmaline (Shantung, china), black and pink tourmaline (Minas Geraris, Brazil), black touemaline (Daeyu mine, Korea). In addition, heating effects of the tourmaline sauna as well as the effects of tourmaline powder-added soap on skin troubles have been investigated. It has been revealed that chemical composition of the tourmaline is either high in Fe-, Al-, B-rich types. Ratio of the K-Ca, Na-K, and Fe-B reflects the component change property of solid solution. $CaO/CaO+Na_2O$ and MgO/FeO+MgO ratio show high positive correlation. When tourmaline reacts with distilled water, extended reaction time DO values approximately decrease and it stabilizes at DO = 10. Otherwise, pH values increase until 6 hours and it stabilizes at pH = 8 after 24 hours. Distilled water changes to alkaline when it reacts with tourmaline powder and particles. Tourmaline showed lower absorption spectrum strength and transmittance at short wave, where absorption spectrum wavelength and strength were determined by the content of the composition elements and characteristics of crystallography. Increase of the Fe content has been confirmed to be the cause for the reduction of irradiation. For the chemical composition and spectral property of the tourmaline particle samples, it has been found that Si and Fe contents show positive correlation with Far-Infrared irradiation, while Al and Mg contents show negative correlation. For tourmaline powder, it has been confirmed that $^{17}O-NMR$ FWHM (full width at half maximum) decreases when reacts with distilled water. Tourmaline sauna (approximately $100^{\circ}C$) was found to increase $0.5-1.5^{\circ}C$ of body temperature, average of 12 heartbeat, and 10mg Hg of blood pressure. Tourmaline soap had very good aesthetic effect to skin and was confirmed to have above the average improvements to skin troubles (e.g., allergy or atopy).

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.21 no.3
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• pp.99-104
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• 2011

A stoichiometric mixture of evaporating materials for $MgGa_2Se_4$ single crystal thin films was prepared from horizontal electric furnace. The crystal structure of these compounds has a rhombohedral structure with lattice constants $a_0=3.953\;{\AA}$, $c_0=38.890\;{\AA}$. To obtain the single crystal thin films, $MgGa_2Se_4$ mixed crystal was deposited on thoroughly etched semi-insulating GaAs(100) substrate by the Hot Wall Epitaxy (HWE) system. The source and substrate temperatures were $610^{\circ}C$ and $400^{\circ}C$, respectively. The crystalline structure of the single crystal thin films was investigated by the double crystal X-ray rocking curve and X-ray diffraction ${\omega}-2{\theta}$ scans. The carrier density and mobility of $MgGa_2Se_4$ single crystal thin films measured from Hall effect by van der Pauw method were $6.21{\times}10^{18}\;cm^{-3}$ and 248 $cm^2/v{\cdot}s$ at 293 K, respectively. The optical absorption of $MgGa_2Se_4$ single crystal thin films was investigated in the temperature range from 10 K to 293 K. The temperature dependence of the optical energy gap of the $MgGa_2Se_4$ obtained from the absorption spectra was well described by the Varshni's equation, $E_g(T)=E_g(0)-({\alpha}T^2/T+{\beta})$. The constants of Varshni's equation had the values of $E_g(0)=2.34\;eV$, ${\alpha}=8.81{\times}10^{-4}\;eV/K$ and ${\beta}=251\;K$, respectively.

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.17 no.2
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• pp.81-85
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• 2007

MnTe layers of high crystalline quality were successfully grown on Si(100) : B and Si(111) substrates by molecular beam epitaxy (MBE). Under tellurium-rich condition and the substrate temperature around $400^{\circ}C$, a layer thickness of $700{\AA}$ could be easily obtained with the growth rate of $1.1 {\AA}/s$. We investigated the structural, magnetic and transport properties of MnTe layers by using x-ray diffraction (XRD), superconducting quantum interference device (SQUID) magnetometry, and physical properties measurement system (PPMS). Characterization of MnTe layers on Si(100) : B and Si(111) substrates by XRD revealed a hexagonal structure of polycrystals with lattice parameters, ${\alpha}=4.143{\pm}0.001{\AA}\;and\;c=6.707{\pm}0.001{\AA}$. Investigation of magnetic and transport properties of MnTe films showed anomalies unlike antiferromagnetic powder MnTe. The temperature dependence of the magnetization data taken in zero-field-tooling (ZFC) and field-cooling (FC) conditions indicates three magnetic transitions at around 21, 49, and 210 K as well as the great irreversibility between ZFC and FC magnetization in the films. These anomalies are attributable to a magnetic-elastic coupling in the films. Magnetization measurements indicate ferromagnetic behaviour with hysteresis loops at 5 and 300 K for MnTe polycrystalline film. The coercivity ($H_c$) values at 5 and 300 K are 55 and 44 Oe, respectively. In electro-transport measurements, the temperature dependence of resistivity revealed a noticeable semiconducting behaviours and showed conduction via Mott variable range hopping at low temperatures.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.19 no.4
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• pp.293-299
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• 2010

