• 한국결정성장학회지
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• 제10권3호
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• pp.189-198
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• 2000

수평전기로에서 $CuGaSe_2$다결정을 합성하여 HWE(Hot Wall Epitaxy) 방법으로 $CuGaSe_2$단결정 박막을 반절연 성 GaAs(100)기판 위에 성장하였다. $CuGaSe_2$단결정박막은 증발원의 온도를 $610^{\circ}C$, 기판의 온도를 $450^{\circ}C$로 성장하였다. 이때 성장된 단결정 박막의 두께는 2.1$\mu\textrm{m}$였다. 단결정 박막의 결정성의 조사에서 20K에서 광발광(photoluminescence) 스펙트럼이 672.6nm(1.8432 eV)에서 exciton emission 스펙트럼이 가장 강하게 나타났으며, 또한 이중결정 X-선 요동곡선(DCRC)의 반폭치(FWHM)도 138 arcsec로 가장 작아 최적 성장 조건임을 알 수 있었다. Hall 효과는 van der Pauw 방법에 의해 측정되었으며, 온도에 의존하는 운반자 농도와 이동도는 293 K에서 각각 $4.87{\times}10^{23}$ electron/$m^{23}$ , $1.29{\times}10^{-2}$$\m^2$/v-s였다. $CuGaSe_2$ 단결정 박막의 광전류 단파장대 봉우리들로부터 20K에서 측정된 $\Delta$Cr(crystal field splitting)은 약 0.0900 eV $\Delta$So(spin orbit coupling)는0.2493 eV였다. 20K에서 광발광 봉우리의 667.6nm(1.8571 eV)는 free exciton($E_x$), 672.6nm(1.8432 eV)는 acceptor-bound exciton 인 $I_2$와 679.3nm(1.8251 eV)는 donor-bound exciton인 $I_1$였다. 또한 690.9nm(1.7945 eV)는 donor-acceptor pair(DAP) 발광 $P_0$이고 702.4nm(1.7651 eV)는 DAP-replica $P_1$, 715.0nm(1.7340 eV)는 DAP-replica $P_2$, 728.9nm(1.7009 eV)는 DAP-replica $P_3$, 741.9nm(1.6711 eV)는 DAP-replica $P_4$로 고찰된다. 912.4nm(1.3589 eV)는 self activated(SA)에 기인하는 광발광 봉우리로 고찰되었다.

• 한국결정성장학회지
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• 제9권2호
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• pp.197-206
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• 1999

수평 전기로에서 $AgInSe_2$다결정을 합성하여 HWE(Hot Wall Epitaxy) 방법으로 $AgInSe_2$ 단결정 박막을 반절연성 GaAs(100) 위에 성장하였다. $AgInSe_2$단결정 박막은 증발원과 기판의 온도를 각각 $610^{\circ}C$, $450^{\circ}C$로 성장하였다. 이때 성장된 단결정 박막의 두께는 3.8$\mu\textrm{m}$였다. 단결정 박막의 결정성의 조사에서 20 K에서 측정한 광발광 스펙트럼은 884.1nm(1.4024eV) 근처에서 excition emission 스펙트럼이 가장 강하게 나타났으며, 또한 이중결정 X-선 회절곡선(DCXD)의 반폭치(FWHM)도 125arcsec로 매우 작은 값으로 측정되어 최적 성장 조건임을 알 수 있었다. Hall 효과는 van der Pauw 방법에 의해 측정되었으며, 온도에 의존하는 운반자 농도와 이동도는 293K에서 각각 $9.58{\times}10^{22} electron/m^3,\; 3.42{\times}10^{-2}m^2/V{\cdot}s$였다. $AgInSe_2$단결정 박막의 광전류 단파장대 봉우리들로부터 20K에서 측정된 $\Delta$Cr(Crystal field splitting)은 0.12eV, $\Delta$So(spin orbit coupling)는 0.29 eV였다. 20K에서 얻어진 광발광 봉우리들 중에서 881.1nm(1.4071 eV)와 882.4nm(1.4051 eV)는 free exciton$E_x$의 upper polariton과 lower polariton인$E_x^U$와 $E_x^L$를 의미하며, 884.1nm(1.4024 eV)는 donor-bound exciton emission에 의한 $I_2$봉우리를, 885.9nm(1.3995 eV)는 acceptor-bound exciton emission에 의한 $I_1$ 봉우리를 각각 나타내었다. 또한 887.5nm(1.3970 eV)에서 관측된 봉우리는 DAP(donor-acceptor pair)에 기인하는 광발광 봉우리로 해석되었다.

