• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 1994년도 추계학술대회 논문집
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• pp.221-225
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• 1994

We described the impact ionization rates of electron in GaAs/AlGaAs MQH(multi- quantum well) using EMC(ensenble Monte Carlo) simulation. Hot electron energy of injected into quantum well is increasing nearly liearly due to the applied electric field to the barrier of MQM inspite of various Al mole fraction in AlGaAs or barrier width. Impact ionization rates are decreasing exponentially by increasing Al mole fraction, and they have peak vague due to the barrier width.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제47권3호
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• pp.152-157
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• 2022

Background: The hemi-body electron beam irradiation (HBIe^-) technique has been proposed for the treatment of mycosis fungoides. It spares healthy skin using an electron shield. However, shielding electrons is complicated owing to electron scattering effects. In this study, we developed a thimble-like head bolus shield that surrounds the patient's entire head to prevent irradiation of the head during HBIe^-. Materials and Methods: The feasibility of a thimble-like head bolus shield was evaluated using a simplified Geant4 Monte Carlo (MC) simulation. Subsequently, the head bolus was manufactured using a three-dimensional (3D) printed mold and Ecoflex 00-30 silicone. The fabricated head bolus was experimentally validated by measuring the dose to the Rando phantom using a metal-oxide-semiconductor field-effect transistor (MOSFET) detector with clinical configuration of HBIe^-. Results and Discussion: The thimble-like head bolus reduced the electron fluence by 2% compared with that without a shield in the MC simulations. In addition, an improvement in fluence degradation outside the head shield was observed. In the experimental validation using the inhouse-developed bolus shield, this head bolus reduced the electron dose to approximately 2.5% of the prescribed dose. Conclusion: A thimble-like head bolus shield for the HBIe^- technique was developed and validated in this study. This bolus effectively spares healthy skin without underdosage in the region of the target skin in HBIe^-.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제13권4호
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• pp.195-201
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• 2002

측방 산란이 상대적으로 많은 6 MeV 전자선에 대하여 세로 자기장에서 반음영의 변화를 몬테칼로 계산을 이용하여 연구하였다. 전자의 물질과의 상호작용 계산에서 외부 자기장의 효과를 반열하기 위하여 자기장에서 전자의 방향변화에 관한 알고리즘을 개발하여 EGS4 시스템에 삽입하였다. 완성된 코드를 이용하여 점선원 기하구조를 설정하고 SSD 100 cm에서 직경 5 cm인 전자선에 대하여 0-3 T의 세로 자기장이 걸려있는 팬텀속 1.5 cm, 2.0 cm, 2.4 cm 깊이에서의 빔 프로파일을 계산하였다. 자기장의 세기에 따른 반음영의 감소를 나타내기 위해 같은 질이에서의 기존 반음영의 폭과 자기장에 의한 반음영 폭의 감소 비로 반음영 감소율(PRR)을 정의하였다. 계산결과 팬텀속 1.5 cm, 2.0 cm, 2.4 cm 깊이에 대하여 자기장의 세기가 2 T인 경우에 PRR은 각각 27%, 36%, 36%로 나타났으며, 3 T인 경우에는 각각 46%, 50%, 50%로 나타났다 0.5 T와 1 T에서는 자기장의 효과가 매우 미약하였다. 이 결과는 6 MeV 전자선의 경우에 2 T 이상의 자기장을 세로방향으로 인가한는 경우에 측방산란된 전자들이 자기장에 의하여 편향되면서 반음영의 폭이 크게 줄어드는 것으로 해석할 수 있다. 결론적으로 전자선치료에서 세로 자기장을 병행하는 경우에 조사면 가장자리의 선량감소가 보상됨으로써 치료효과의 증대를 기대할 수 있다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제13권3호
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• pp.149-155
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• 2002

