• Nuclear Engineering and Technology
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• 제53권3호
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• pp.949-959
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• 2021

The current study aims to explore the shielding properties of multi-component borate-based glass series. Seven glass-samples with composition of (80-y)H₃BO₃-10ZnO-10Na₂O-yBaO where (y = 0, 5, 10, 15, 20, 25 and 30 mol.%) were synthesized by melt-quench method. Various shielding features for photons, neutrons, and protons were determined for all prepared samples. XCOM, Phy-X program, and SRIM code were performed to determine and explain several shielding properties such as equivalent atomic number, exposure build-up factor, specific gamma-ray constants, effective removal cross-section (Σ_R), neutron scattering and absorption, Mass Stopping Power (MSP) and projected range. The energy ranges for photons and protons were 0.015-15 MeV and 0.01-10 MeV, respectively. The mass attenuation coefficient (μ/ρ) was also determined experimentally by utilizing two radioactive sources (¹⁶⁶Ho and ¹³⁷Cs). Consistent results were obtained between experimental and XCOM values in determining μ/ρ of the new glasses. The addition of BaO to the glass matrix led to enhance the μ/ρ and specific gamma-ray constants of glasses. Whereas the remarkable reductions in Σ_R, MSP, and projected range values were reported with increasing BaO concentrations. The acquired results nominate the use of these glasses in different radiation shielding purposes.

• 한국재료학회지
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• 제33권4호
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• pp.124-129
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• 2023

This study assessed the influences of fluorine introduced into DLC films on the structural and mechanical properties of the sample. In addition, the effects of the fluorine incorporation on the compressive stress in DLC films were investigated. For this purpose, fluorinated diamond-like carbon (F-DLC) films were deposited on cobalt-chromium-molybdenum substrates using radio-frequency plasma-enhanced chemical vapor. The coatings were examined by Raman scattering (RS), Attenuated total reflectance Fourier transform infrared spectroscopic analysis (ATR-FTIR), and a combination of elastic recoil detection analysis and Rutherford backscattering (ERDA-RBS). Nano-indentation tests were performed to measure hardness. Also, the residual stress of the films was calculated by the Stony equation. The ATR-FTIR analysis revealed that F was present in the amorphous matrix mainly as C-F and C-F₂ groups. Based on Raman spectroscopy results, it was determined that F made the DLC films more graphitic. Additionally, it was shown that adding F into the DLC coating resulted in weaker mechanical properties and the F-DLC coating exhibited lower stress than DLC films. These effects were attributed to the replacement of strong C = C by feebler C-F bonds in the F-DLC films. F-doping decreased the hardness of the DLC from 11.5 to 8.8 GPa. In addition, with F addition, the compressive stress of the DLC sample decreased from 1 to 0.7 GPa.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제55권7호
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• pp.2613-2620
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• 2023

Excellent thermal neutron absorption performance of boron expands the potential use of boron rich slag to prepare epoxy resin matrix nuclear shielding composites. However, shielding attenuation behaviors and mechanism of the composites against gamma rays are unclear. Based on the radiation protection theory, Phy-X/PSD, XCOM, and ⁶⁰Co gamma ray source were integrated to obtain the shielding parameters of boron rich slag/epoxy resin composites at 0.015-15 MeV, which include mass attenuation coefficient (µ_t), linear attenuation coefficient (µ), half value thickness layer (HVL), electron density (N_eff), effective atomic number (Z_eff), exposure buildup factor (EBF) and exposure absorption buildup factor (EABF).µ_t, µ, HVL, N_eff, Z_eff, EBF and EABF are 0.02-7 cm²/g, 0.04-17 cm^-1, 0.045-20 cm, 5-14, 3 × 10²³-8 × 10²³ electron/g, 0-2000, and 0-3500. Shielding performance is BS4, BS3, BS3, BS1 in descending order, but worse than ordinary concrete. µ and HVL of BS1-BS4 for ⁶⁰Co gamma ray is 0.095-0.110 cm^-1 and 6.3-7.2 cm. Shielding mechanism is main interactions for attenuation gamma ray by BS1-BS4 are elements with higher content or higher atomic number via Photoelectric Absorption at low energy range, and elements with higher content via Compton Scattering and Pair Production in Nuclear Field at middle and higher energy range.