Vertically aligned ZnO nanorods on Si (111) substrate were prepared by hydrothermal method. The ZnO nanorods on spin-coated seed layer were synthesized at $140^{\circ}C$ for 6 hours in autoclave and were thermally annealed in argon atmosphere for 20 minutes at temperature of 300, 500, $700^{\circ}C$. The effects of the thermal annealing on the structural and optical properties of the grown on ZnO nanorods were investigated by X-ray diffraction (XRD), field-emission scanning electron microscopy (FE-SEM), photoluminescence (PL). All the ZnO nanorods show a strong ZnO (002) and weak (004) diffraction peak, indicating c-axis preferred orientation. The residual stress of the ZnO nanorods is changed from compressive to tensile by increasing annealing temperature. The hexagonal shaped ZnO nanorods are observed. The PL spectra of the ZnO nanorods show a sharp near-band-edge emission (NBE) at 3.2 eV, which is generated by the free-exciton recombination and a broad deep-level emission (DLE) at about 2.12~1.96 eV, which is caused by the defects in the ZnO nanorods. The intensity of the NBE peak is decreased and the DLE peak is red-shifted due to oxygen-related defects by thermal annealing.

• Proceedings of the Mineralogical Society of Korea Conference
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• 2001.06a
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• pp.115-115
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• 2001

경주시 양남면의 4기 단층으로 추정되는 수렴단층에 의해 절단되는 해안단구 퇴적층 풍화단면에서 저결정질 광물인 앨로패인 교결층을 기재하였다. 이들은 자갈퇴적층 내에 협재하는 수조의 모래층에 한정되어 형성되어 있으며, 3-17 cm 두께로 연장성이 매우 좋다. 편광현미경 관찰에 의하면 모래층에는 사장석편들이 다량 함유되어 있으며 앨로패인은 광학적 등방성의 치밀한 점토집합체들로서 사장석 입자를 선택적으로 교대하거나 자갈과 모래입자들을 피복하고 있다. 앨로패인은 광학적 이방성인 상하위층의 고령토질 점토피복물과 명확히 구분된다. 앨로패인의 전자현미분석에 의하면, Al/Si 원자비가 1.3-1.7 범위이고 평균값은 1.5이다. X선회절분석 결과 3.49$\AA$과 2.26$\AA$에서 두 개의 넓은 회절대가 관찰된다. 주사 및 투과전자현미경관찰에 의하면 앨로패인을 특정한 입자형태 없이 치밀한 겔상태를 이루고 있다. 열분석에 의하면 96$^{\circ}C$에서 큰 흡열피크와 992$^{\circ}C$에서 발열피크가 관찰되며, 총 45% 정도의 중량감소를 보인다. 사장석의 평균조성은 An$_{87}$이며, 사장석내 유리포유물의 전자현미분석결과는 화산암 화학분류도에서 현무암 영역에 도시된다. 이 지역의 기반암은 현무암질 라필리응회암이나 사장석편을 제외하고 벤토나이트화되어 있다. 따라서 해빈환경에서 사장석이 벤토나이트에서 분리되어 퇴적한 것으로 보인다. 앨로패인 교결층은 해수면 강하로 단구퇴적층이 지표로 노출된 후, Al의 함량이 높고 비교적 풍화에 약한 사장석이 선택적으로 풍화되어 생성되었다. 앨로패인으로 피복된 모래층 내의 자갈은 풍화반응이 지체되어 상하위층의 자갈과 비교하여 풍화도에 있어서 현저한 차이를 보인다.. 파이프 중심에서 외곽부로 갈수록 전기석의 함량은 줄어들고 있고 장석들이 알바이트ㆍ칼스베드 쌍정을 보이며, 흑운모가 각섬석보다는 우세하게 나타나고 있다. 전기석은 주상 결정, 자형 내지 반자형의 입자로 다색성을 보이며, 결정 중심에서 가장자리로 갈수록 파란색과 황갈색의 광학적 누대구조를 관찰할 수 있다. 일광광산에서 산출되는 전기석에 대한 현미경 관찰은 열수기원임을 지시하고 있다. 야외조사와 현미경 관찰의 예비조사에 의하면 일광광산의 전기석이 형성된 환경은 다른2가지 화학적인 저장소의 혼합 효과의 결과로 생성되어진 것으로 예상된다. 일광의 화강암류를 만든 마그마는 전기석을 형성할 만큼의 Fe-Mg성분이 충분하지 않았을 것이다. 화강암 내에 흑운모와 각섬석의 결정작용에 의해 마그마의 Fe-Mg성분이 고갈되어지고 이로 인해 그 함량이 감소하며 상대적으로 마그마 내에 남은 붕소(B$_2$O$_3$)는 열수로 용리되고 흑운모, 각섬석과 평형을 유지하며 열수에 남아있게 된다. 잔류용융체에 남은 붕소의 함량은 전기석을 만들기에 충분함에도 불구하고, Fe-Mg 함량이 부족하여 마그마 기원의 전기석 결정을 만들 수가 없다가 광맥이 형성된 시기에 또 다른 열수가 공급되면서 이전의 평형이 깨지고 기존의 흑운모와 같은 염기성 광물이 붕소(B)를 함유한 새로운 열수와 반응하여 전기석을 형성한 것으로 예상한다. 앞으로 전암과 광물에 대해 지화학적 연구를 통해 화강암류와 전기석과의 지화학적 연관성, 주성분 원소와 열수의 특성과의 상관관계, 전기석의 기원(마그마 기원인지 열수기원인지)이 보다 정확하게 파악될 것이다. 마그마 진화에 따른 전기석의 성분변화와 기원을 이용하여 일광광산의 동광화대를 형성한 마그마 계에서 열수계로 이어지는 지질학적 과정을 이해할 수 있을 것이며, 암석 성인론적 지시자로서