최근 들어 방사선 수송이론, 컴퓨터 하드웨어 성능, 및 병렬 연산 기법의 발전에 힘입어, 몬테카를로 기반의 선량계산 기법을 임상에 적용할 수 있게 되었다. 임상적용을 위해 개발된 몬테카를로 기반 선량계산 코드간의 계산 소요 시간과 정확도를 비교할 목적으로 제13차 ICCR (International Conference on the use of Computers in Radiation Therapy, Heidelberg, Germany, 2000) 학술대회에서 벤치마킹 절차서가 제안되었다. 최근, 본원에서도 임상적용을 목표로 28개의 인텔 펜티움 프로세서로 구성된 Linux cluster 시스템을 구축하고, 여기에 몬테카를로 선량계산을 위한 BEAMnrc 코드를 설치하였다. 본 연구의 목적은 위에서 제안된 벤치마킹 절차를 수행하여 본원에서 구축한 몬테카를로 선량계산 시스템의 정량적 성능 평가를 시도하고자 하는 것이었다. 벤치마킹 절차는 크게 다음의 세 과정으로 구성되어 있다. a) 30.5 cm $\times$ 39.5 cm $\times$ 30 cm 의 팬톰(5 ㎣ voxels) 에 대한 통계적 불확정도 2%이내 결과를 얻기 위한 광자선 선량계산 속도. b) 위 팬톰에 대한 전자선의 선량계산 속도. c) 비균질 평판 매질로 구성된 팬톰내 광자선 및 전자선의 선량계산 결과를 EGSr/PRESTA 계산 결과와 비교 제시. 18 MV 광자선에 대해 선량계산 속도 평가 결과 5.5분이 소용되었다. 전자선의 경우, 실제 계산 시간은 광자선에 비해 약 10배 정도 빨랐으나, 병렬 연산을 처리하기 위해 소용되는 추가 시간 때문에 전체 계산에 소요되는 시간은 광자선과 비슷하였다. 본 원에서 사용한 몬테카를로 코드는 EGSnrc로써 EGS4의 개선 버전으로 이들 간의 정확도 비교는 큰 의미가 없을 것으로 판단된다. 하지만 두 계산 결과가 기대했던 바와 같이 매우 잘 일치하였다. 결론적으로, 본원에서 구축한 몬테카를로 치료계획시스템은 임상적용에 무리가 없을 것으로 판단하였다. 추후 본 시스템을 본원에서 사용하는 상용 치료계획시스템과 인터페이스를 개발하여, 통합환경을 구축함으로써, 몬테카를로 기반의 치료계획시스템의 임상적용과 관련된 연구들을 수행해 나갈 계획이다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2000년도 춘계종합학술대회
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• pp.451-454
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• 2000

임팩트이온화는 고전계하에서 고에너지를 지닌 캐리어간 산란으로써 전자전송해석에 필수적인 요소이다. 임팩트이온화율 계산은 풀밴드 E-k관계와 페르미의 황금법칙을 이용하였다. 본 연구에서는 풀밴드 Monte Carlo 시뮬레이션을 이용하여 온도 및 전계에 대한 Si 임팩트이온화계수를 조사하였다. 임팩트이온화 모델에 의해서 계산된 look의 임팩트이온화계수는 실험값과 잘 맞았다. 온도상승에 따른 임팩트이온화계수와 전자의 에너지는 포논산란의 emission 모드의 증가 때문에 감소함을 알 수 있었다. 임팩트이온화계수의 대수는 온도와 전계에 대한 선형함수로 fitting 되었다. 이 선형함수의 오차는 5%이내이다. 결과적으로 임팩트이온화계수의 대수는 선형적으로 온도와 전계에 의존함을 알 수 있었다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제31권2호
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• pp.9-19
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• 2020

Purpose: This study aims to develop a multi-purpose electron beam irradiation device for preclinical research and material testing using the research electron linear accelerator installed at the Dongnam Institute of Radiological and Medical Sciences. Methods: The fabricated irradiation device comprises a dual scattering foil and collimator. The correct scattering foil thickness, in terms of the energy loss and beam profile uniformity, was determined using Monte Carlo calculations. The ion-chamber and radiochromic films were used to determine the reference dose-rate (Gy/s) and beam profiles as functions of the source to surface distance (SSD) and pulse frequency. Results: The dose-rates for the electron beams were evaluated for the range from 59.16 Gy/s to 5.22 cGy/s at SSDs of 40-120 cm, by controlling the pulse frequency. Furthermore, uniform dose distributions in the electron fields were achieved up to approximately 10 cm in diameter. An empirical formula for the systematic dose-rate calculation for the irradiation system was established using the measured data. Conclusions: A wide dose-rate range electron beam irradiation device was successfully developed in this study. The pre-clinical studies relating to FLASH radiotherapy to the conventional level were made available. Additionally, material studies were made available using a quantified irradiation system. Future studies are required to improve the energy, dose-rate, and field uniformity of the irradiation system.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제41권5호
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• pp.23-36
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• 2004