• 자원환경지질
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• 제51권4호
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• pp.323-343
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• 2018

본 연구에서는 석개재 지역 하부 막골층 탄산염암을 대상으로 광물조성, 미세구조 및 지화학적 특성을 분석하고 퇴적 환경에 영향을 준 유체의 특성에 대해 고찰해보았다. X-선 회절을 이용한 광물 정량 분석, SEM-BSE를 이용한 미세구조 분석에 근거하여 막골층 최하부와 하부의 탄산염암 미세구조를 4가지 Type으로 분류하고, EPMA 및 LA-ICP-MS를 이용해 각 Type 내 탄산염광물을 대상으로 주원소 및 미량원소를 분석하여 비교하였다. 다양한 크기의 반자형에서 타형의 돌로마이트 결정이 치밀하게 맞물린 구조를 갖는 Type 1과 다양한 크기의 자형에서 반자형의 돌로마이트 결정이 치밀하게 맞물린 구조를 갖는 Type 2의 돌로마이트는 상대적으로 높은 Mg/Ca ratio, 평평한 기울기의 REE 패턴, 낮은 또는 중간 이하의 Fe 함량, 낮은 Mn 함량 특성을 가진다. 돌로마이트가 광범위하고 치밀하게 맞물린 구조로 나타나는 것은 고염수로부터 지속적인 Mg 유입의 가능성을 지시한다. 반면, 세립질의 자형에서 타형의 돌로마이트 결정이 산재된 특성을 보이는 Type 3와 다양한 크기의 자형에서 반자형의 돌로마이트 결정을 갖는 Type 4는 Type 1, 2에 비해 돌로마이트 결정의 미세구조가 덜 치밀하게 맞물린 형태를 가진다. 또한 상대적으로 낮은 Mg/Ca ratio, MREE가 부화된 패턴, 중간 이상의 또는 높은 Fe 및 Mn 함량 특성을 가진다. 부분적인 돌로마이트화와 덜 치밀하게 맞물린 구조가 관찰되는 것은 해수와 염수의 혼합수 환경에서 Mg의 제한적인 유입을 지시한다. 또한 Type 4에서 나타나는 철함유 광물과 돌로마이트 결정에서 관찰되는 재결정화와 상대적으로 높은 Fe, Mn 함량을 갖는 특성은 속성 유체의 영향과 아산화 환경에 노출되면서 돌로마이트가 재결정화 작용을 받았을 가능성을 제시한다. 막골층 최하부와 하부의 주구성광물인 돌로마이트와 방해석의 광물학적, 미세구조적, 지화학적 분석을 종합한 결과, 최하부는 고염분의 대규모 퇴적수 영향을 받았고 하부는 담수와 해수의 혼합수 환경에서 속성 유체 영향을 받았음을 뒷받침한다.

• 한국진공학회지
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• 제17권4호
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• pp.359-364
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• 2008

금속 유기화학 증착기 (metal-organic chemical vapor deposition)를 이용하여 사파이어 기판 위에 $Al_{0.3}Ga_{0.7}N$/GaN 및 $Al_{0.3}Ga_{0.7}N/GaN/Al_{0.15}Ga_{0.85}N/GaN$ 이종접합 구조들을 성장하고, 이들 시료의 전자와 정공들 간의 구속 효과를 조사하기 위하여 광학적, 구조적 특성을 비교하였다. 저온 (10 K) photoluminescence 실험으로부터 $Al_{0.3}Ga_{0.7}N$/GaN 단일 이종접합 구조의 경우 3.445 eV에서 단일의 이차원 전자가스 (two-dimensional electron gas; 2DEG) 관련된 발광을 관찰한 반면, $Al_{0.3}Ga_{0.7}N/GaN/Al_{0.15}Ga_{0.85}N/GaN$ 다중 이종접합 구조의 경우 3.445 eV에서 뿐만 아니라, 3.42 eV에서 추가적인 2DEG 관련된 발광을 관찰 할 수 있었다. 이 두 개의 2DEG 관련 신호들의 근원을 조사하기 위하여 $Al_{0.3}Ga_{0.7}N/GaN/Al_{0.15}Ga_{0.85}N/GaN$ 다중 이종접합구조에서의 에너지 밴드 구조를 이론적으로 계산하여 실험과 비교한 결과, 하나의 2DEG에 의한 서로 다른 버금띠로 부터가 아닌 다중 구조에 형성된 두 개의 2DEG로부터의 신호로 해석되었다.