• Archives of Metallurgy and Materials
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• 제66권3호
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• pp.803-808
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• 2021

The influence of nano dispersion on the thermoelectric properties of Bi₂Te₃ was actively investigating to wide-spread thermoelectric applications. Herein this report, we have systematically controlled the microstructure of Bi_0.5Sb_1.5Te₃ (BST) alloys through the incorporation of carbon nanofiber (CNF), and studied their effect on thermoelectric properties, and mechanical properties. The BST/x-CNF (x-0, 0.05, 0.1, 0.2 wt.%) composites powder was fabricated using high energy ball milling, and subsequently consolidated the powder using spark plasma sintering. The identification of CNF in bulk composites was analyzed in Raman spectroscopy and corresponding CNF peaks were recognized. The BST matrix grain size was greatly reduced with CNF dispersion and consistently decreased along CNF percentage. The electrical conductivity was reduced and Seebeck coefficient varied in small-scale by embedding CNF. The thermal conductivity was progressively diminished, obtained lattice thermal conductivity was lowest compared to bare sample due to induced phonon scattering at interfaces of secondary phases as well as highly dense fine grain boundaries. The peak ZT of 0.95 achieved for 0.1 wt.% dispersed BST/CNF composites. The Vickers hardness value of 101.8 Hv was obtained for the BST/CNF composites.

• 대한원격탐사학회지
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• 제30권1호
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• pp.61-73
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• 2014

본 연구는 항공 초분광영상을 사용한 수질추정 활용을 검토하고 한강일부분에 대해 가용한 측정자료를 이용하여 초분광영상 기반의 수질추정을 테스트하였다. 원격탐사에 의한 수질추정은 수체에 대한 downwelling과 수체 내에서의 산란과 반사에 대한 관측정보를 이용하는 방법과 원격탐사 센서에 도달하는 upwelling과 수질측정정보와의 선형적 회귀분석을 구하는 방법이 선호된다. 두 방법 모두 유의미한 결과를 도출하지만 수질정보나 산란정보 등 추정에 필요한 보조자료에 의한 영향이 더 클 것으로 판단되었다. 수질 추정 테스트는 팔당댐 하류에 위치한 한강의 일부분에 대해서 적용되었다. AISA eagle 초분광센서로 취득된 자료와 수질관측정보를 선형적 회귀분석을 통한 방법을 적용하였다. 기존 문헌에서 제시된 밴드조합에 대해서 회귀분석한 결과 유의미한 밴드조합으로 $-24.847+0.013L_{560}$의 회귀식을 얻었다 ($L_{560}$은 560 nm 파장에서의 radiance로 $R^2$=0.985). 다중분광영상을 이용했을 경우의 결과와 비교하기 위해서 spectral resampling을 통해 Landsat TM 영상을 생성하여 -55.932 + 33.881(TM, TM3)의 회귀식을 얻을 수 있었다(TM, TM3는 radiance로, $R^2$=0.968). 부유물질 농도는 수질측정지점에서 약 3.75 mg/l 이고, 초분광영상으로 추정된 농도는 약 3.65 mg/l, 시뮬레이션된 TM은 약 5.85 mg/l 로 다중분광영상을 이용했을 경우 과대 추정하는 경향을 보였다. 항공 초분광영상의 활용가치를 높이고 보다 정밀한 값을 추정하기 위해서 영상 전반에 걸친 sun glint 와 같은 영향을 최소화하기 위해 태양고도각을 고려하여 정교한 비행계획을 구성하고 체계적 전처리와 검 보정 체계를 갖출 필요가 있다고 사료된다. 일반적으로 적용된 방법에 따른 테스트로, 대기보정의 정밀성과 부족한 수질측정 샘플자료, 분광밴드의 검색, 적합한 선형회귀모델의 선택, 그리고 정량적 검증방법과 같은 몇 가지 문제점과 제약사항들을 발견할 수 있었다.