밀리미터파 대역용 고속 HEMT 소자 제작 및 개발을 위하여 0.l㎛ 이하의 T-게이트 길이를 형성하기 위한 전자빔 리소그래피 공정을 분석할 수 있는 새로운 몬테 카를로 시뮬레이터를 개발하였다. 전자빔에 의한 노광 공정 모델링을 위해 전자산란에 대한 몬데 카를로 시뮬레이션에서 다층 리지스트 및 다원자 타겟 기판 구조에서 리지스트에 전이되는 에너지를 효율적으로 계산하도록 내부 쉘 전자 산란과 에너지 손실에 대해 새로이 모델링하였다. 다층 리지스트 구조에서 T-게이트 형상을 얻기 위해서 보통은 재현성 문제로 각 리지스트에 대해 각기 다른 현상액을 사용하게 되는데, 3층 리지스트 구조에서의 전자빔 리소그래피 공정을 정확하게 시뮬레이션하기 위해 각기 다른 현상 모델을 적용하였다. 본 논문에서 제안 개발된 모델을 사용하여 HEMT 소자의 전자빔 리소그래피에 의한 0.l㎛ T-게이트 형성 공정을 시뮬레이션하고 SEM 측정 결과와 비교하여 T-게이트 형성 공정을 분석하였다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제14권4호
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• pp.234-239
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• 2003

본 연구에서는 몬테칼로 계산을 이용하여 외부 가로 자기장에 의한 깊이선량율(PDD)의 변화를 고찰하였다. 몬테칼로 계산은 자기장에서 전자의 편향을 고려하도록 수정한 EGS4 몬테칼로 코드를 사용하였다. 자기장에서 깊이선량율의 변화를 기술하기 위하여, 선량증가(DI； dose improvement)와 선량감소(DR； dose reduction)를 정의하였다. 10 MV 광자선에 대하여 1-5 T 자기장 범위에서 계산한 결과, 자기장의 세기에 따라 DI와 DR은 거의 선형으로 각각 증가, 감소하였다. 자기장 3 T의 경우에 조사면 10${\times}$10 $\textrm{cm}^2$와 자기장 인가깊이 5-10 cm에서 DI는 1.56 (56% 증가), DR은 0.68 (32% 감소)로 나타났다. 깊이선량율 변화의 원리는 로렌츠 법칙과 전자평형 개념으로부터 설명하였으며, 이러한 특성을 이용하여 방사선치료의 최적화를 달성할 수 있음을 제안하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제41권6호
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• pp.25-31
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• 2004

본 논문에서는 나노 스케일 확산 공정 모사를 위한 방법으로 동력학적 몬테칼로(kinetic Monte Carlo)를 소개하고자 한다. 먼저 동력학적 몬테칼로의 이론과 배경을 살펴보고 실제적인 이해를 돕기 위하여 실리콘 기판에 이온(전자) 주입 후 열처리과정에서 일어나는 점결함의 확산을 동력학적 몬테칼로를 이용하여 모사하는 간단한 예를 보여주고 있다. 동력학적 몬테칼로는 몬테칼로의 일종이지만 기존의 몬테칼로에서 구현하지 못하였던 물리적인 시간을 포아송 확률 과정을 통하여 구현하였다. 동력학적 몬테칼로 확산 공정 모사에서는 연속 확산 미분 방정식의 해를 구하는 기존의 유한 요소 수치 해석적 방법과 달리원자 상호간 혹은 원자와 결함 또는 결함들 간의 화학적 반응과 입자들의 확산 과정을 포아송 확률 과정에 따라 일어나는 화학적 반응, 입자들의 확산 사건의 연속으로 본다. 사건마다 고유의 사건 발생 확률을 갖고 이 사건 발생 확률에 따라 일어나는 확률적 사건의 연속적 발생으로 실제의 반도체 확산 공정을 시간에 따라 직접적으로 모사할 수 있다. 입자들 간의 화학적 반응 사건 확률과 입자들의 확산 공정에 필요한 확률적 인자들은 분자 동역학, 양자 역학적 계산, 흑은 실험으로 얻어진다.

• Journal of Korean Vacuum Science & Technology
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• 제6권1호
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• pp.22-29
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• 2002

The process of energetic deposition has been simulated by using molecular dynamics (W) simulation and kinetic Monte Carlo (KMC) simulation. The atomistic mechanisms of film growth in energetic deposition are discussed.