광원에 따라 색상이 변화하는 cubic zirconia 단결정을 skull melting 법으로 성장하였다. Co와 Nd에 의해서 황색 영역의 강한 흡수가 일어나며, Fe에 의해 보라색 영역의 흡수가 일어남에 따라 광원이 형광등에서 백열등으로 변화할 때 청-녹색에서 적-자색으로 변화가 발생한다. 첨가물에 의해서 뿐만 아니라 yttria 함량과 열처리 조건 변화에 의해서도 결정의 색이 변화하였다.
이 연구의 목적은 백색 LED 조명의 광학적 특성 중에서 색온도 특성에 따른 사람들의 감성 반응을 평가하는데 있다. 이를 위해 백색 LED 모듈을 시제품으로 만들고, 감성 평가용 모형을 제작하여 색온도에 따른 감성 반응을 평가 분석하였다. 감성 평가에는 15개의 문항에 대하여 5단계 SD법으로 하였으며, 신뢰도 검증과 타당성 검증을 통하여 조명과 관련이 있는 3개의 요인을 선정하였다. 1요인을 활동성 요인으로 명명하였고, 2요인을 안정성 요인으로 명명하였으며, 3요인을 역량성 요인으로 명명하였다. 감성 평가를 분석하기 위해 종속 변수는 감성 평가 점수로 하였으며, 독립 변수는 색온도로 분석하였다. 이 연구에서 얻어진 결과를 정리하면 다음과 같다. 형광등과 비교한 백색 LED 조명에 있어서 색온도에 따른 사람들에 대한 감성 평가는 활동성 요인과 역량성 요인에서는 색온도가 8,300[K]인 $MA_3$ 조명을 높게 평가하였으며, 안정감 요인에서는 색온도가 3,800[K]인 $MA_1$ 조명을 높게 평가하였다.
본 연구에서는 근 자외선 및 가시광 영역에서 우수한 발광 강도를 가지는 적색 형광체를 얻기 위하여 고상 반응법으로 합성하여 $EU^{3+}$와 $Bi^{3+}$가 도핑 된 ${Y_2}{SiO_5}$의 발광 특성을 관찰하였다. 근자외선 영역인 ${\lambda}_{ex}=395nm$ 기준으로 측정하였고, $^5D_0-^7F_2$의 에너지 천이에 의해 612 nm 영역에서 강한 peak가 발생하였다. CST가 $Eu^{3+}-O^{2-}$에 의해 258 nm 영역 대에서 생성되었고, $Bi^{3+}$가 함께 도핑 된 것은 $Eu^{3+}-Bi^{3+}-O^{2-}$에 상호작용에 의해 282 nm 영역대의 장파장 쪽으로 이동하였다. $350\;nm{\sim}480\;nm$ 영역 대에 '$^7F_0{\to}^5L_9$ (364 nm), $^7F_0{\to}^5G_3$(381 nm), $^7F_0{\to}^5L_6$(395nm), $^7F_0{\to}^5D_3$(415 mn) and $^7F_0{\to}^5D_2$(466 nm)는 $Bi^{3+}$와 $EU^{3+}$ f-f 천이에 의해 발생하였다. $Bi^{3+}$의 도핑농도가 증가할수록 발광 강도가 증가함을 보이다가 0.125 mol 일 때 발광강도가 가장 우수하였고, $Bi^{3+}$의 도핑 농도가 0.125 mol 이상 되면 발광강도가 현저히 감소하는 것을 확인하였다.
고상 반응법을 이용하여 처음으로 $Li_2SrSiO_{4-{\alpha}}N_{\alpha}:Eu^{2+}$ 형광체를 제조하고, 제조된 시료들에 대한 결정성 및 광학적 특성을 비교, 분석하였다. 제조된 시료들은 모두 230~530 nm의 넓은 영역에서 효율적인 여기 특성을 보이고 있다. 본 연구에 사용된 시료들 모두 568 nm에서 최대 발광 세기를 보이는데 이는 현재 상용 중인 $YAG:Ce^{3+}$에 비하여 최대 발광 세기가 약 18 nm 장파장 영역으로 이동함을 의미한다. 따라서 450 nm의 빛을 발하는 청색 LED와 결합하면, $YAG:Ce^{3+}$를 사용하여 상용화된 기존의 백색광보다 보다 따듯한 느낌의 백색광원용 형광체로 활용될 수 있으리라 판단한다. 또한 질소의 원료 물질로 사용된 $Si_3N_4$의 분말크기가 마이크론인 경우에 광활성 이온인 $Eu^{2+}$가 첨가되지 않아도 모체발광이 일어난다는 것을 처음으로 알게 되었다.
