• 제목/요약/키워드: Diamond anvil cell(DAC)

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High Pressure Vibrational Study of $C_{70}$ Using Diamond Anvil Cell

  • Ahn, Hang-Sun;Jeon, Seung-Joon
    • The Korean Journal of Ceramics
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    • 제3권2호
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    • pp.82-87
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    • 1997
  • High pressure FTIR and Raman spectra of soild $C_{70}$ were measured at pressure up to 11 GPa and room temperature. The slope (dv/dp) of the frequency-pressure plots for several IR and Raman mode changed around 1.5 GPa, where a solid-solid transition might occur. In IR study, we can observe new mode appeared around 777$cm^{-1}$1 above 5.5 GPa which might indicate another solid-solid transition. Our study showed that this transition might be irreversible.

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고압하에서 방사광을 이용한 흑연에 대한 연구 (High pressure X-ray diffraction study on a graphite using Synchrotron Radiation)

  • Kim, Young-Ho;Na, Ki-Chang
    • 암석학회지
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    • 제3권1호
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    • pp.34-40
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    • 1994
  • High pressure X-ray diffraction study was carried out on a graphite to investigate its compressibility as well as any possible phase transition to the hexagonal diamond structure at room temperature. Energy dispersive X-ray diffraction method was introduced using a Mao-Bell type diamond anvil cell with Synchrotron Radiation. Polycrystalline sodium chloride was compressed together with graphite for the high pressure determinations. Because of the poor resolution of the X-ray diffraction pattern of graphite, its compressibility was estimated to be almost same as that of NaCl by graphite (002) X-ray diffraction peak only. An observation of any new peak from a possible hexagonal diamond phase seems very unplausible for its definite identification based on the present data. Alternative approaches such as an Wiggler Radiation source as well as a Large Volume high pressure apparatus will be necessary for the detailed studies on a graphite in future.

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극한 조건하에서 신물질 합성을 위한 양쪽 가열 레이저 가열 시스템 설치 및 운영 (Installation and Operation of a Double-Sided Laser Heating System for the Synthesis of Novel Materials Under Extreme Conditions)

  • 고영호;오경훈;김광주
    • 새물리
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    • 제69권10호
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    • pp.1107-1114
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    • 2019
  • 다양한 기능의 새로운 물질을 합성하고 정적 및 동적 특성을 조사하기 위해서는 매우 안정된 고온 및 고압 조건을 만드는 것이 중요하다. 새로운 물질을 제조하는 데 필요한 다이아몬드 엔빌 셀 (DAC)을 사용하여 Mbar 범위의 고압 조건은 이미 확보되었다. 이 연구에서는 DAC와 결합된 레이저 가열 시스템을 설계하였으며, DAC의 양쪽 방향에서 시료를 가열하기 위해 2 대의 1064 nm, 100 W 파이버 레이저를 사용했을 뿐만 아니라 3 대의 분광기를 사용하여 온도, 압력 및 라만 스펙트럼을 측정하였다. 고압 실험에서 시료를 가두는 구멍으로 일반적으로 사용되는 스테인리스 강 개스킷을 가열하여 열 방사선원을 만들고, 이 방사선원으로부터 방출되는 복사 스펙트럼을 획득하여 가열된 개스킷의 온도를 측정하였다. 이 기술을 적용하여 다양한 물질들을 만들고 극한 조건에서 물리적 특성을 조사 할 수 있다.

상온하에서 $MgF_2$에 대한 상태방정식 연구 (Equation of State Studies on $MgF_2$at Room Temperature)

  • Young-Ho Kim
    • 한국광물학회지
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    • 제3권2호
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    • pp.72-78
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    • 1990
  • Polycrystalline MaF2(rutile structure) has been studied up to∼15 GPa under truly hydrostatic pressures in a diamond anvil cell(DAC) at room temperature. Its bulk modulus was determined to 96.0 GPa, from two independent runs using Birch-Murnaghan equation of state with an assumed Ko' of 5.1 from ultrasonic measurements. These are in good agreement with the previously reported values by both ultrasonic and X-ray diffraction meth-ods.

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Scratching 시험에 의한 단결정 실리콘의 상전이 (Phase Transition of Single Crystal Silicon by Scratching Test)

  • 오한석;정성민;김현호;박성은;이홍림
    • 한국결정학회지
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    • 제12권2호
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    • pp.102-112
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    • 2001
  • 단결정 실리콘의 기계적 손상거동에 대한 이해는 반도체 정밀가공의 관점에서 매우 중요하다. 최근 이루어지고 있는 Diamond Anvil Cell(DAC) 이나 압입시험을 통한 고압상연구로 부터 실리콘은 고압에서 일련의 상변화과정을 겪는다는 것이 알려지고 있으며 마찬가지로 실리콘에 다이아몬드 팁으로 scratching시험을 하는 과정에서 다양한 기계적인 손상과 응력상들이 나타날 수 있다. 본 연구에서는 단결정 실리콘에 대하여 scratching시험에 의하여 나 타나는 균열에 대하여 고찰하고 mirco-Raman 분광법을 사용하여 scratching에 의하여 나타나는 상을 분석하였다. 그 결과 scratching 방향과 속도에 따라 균열의 양상이 달라지며 scratching속도와 하중조건에 따라 여러가지 다른 상이 관찰됨을 확인하였다

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$FeS_{2}$의 압축성 연구 (Compressibility of $FeS_{2}$)