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.185-185
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• 2012

중공 발광 나노 물질은 특유의 구조적 특성(낮은 밀도, 높은 비표면적, 다공성 물질, 낮은 열팽창계수 등)과 광학적 성질을 이용하여 디스플레이 패널, 광결정, 약물전달체, 바이오 이미징 라벨 등의 다양한 적용이 가능하다. 이러한 적용에 있어 균일한 크기와 형태의 중공 입자는 필수 조건으로 여겨진다. 지금까지 합성된 중공 발광 입자에는 BaMgAl10O17 : Eu2+-Nd3+, Gd2O3 : Eu3+, $EuPO_4{\cdot}H_2O$과 같은 것들이 있으나 크기 조절이 어렵고, 그 균일성이 확보되지 못하였다. 균일한 크기의 중공 발광 입자를 만들기 위해 SiO2나 emulsion을 템플릿으로 이용하여 황화카드뮴, 카드뮴 셀레나이드 중공 입자를 합성한 예가 있으나, 양자점의 독성으로 인하여 바이오분야 응용에는 적합하지 않다. YAG는 모체로써 형광체에서 가장 많이 이용되는 물질로, 화학적 안정성과 낮은 독성, 높은 양자 효율 등 많은 장점을 갖고 있다. 특히 세륨이 도핑된 YAG형광체의 경우 WLED, 신틸레이터, 바이오산업에 적용이 가능하다. 그러나 지금까지 중공 YAG:Ce3+형광체를 합성한 예가 없었다. 본 연구에서는 단분산 수화 알루미늄 (Al(OH)3) 입자 위에 세륨이 도핑 된 이트륨 베이직 카보네이트 ($Y(OH)CO_3$)를 균일하게 코팅한 후 열처리를 하여 균일한 크기의 Y3Al5O12:Ce3+(YAG) 중공 입자를 합성하였다. 열처리 온도에 따른 고분해능 투과 전자 현미경(HRTEM), X-선 회절(XRD), 고분해능 에너지 분광법(HREDX) 분석결과, 중공 YAG: Ce3+입자는 Kirkendall 효과에 의해 형성됨을 확인하였다. 전계방사형 주사 전자 현미경(FE-SEM) 측정을 통해, 열처리 후에도 입자의 크기와 형태가 균일함을 확인하였으며, 공초점 현미경 관찰을 통해 중공 형태를 명확히 확인 할 수 있었다. Photoluminescence (PL) 분광법과 형광 수명 이미징 현미경(FLIM)을 이용한 광 특성 분석결과, 합성된 입자는 400-500 nm에서 흡수 파장 (456 nm에서 최대 강도)과 500-700 nm 범위의 발광 파장(544 nm에서 최대 강도)을 나타냈고, 상용 YAG: Ce3+(70 ns)에 준하는 74 ns의 잔광 시간(decay time)이 측정되었다. 단분산 수화 알루미늄 입자의 크기를 조절하여 최종 합성된 YAG: Ce3+의 크기를 조절할 수 있었다. 지름 약 600 nm의 Al(OH)3를 사용한 경우, $1,300^{\circ}C$에서 열처리를 한 후 평균 지름 590 nm의 중공입자를 합성하였고, 약 170 nm의 Al(OH)3를 이용하여, 더 낮은 온도인 $1,100^{\circ}C$에서의 열처리를 통해 평균지름 140 nm의 중공 YAG: Ce3+입자를 합성하였다. 본 연구를 통하여 합성된 균일한 크기의 YAG 중공입자는 LED와 같은 광전변환 소자 및 다기능성 바이오 이미징 등의 나노바이오 소자 분야에 활용될 수 있음이 기대된다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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• pp.170.1-170.1
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• 2015