• 전자공학회지
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• 제29권6호
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• pp.76-80
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• 2002

'Liquid Crystal의 상전이(相轉移)와 광학적 이방성(異方性)이 1888년과 1889년 F. Reinitzer와 O. Lehmann에 의해 Monatsch Chem.과 Z.Physikal.Chem.에 각각 보고된 후 부터 제2차 세계대전이 끝난 뒤인 1950년대 까지는 Liquid Crystal을 단지실험실에서의 기초학문 차원의 연구 대상으로만 다루어 왔다. 1963년 Williams가 Liquid Crystal Device로는 최초로 특허 출원을 하였으며, 1968년 RCA사의 Heilmeier등은 Nematic 액정(液晶)에 저주파(低周波) 전압(電壓)을 인가하면 투명한 액정이 혼탁(混濁)상태로 변화하는 '동적산란(動的散亂)'(Dynamic Scattering) 현상을 이용하여 최초의 DSM(Dynamic Scattering Mode) LCD(Liquid Crystal Display)를 발명하였다. 비록 150V 이상의 높은 구동전압과 과소비전력의 특성 때문에 실용화에는 실패하였지만 Guest-Host효과와 Memory효과 등을 발견하였다. 1970년대에 이르러 실온에서 안정되게 사용 가능한 액정물질들이 합성되고(H. Kelker에 의해 MBBA, G. Gray에 의한 Cyano-Biphenyl 액정의 합성), CMOS 트랜지스터의 발명, 투명도전막(ITO), 수은전지등의 주변기술들의 발전으로 인하여 LCD의 상품화가 본격적으로 이루어지게 되었다. 1971년에는 M. Shadt, W. Helfrich, J.L. Fergason등이 TN(Twisted Nematic) LCD를 발명하여 전자 계산기와 손목시계에 응용되었고, 1970년대 말에는 Sharp에서 Dot Matrix형의 휴대형 컴퓨터를 발매하였다. 이러한 단순 구동형의 TN LCD는 그래픽 정보를 표시하는 데에는 품질의 한계가 있어 1979년 영국의 Le Comber에 의해 a-Si TFT(amorphous Silicon Thin Film Transistor) LCD의 연구가 시작되었고, 1983년 T.J. Scheffer, J. Nehring, G. Waters에 의해 STN(Super Twisted Nematic) LCD가 창안되었고, 1980년 N. Clark, S. Lagerwall 및 1983년 K.Yossino에 의해 Ferroelectric LCD가 등장하여 LCD의 정보 표시량 증대에 크게 기여하였다. Color화의 진전은 1972년 A.G. Ficher의 셀 외부에 RGB(Red, Green, Blue) filter를 부착하는 방안과, 1981년 T. Uchida 등에 의한 셀 내부에 RGB filter를 부착하는 방법에 의해 상품화가 되었다. 1985년에는 J.L. Fergason에 의해 Polymer Dispersed LCD가 발명되었고, 1980년대 중반에 이르러 동화상(動畵像) 표시가 가능한 a-Si TFT LCD의 시제품(試製品) 개발이 이루어지고 1990년부터는 본격적인 양산 시대에 접어들게 되었다. 1990년대 초에는 STN LCD의 Color화 및 대형화(大型化) 고(高)품위화에 힘입어 Note-Book PC에 LCD가 본격적으로 적용이 되었고, 1990년대 후반에는TFT LCD의 표시품질 대비 가격경쟁력 확보로 인하여 Note-Book PC 시장을 독점하기에 이르렀다. 