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.
$ZnGa_2O_4$박막 형광체는 기판 온도 $550^{\circ}C$, 산소 분압 100mTorr에서 Si(100) 기판 위에 펄스레이저 증착법을 이용하여 증착시켰고, 이렇게 증착되어진 박막을 $600^{\circ}C$와 $700^{\circ}C$에서 후 열처리하여 발광 특성을 조사하였다. X-선 회절 실험 결과, 후열처리 온도를 증가시킴에 따라서 $Ga_2O_3$ 상이 나타남을 확인할 수 있었다. 발광 스펙트럼은 460nm에서 최고 피크값을 나타내었으며. 350에서 600nm까지 갖는 넓은 밴드의 발광 특성을 나타내었다. 후열처리에 따른 $ZnGa_2O_4$ 박막은 다른 형태의 발광 강도와 grain 크기를 나타내었다.
LuAG:Ce(Lu3Al5O12:Ce3+) nano phosphor were synthesized by applying the coprecipitation method. It is used to increase the color rendering of phosphor ceramic plate for high power LEDs and laser lighting. Internal quantum efficiency and absorption of LuAG:Ce nano phosphor are 51.5 % and 64.4 %, respectively, which is higher than the previously studied nano phosphors. The maximum absorption wavelength of this phosphor is 450 nm blue light, and the emission wavelength is 510 nm. The emission wavelength shifted to longer wavelength when the concentration of Ce increased in the heat treatment of the reducing atmosphere. Thermal quenching of LuAG nano phosphor was 70 % at 200 ℃, it was explained by their significant quenching of all raman scattering modes, implying the restriction of electron-phonon couplings caused by their defects.
본 연구는 밀폐형 식물생산시스템 내에서 광질과 광주기에 따른 씀바귀(Ixeris dentata Nakai)의 생육 증진을 위한 적정 생육환경 조건을 구명하고자 수행되었다. 씀바귀 종자는 240구 플러그 트레이에 파종하였고, 밀폐형 식물생산시스템에서 LED(R:B:W = 8:1:1)하에서 24시간 광주기로 3일간 발아 하였다. 묘는 $230{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$의 광도의 3종류의 광질(R:B:W = 8:1:1, R:W = 3:7, R:B = 8:2)과 4종류의 광주기[24/0, 16/8, 8/16, 4/20 (명기/암기)]하에서 $20cm{\times}20 cm$의 재식밀도로 난괴법으로 배치 하였다. 씀바귀는 정식 후 온도 $21{\pm}2^{\circ}C$, 상대습도 $70{\pm}10%$ 조건에서 40일 동안 재배 되었다. 관수는 담액식 양액 재순환 방식을 이용하였다(pH 7.0, EC $2.0dS{\cdot}m^{-1}$). 24/0(명기/암기)의 광주기 처리와 RW 광질 처리에서 지상부와 지하부의 생체중과 건물중, 엽장, 엽면적은 가장 우수했다. 16/8(명기/암기)의 광주기 처리와 RB 광질에서 엽수는 가장 많았으며, 잎끝마름 발생률은 24/0(명기/암기)의 광주기 처리에서 다른 처리보다 높게 나타났다. 엽록소 값은 16/8(명기/암기) 광주기 처리에서 가장 높았으며 광질에 따른 차이는 없었다. 엽록소형광은 24/0(명기/암기) 광주기 처리에서 다른 처리구에 비해 현저히 낮은 값을 보였다. 결과적으로, 밀폐형 식물공장 시스템 안에서 씀바귀 재배의 경제적인 실현가능성과 생산적인 측면에서 16/8(명기/암기) 광주기 처리, RW의 광질에서 씀바귀를 재배하는 것이 가장 효과적인 것으로 판단된다.