• 자원환경지질
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• 제26권3호
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• pp.327-335
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• 1993

자연에는 팔라듐을 주성분으로 하는 백금족광물이 다수 산출되고 있다. 그 중 일부 광물은 독립된 광물로서 결정학적 광물학적 연구가 잘 되어 있는 반면 아직도 광물로서의 특성이 완전하게 규명되지 못한 경우도 상당수가 있다. 따라서 이 연구에서는 팔라듐-안타몬-테루르 성분계를 택해 이 3성분계에서의 상관계를 $1000^{\circ}C$, $800^{\circ}C$, $600^{\circ}C$에서 각각 연구하고 이들 연구결과를 천연광물을 보다 체계적으로 규명 보완하는데 적용시키는 것을 그 연구 목적을 두었다. 합성실험을 위해 순수한 원소물질을 정량적으로 혼합시킨 후 실리카 튜브에 넣고 진공상태에서 밀봉하였다. 전기 고온로에서 가열반응시킨 시료는 얼음물을 이용해 급냉시켰으며 반응물은 반사현미경, 전자현미분석, X선 회절법 등으로 분석하였다. $1000^{\circ}C$에서 안정한 고체로는 Pd, $Pd_{20}Sb_7$, $Pd_8Sb_3$, $Pd_{31}Sb_{12}$, $Pd_5Sb_2$가 있다. $800^{\circ}C$에서는 $Pd_5Sb_3$, PdSb, $Pd_8Te_3$, $Pd_7Te_3$, $Pd_{20}Tc_7-PdSb_7$ 완전고용체가 추가로 존재한다. $600^{\circ}C$에서는 $PdSb_2$, $Pd_{17}Te_4$, $Pd_9Te_4$, PdTe, $PdTe_2$, $Sb_2Te_3$, Sb, 그 밖에 PdSb-PdTe와 PdTe-$PdTe_2$ 고용체가 다시 안정한 고체 화합물로 추가된다. 모든 고체 화합물이 Sb와 Te간의 원소치환에 의해 고용체를 이루고 있으며 그 고용한계의 범위는 생성온도에 따라 변한다. Pd-Sb화합물에서 안티몬(Sb)를 치환하는 테루르(Te) 최대 치환범위(at.%)는 $Pd_8Sb_3$에서 44.3, $Pd_{31}Sb_{12}$에서 52.0, $Pd_5Sb_2$에서 46.2이며 그 최대 치환현상은 $800^{\circ}C$에서 일어난다. $Pd_5Sb_3$와 $PdSb_2$에서의 최대 치환은 $600^{\circ}C$에서 일어나며 그 정도는 각각 15.3, 68.3이다. Pd-Te화합물에서 Te를 치환하는 Sb의 최대치(at.%)는 $Pd_8Te_3$가 $800^{\circ}C$에서 34.5, $Pd_7Te_3$, $Pd_{17}Te_4$, $Pd_9Te_4$, $PdTe_2$는 $600^{\circ}C$에서 각각 41.6, 5.2, 19.1로 나타난다. $Pd_9Te_4$, PdTe, $PdTe_2$, $Pd_8Sb_3$, PdSb, $Sb_2Te_3$는 각각 tellurantimony와 일치하며 광학적 결정구조적 성질이 매우 잘 일치한다. 지금까지 등축정계의 Pa3구조를 가지고 있는 것으로 알려진 $PdSb_2$화합물은 Gandolfi camera와 Guinier camera법에 의해 310으로 격자 지수화할 수 있는 $2.035{\AA}$ peak가 일정하게 기록이 되므로 $P2_13$공간군에 속하는 것으로 재평가 된다. Testibiopal1adite의 성분을 가지는 PdSbTe성분의 화합물을 합성하여 X선 회절분석을 실시하면 testibiopalladite의 X선 회절양상과 일치함을 알 수 있다. 이 사실은 testibiopalladite가 등축정계이며 동시에 $P2_13$공간군에 속하는 $PdSb_2-Pd(Sb_{0.32}Te_{0.68})$고용체의 일부분에 속하는 광물임을 알 수 있게 한다. 따라서 현재의 testibiopalladite의 이상화학식인 PdSbTe는 PdTe(Sb, Te)로 바뀌어져야 할 것으로 믿어진다. $Pd_3SbTe_4$로 표현되는 borovskite는 $1000^{\circ}{\sim}600^{\circ}C$의 온도범위에서는 존재하지 않음을 알 수 있다.