안티모니 (Sb)를 기반으로 한 제2형 초격자 (Type II superlattice, T2SL)구조 적외선 검출기 연구는 2000년대 들어 Sb 계열의 화합물 반도체 성장 기술이 발전함에 따라 HgCdTe (MCT), InSb, 양자우물 적외선 검출기 (QWIP)를 대체할 수 있는 고성능의 양자형 적외선 검출 소재로 부상하였으며, 현재 전 세계적으로 활발한 연구가 진행되고 있다. 특히, 기존의 양자형 적외선 검출소자에 비해 전자의 유효질량이 상대적으로 커서 밴드 간의 투과전류가 줄어들 뿐만 아니라, 전자와 정공이 서로 다른 물질 영역에 분포하여 Auger 재결합률을 효과적으로 줄일 수 있어 상온 동작이 가능한 소재로 주목을 받고 있다. 또한, T2SL 구조는 초격자를 구성하는 물질의 두께나 조성 변화를 통한 밴드갭 변조가 용이하여 단파장에서 장파장 적외선에 이르는 광범위한 파장 대역에서 동작이 가능할 뿐만 아니라 구조적 변화를 통해 이중 대역을 동시에 검출 할 수 있는 차세대 적외선 열영상 소자로 알려져 있다. 본 연구에서는 분자선 에피택시(MBE)법을 이용하여 300 주기의 InAs/GaSb (10/10 ML) 제2형 초격자 구조를 성장하여 적외선 검출소자를 제작하였다. 제2형 초격자 구조를 구성하는 물질계에 p-type dopant인 Be을 이용하여 각각 도핑 농도가 다른 시료를 성장하였다. 이때 p-type 도핑 농도는 각각 $1/5/10{\times}10^{15}cm^{-3}$로 변화를 주었다. 성장된 시료의 구조적 특성 분석을 위해 고분해능 X선 회절 (High resolution X-ray diffraction, HRXRD)법을 이용하였으며, 초격자 한 주기의 두께가 6.2~6.4 nm 로 설계된 구조와 동일하게 성장됨을 확인 하였으며, 1차 위성피크의 반치폭은 30~80 arcsec로 우수한 결정성을 가짐을 확인하였다. 적외선 검출을 위한 $410{\times}410{\mu}m^2$ 크기의 단위 소자 공정을 진행하였으며 이때 적외선의 전면 입사를 위해 소자 위에 $300{\mu}m$의 윈도우 창을 제작하였다. 단위 소자의 측벽에는 표면 누설 전류가 흐르는데 이를 방지하기 위해서 표면보호막을 증착하였다. 적외선 검출 소자의 전기적 특성 평가를 위해 각각의 시료의 암전류 (dark current)와 파장별 반응 (spectral response)을 온도별로 측정하여 비교 및 분석하였다.

• Journal of the Korean Chemical Society
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• v.44 no.1
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• pp.52-59
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• 2000

The reaction gel mixtures of molar composition (0.3${\sim}$2.1) $SiO_2:\;(0.10{\sim}0.50)\;CTABr:\;0.15{\sim}0.23)\;TMAOH:\;(20{\sim}100)\;H_2O$ we prepared and then aged at room temperature for a definite duration. The aged gel is reacted hydrothermally at $150^{\circ}C$ for 2 days. The pH of reaction gel during synthesis is strongly influenced by the concentration of TMAOH and silica source. The pH change affects the phase of product, which is monitored by X-ray diffractometer. With increasing the TMAOH ratio from 0.19 to 0.23, the gel becomes more basic, and the product involves more lamellar phase. At TMAOH ratio lower than 0.19, the hexagonal phase is lower with decrease of pH. The content of the lamellar phase increases at a lower $SiO_2$ concentration, and higher concentrations have a clear detrimental effect on the crystallinity ofMCM-41 due to an excess silica source. The best quality MCM-41 is synthesized from a reaction gel composition of $1.0\;SiO_2:\;0.27\;CTABr:\;0.19\;TMAOH:\;40\;H_2O$. The pH values of this gel, aged one for 24 hr, and reacted one at $150^{\circ}C$ for 2 days are 12.3, 11.5, and 10.5, respectively. Gel aging for 24 h is essential for preparing high quality MCM-41. Longer aging causes a decrease of hexagonal phase.