광역학 치료는 미생물의 감염을 포함한 다양한 질병을 위한 대안치료로 권장된다. 이 연구의 목적은 포도알균속에 대한 직접제작한 630 nm 발광다이오드와 포토프린을 사용하여 광역학 치료의 항균효과를 평가하고자 하였다. 포토프린을 이용한 광역학 치료는 황색포도알균과 표피포도알균에 대한 항균효과를 집락형성수 정량법과 세균 생육능은 유세포분석기를 이용하여 시험하였다. 황색포도알균과 표피포도알균의 집락형성수 결과는 포토프린 $50{\mu}g/m{\ell}$와 630 nm 발광다이오드로 에너지밀도 $18J/cm^2$ 조건으로 광역학 치료 적용 후 각각 평균 1 cfu/ml와 평균16 cfu/ml이다. 추가로 광역학 치료 후 황색포도알균과 표피포도 알균을 유세포분석기로 세포의 크기와 형광강도를 측정하였다. 황색포도알균과 표피포도알균의 세포크기는 광역학 치료 후 평균 8.96% 5.55%씩 각각 증가하였고, 세균의 죽은세포는 각각 39%와 61%로 증가하였다. 이 결과로 포토프린을 이용한 광역학 치료는 항균치료의 방법으로 효과적인 방법이 될 수 있음을 제의한다.
목적: 한국 유전학 연구소에서 실시한 광범위 신생아 스크리닝 검사(Newborn screening, NBS)로 진단된 선천성 대사질환 및 내분비질환을 가진 한국인 환아의 추적 관찰 및 장기적인 예후를 평가하기 위하여 본 연구를 시작하였다. 방법: 2000년 1월부터 2017년 12월까지 태어난 283,626명의 신생아를 대상으로 하였으며 출생 48시간 이후에 발뒤꿈치, 혹은 정맥혈액을 채취하여 특수여과지에 묻혀 건조시켰다. 건조 혈액여지를(Dried blood spot, DBS) 이용하여 탠덤 질량 분석법과 형광 면역 측정법을 사용하여 광범위 신생아 스크리닝 검사(NBS)를 실시하였다. 신생아 스크리닝 선별검사 프로그램은 갈락토오스 혈증, 선천성 갑상선 기능 저하(Congenital hypothyroidism, CH), 선천성 부신 과형성증(Congenital adrenal hyperplasia, CAH), 아미노산, 지방산 및 유기산 대사질환등 예방 가능한 질환 50여종을 선별하여 검사를 시행하였다. 결과: 광범위 신생아 스크리닝 검사(Extended NBS)를 통해 아미노산 대사질환 28예, 유기산 대사질환 75예, 지방산 대사질환 27예, 요소회로 대사질환 51예, CH 127예, CAH 14예, 갈락토스혈증 15예가 선별하여 확진검사로 진단되었다. 아미노산 대사 장애, 갈락토스혈증, CH, CAH 환자는 조기에 발견 치료 할 경우 예후가 더 좋았다. 단풍당뇨(MSUD) 환아에서는 조기 진단 치료로 90% 이상이 정상 성장 발달을 보였다. 그러나 유기산 혈증 환아에서는 32%에서 발달 지연 및 신경학적 휴유증이 관찰되었다. 지방산 대사 질환에서는 다양한 결과가 나타났다. 단쇄지방산(SCAD, EMA)와 중쇄지방산(MCA, MCAD) 환자는 예후가 좋았으나 초장쇄지방산(VLCAD) 환자는 대부분 심각한 신경학적 장애를 보이거나 사망하였다. 요소회로 대사질환(UCD) 환아는 조기진단과 치료에도 불구하고 75%가 심각한 신경학적 합병증과 높은 사망률을 경험했다. 결론: 전국적인 신생아 스크리닝(NBS) 프로그램은 국가적인 차원에서 전국민을 대상으로 포괄적인 검사, 관리, 치료가 필요하다. 이를 위하여 숙련된 의료진과 환아의 부모 혹은 관련된 가족에 대한 특수교육이 필요하다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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