• 자원환경지질
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• 제34권1호
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• pp.13-23
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• 2001

김포, 장기 및 포항분지의 기저역암에 협재되는 벤토나이트에 대하여 X-선회절분석, 주사전자현미경 관찰, 중광물 분석, 화학 분석, 양이온교환능, 산소 및 수소 동위원소 분석을 이용한 광물학적 특성을 고찰하였다. 중광물 분석 결과 세 지역에서 모두 화산암에서의 특징인 깨끗한 결정면을 가지고 있는 저어콘과 인회석, 각섬석 및 흑운모가 산출되었는데, 천북역암의 시료에서는 외형이 심하게 변질되고 깨져있는 흑운모가 관찰된다. 주사전자현미경으로 각 시료를 관찰한 결과 감포와 장기역암 시료에서는 불석광물이 자생하고 있는 모습과 화산재의 탈유리질화 작용으로 생간 몬모릴로나이트가 honey-comb 구조를 보이는 등 속성작용의 증거가 관찰된 반면, 천북역암에서는 점토입자편(clay flake)들이 조밀하고 불규칙하게 엉켜 있는 모습이 쇄설성 기원임을 지시한다. 구조식을 구해본 결과 스멕타이트 그룹중 이팔면체에 해당하는 몬모릴로나이트이며 층간의 양이온은 대부분이 2가의 $Ca^{2+}$ 와 $Mg^{2+}$ 임을 알 수 있었다. 천북역암의 몬모릴로나이트 구조식에서, 팔면체에 들어있는 Fe의 산화상태를 나타내는 $Fe^{2+}/Fe^{3+}$ 비가 다른 시료보다 훨씬 적은 것은 몬모릴로나이트의 생성온도를 이용하여 생성당시의 퇴적두께를 계산했을 때, 천북역암에서의 시료가 929~963 m로 이는 야외에서의 층후인 530~580 m를 초과하고 있다. 이상의 결과 천북역암의 벤토나이트는 다른곳에서 화산회의 속성작용에 의해 형성된 후 지표에 노출되어 이동, 재 퇴적되었을 가능성을 높이 시사한다. 정제시료에 대한 주 원소분석과 미량원소분석 결과와 구조식의 자료를 이용하여 판별분석을 실시한 바, 세 분지의 시료는 구분이 가능하였다. 이는 이들의 기원이 되는 화산회의 성분과 퇴적환경의 차이에서 비롯된 것으로서, $TiO_{2}/Al_{2}O_3$비와 호정원소(compatible elements)의 함량이 천북역암에서 가장 높고, 불호정원소(incompatible element)의 함량은 상대적으로 적은 것으로, 천북 역암의 것이 상대적으로 염기성인 화산회에서 유래되었음을 알 수 있고, Fe의 경우 천북역암의 것이 주 원소분석에서나 구조식내에서 모두 3가가 우세한 것으로 보아 이의 산화 환경에 의한 영향이 판별에 있어서 큰 역할을 했음을 지시해 준다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제6권4호
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• pp.307-327
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• 2008