  • 김영호;황길찬;조현구
    • 한국광물학회지
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    • 제19권3호
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    • pp.189-195
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    • 2006
  • 황철석에 대한 압축성 연구를 다이아몬드 앤빌 기기 및 방사광을 이용하고 에너지분산 X-선회절법을 적용하여 상온에서 시행하였다. 황철석의 체적탄성률은 실험조건과 실험기기에 따라 매우 큰 변이를 보이고 있는데 이는 압력전달매체의 특성에 따른 것으로 알려져 있다. $FeS_{2}#1$(황철석+NaCl)과 $FeS_{2}#2$(황철석+MgO)에 대해 압력전달 매체로 각각 NaCl과 유체를 이용하여 체적탄성률 138.9 GPa와 198.2 GPa를 각각 얻었다. 이러한 값은 시료방의 압력상태에 따른 예측 결과치에 대치되는 것으로 그 원인은 압력전달액체의 상변이에 따른 것으로 추정되며 이외에 고상검출기의 차이, E*d값의 차이 등도 영향을 미친 것으로 판단된다. 모든 실험은 포항가속기연구소 1B2 빔라인에서 시행되었다.

방사광을 이용한 천연산 알만딘의 압축성 연구 (A Study of Compressibility on a Natural Almandine Using Synchrotron Radiation)

  • 황길찬;김영호
    • 한국광물학회지
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    • 제18권4호통권46호
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    • pp.249-257
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    • 2005
  • 석류석은 하부맨틀의 최상부인 약 660 km깊이까지 올리빈, 휘석과 함께 주요한 구성광물 중의 하나이다. 석류석은 약 660 km를 지나 하부맨틀에서 페롭스카이트와 코런덤으로 상변이를 하는 것으로 알려져 있으나, 실험방법 및 상변이 깊이와 상변이 경로에 대해서 아직까지 논쟁의 대상이 되고 있다. 실험은 천연산 알만딘(($Fe_{2.52}Ca_{0.21}Mg_{0.18}Mn_{0.12})Al_{2.23}Si_{2.97}O_{12}$)에 마오-벨 타입의 다이아몬드 앤빌기기를 이용하여 실온에서 62 GPa까지 압축실험을 시행하여 체적탄성계수를 결정하였다. 실험결과는 다음과 같다 : 62 GPa에서 격자상수 = $10.775\;{\AA}$, 체적 = $1251.16\;{\AA}^{3}$, X-선밀도 = $5.265\;g/cm^{3}$, 버치-머내한 상태방정식을 이용하여 계산한 체적탄성계수는 156 GPa이다(이때 $K_{0}\;'$는 4로 가정함). 본 연구는 포항가속기연구소의 방사광을 이용하여 시행한 국내 첫 고압실험결과이다.

로소나이트(Lawsonite)의 압력에 따른 등방성 압축거동 연구 (Isotropic Compression Behavior of Lawsonite Under High-pressure Conditions)

  • 임준혁;이용재
    • 자원환경지질
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    • 제49권1호
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    • pp.23-30
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    • 2016
  • 자연산 로소나이트(Ca-Lawsonite, $CaAl_2Si_2O_7(OH)_2{\cdot}H_2O$) 분말의 압력증가에 따른 변화와 구조적 특성을 소형 압력 발생장치인 다이아몬드 앤빌셀과 실시간 싱크로트론 X-선 회절실험을 통하여 확인하였다. 본 연구에서 시료에 적용한 압력은 1 기압에서 8 GPa 까지였으며 메탄올, 에탄올, 물의 혼합 용액을 압력 매개체로 하여 상온조건에서 실험하였고, 특이한 상전이나 압력하 부피변화의 이상현상은 발견되지 않은 가역적 압축특성을 관찰하였다. 최고압력까지 로소나이트는 결정성을 잃지 않는 것으로 확인되었고 압력증가에 따른 체적감소를 통해 체적탄성률($B_0$)을 계산해 본 결과 146(6) GPa로 도출되었다. 체적탄성률과 함께 계산된 선형압축률은 a-, b-, c-축에서 각각 0.0022, 0.0024, $0.0020GPa^{-1}$로 압력에 의한 부피감소는 대체적으로 3축이 같은 비율로 감소하는 것을 확인하였다.

Review and Strategy for Study on Korean Buffer Characteristics Under the Elevated Temperature Conditions: Mineral Transformation and Radionuclide Retardation Perspective

  • Park, Tae-Jin;Yoon, Seok;Lee, Changsoo;Cho, Dong Keun
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제19권4호
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    • pp.459-467
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    • 2021
  • In the majority of countries, the upper limit of buffer temperature in a repository is set to below 100℃ due to the possible illitization. This smectite-to-illite transformation is expected to be detrimental to the swelling functions of the buffer. However, if the upper limit is increased while preventing illitization, the disposal density and cost-effectiveness for the repository will dramatically increase. Thus, understanding the characteristics and creating a database related to the buffer under the elevated temperature conditions is crucial. In this study, a strategy to investigate the bentonite found in Korea under the elevated temperatures from a mineral transformation and radionuclides retardation perspective was proposed. Certain long-term hydrothermal reactions generated the bentonite samples that were utilized for the investigation of their mineral transformation and radionuclide retardation characteristics. The bentonite samples are expected to be studied using in-situ synchrotron-based X-Ray Diffraction (XRD) technique to determine the smectite-to-illite transformation. Simultaneously, the 'high-temperature and high-pressure mineral alteration measurement system' based on the Diamond Anvil Cell (DAC) will control and provide the elevated temperature and pressure conditions during the measurements. The kinetic models, including the Huang and Cuadros model, are expected to predict the time and manner in which the illitization will become detrimental to the performance and safety of the repository. The sorption reactions planned for the bentonite samples to evaluate the effects on retardation will provide the information required to expand the current knowledge of repository optimization.