경주 중 저준위처분장의 안전성평가에 필요한 기초자료를 제공하고, 지화학 모델링의 자료를 제공하기 위하여 처분부지의 암석, 광물에 대한 지구화학적 특성연구를 수행하였다. 이를 위하여 편광 현미경 관찰, X-선 회절분석, 주원소 및 미량원소 화학분석, 미세조직관찰을 위한 주사전자현미경(SEM) 분석, 안정동위원소분석이 수행되었다. 조사지역내에는 지역적으로 파쇄대가 발달하여 있으며 이 파쇄대를 따라 매우 다양한 변질양상을 관찰할 수 있다. 처분부지의 모암은 화강섬록암 및 섬록암으로서 지표지질조사시 이들의 관계는 점이적으로 변하는 데에 비해 화학적으로는 비교적 명확하게 구별되어 화강섬록암이 성록암에 비해 높은 $SiO_2$ 함량, 낮은 MgO, $Fe_2O_3$ 함량을 보여준다. 그러나 $SiO_2$의 증가에 따라 각 주원소들의 변화경향이 동일선상에 놓여 있어서 이들이 동일한 마그마 기원일 가능성을 지시한다. 처분부지내의 주원소들의 공간적 분포를 살펴보면, 섬록암 지역이 화강섬록암 지역에 비해 낮은 $SiO_2,\;Al_2O_3,\;Na_2O,\;K_2O$ 및 높은 CaO, $Fe_2O_3$ 분포를 보여주어 화강섬록암과 섬록암 지역의 차이가 명확하다. 이 중 CaO와 $Na_2O$의 분포 양상은 섬록암과 화강섬록암 지역 간의 차이가 더욱 분명하고 그 증감 경향이 거의 정확하게 상반되어 있어 주구성광물인 사장석의 조성변화가 처분부지 암석의 조성을 변화시키는 가장 큰 원인임을 알 수 있다. 시추코아에서 확인된 단열광물은 몬모릴로나이트, 제올라이트광물, 녹니석, 일라이트, 방해석, 황철석 등이다. 일반적으로 열수변질광물로 알려져 있는 황철석과 로먼타이트가 매우 광범위하게 분포하는 것으로 보아 조사지역 전반에 걸쳐 광범위한 광화작용 혹은 열수변질작용이 있었음을 지시한다. 단열대 내 황철석의 황 안정동위원소분석과 단열충전광물들의 산소 및 수소 안정동위원소 분석결과 역시 이들이 마그마 기원임을 지시한다. 따라서 처분부지 내 단열충전광물들은 단열대를 따르는 지하수와의 단순한 물-암석 반응 이외에 광범위한 마그마 기원의 열수작용에 의한 영향을 받은 것으로 판단된다.

• 자원환경지질
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• 제25권4호
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• pp.397-416
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• 1992

본 논문에서는 해남지역의 점토광상인 성산, 옥매산 및 해남광상을 연구대상으로 하였다. 열수변질을 받은 각 점토광상은 중심으로부터 주변부로 감에 따라 변질대를 형성하고 있는데, 성산광상의 경우 카올린대, 카올린-석영대, 견운모대 및 녹니석대의 변질대가, 옥매산광상의 경우 석영대, 명반석대, 카올린대, 견운모대 및 녹니석대의 변질대가, 그리고 해남광상의 경우 석영대, 납석대, 견운모대 및 녹니석대의 변질대가 각각 나타나고 있다. 이같은 변질대들은 두 종류의 변질작용으로 구분될 수 있는데, 하나는 납석대, 명반석대, 석영대, 카올린대 및 카올린-석영대와 같은 산변질작용 (acidic alteration)이고, 다른 하나는 녹니석대와 일부 견운모대와 같은 프로필리틱 (prophylitic alteration) 이다. 모든 점토광상은 high sulfidation (acidic-sulfate) 계에 속한다. 산변질작용의 암석은 납석, 명반석, 카올린광물, 견운모, 석영 및 황철석 등으로 구성되어 있다. 전암화학분석의 결과 $SiO_2$, $TiO_2$, $Fe_2O_3$, MgO, CaO, $K_2O$ 및 $Na_2O$와 같은 원소들은 원암의 조성과 상당한 차이를 보여주고 있는데, 이같은 주원소들의 유동성은 각 변질대의 광물조합과 관련되어 이들에 영향을 주고 있다. 견운모의 폴리타잎(polytype) 은 X-선 회절분석결과, $2M_1$ 및 1M 형으로 밝혀졌다. 성산광상의 경우 $2M_1$ 및 1M 형이 거의 같은 비율로 나타나고, 옥매산광상의 경우 1M 형이 우세한 반면, 해남광상의 경우 $2M_1$ 형이 우세하게 나타나고 있다. 이같은 현상은 견운모의 형성온도를 반영하는 것으로, 해남광상이 가장 고온에서, 성산광상은 중간온도에서, 그리고 옥매산광상이 가장 저온에서 형성되었음을 지시해 준다. 전자현미 분석결과, 면반석의 Na/(K+Na)의 비율이 옥매산광상의 것이 성산광상의 명반석이 성산광상의 것보다 높은 것으로 나타났는데, 이는 옥매산광상의 것보다 상대적으로 고온에서 높은 Na/(K+Na) 값과 낮은 pH 값을 갖는 용액에서 형성되었음을 시사해 준다. 모든 분석결과를 종합하여 볼 때, 명반석은 hypogene 기원이며, steam-heated 환경에서 hydrogen sulfide의 산화작용에 의하여, 그리고 오늘날의 열수계에서 관찰할 수 있는 solfataric alteration의 결과로 형성되었음을 알 수 있다.