이후로는 TFT LCD의 대형화가 중요한 쟁점으로 부각되고 있고, 1995년 삼성전자는 당시 세계최대 크기의 22' TFT LCD를 개발하였다. 또한 LCD의 고정세(高情細)화를 위해 Poly Si TFT LCD의 개발이 이루어졌고, 디지타이져 일체형 LCD의 상품화가 그 응용의 폭을 넓혔으며, LCD의 대형화를 위해 1994년 Canon에 의해 14.8', 21' 등의 FLCD가 개발되었다. 대형화 방안으로 Tiled LCD 기술이 개발되고 있으며, 1995년에 Sharp에 의해 21' 두장의 Panel을 이어 붙인 28' TFT LCD가 전시되었고 1996년에는 21' 4장의 Panel을 이어 붙인 40'급 까지의 개발이 시도 되었으며 현재는 LCD의 특성향상과 생산설비의 성능개선과 안정적인 공정관리기술을 바탕으로 삼성전자에서 단패널 40' TFT LCD가 최근에 개발되었다. Projection용 디스플레이로는 Poly-Si TFT LCD를 이용하여 $25'{\sim}100'$사이의 배면투사형과 전면투사형 까지 개발되어 대형 TV시장을 주도하고 있다. 21세기 디지털방송 시대를 맞아 플라즈마디스플레이패널(PDP) TV, 액정표시장치 (LCD)TV, 강유전성액정(FLCD) TV 등 2005년에 약 1500만대 규모의 거대 시장을 형성할 것으로 예상되는 이른바 '벽걸이TV'로 불리는 차세대 초박형 TV 시장을 선점하기 위하여 세계 가전업계들이 양산에 총력을 기울이고 있다. 벽걸이TV 시장이 본격적으로 형성되더라도 PDP TV와 LCD TV가 직접적으로 시장에서 경쟁을 벌이는 일은 별로 없을 것으로 보인다. 향후 디지털TV 시장이 본격적으로 열리면 40인치 이하의 중대형 시장은 LCD TV가 주도하고 40인치 이상 대화면 시장은 PDP TV가 주도할 것으로 보는 시각이 지배적이기 때문이다. 그러나 이러한 직시형 중대형(重大型)디스플레이는 그 가격이 너무 높아서 현재의 브라운관 TV를 대체(代替)하기에는 시일이 많이 소요될 것으로 추정되고 있다. 그 대안(代案)으로는 비교적 저가격(低價格)이면서도 고품질의 디지털 화상구현이 가능한 고해상도 프로젝션 TV가 유력시되고 있다. 이러한 고해상도 프로젝션 TV용으로 DMD(Digital Micro-mirror Display), Poly-Si TFT LCD와 LCOS(Liquid Crystals on Silicon) 등의 상품화가 진행되고 있다. 인터넷과 정보통신 기술의 발달로 휴대형 디스플레이의 시장이 예상 외로 급성장하고 있으며, 요구되는 디스플레이의 품질도 단순한 문자표시에서 그치지 않고 고해상도의 그래픽 동화상 표시와 칼라 표시 및 3차원 화상표시까지 점차로 그 영역이 넓어지고 있다. <표 1>에서 보여주는 바와 같이 LCD의 시장규모는 적용분야 별로 지속적인 성장이 예상되며, 새로운 응용분야의 시장도 성장성을 어느 정도 예측할 수 있다. 따라서 LCD기술의 연구개발 방향은 크게 두가지로 분류할 수 있으며 첫째로는, 현재 양산되고 있는 LCD 상품의 경쟁력강화를 위하여 원가(原價) 절감(節減)과 표시품질을 향상시키는 것이며 둘째로는, 새로운 타입의 LCD를 개발하여 기존 상품을 대체하거나 새로운 시장을 창출하는 분야로 나눌 수 있다. 이와 같은 관점에서 현재 진행되고 있는 LCD기술개발은 다음과 같이 분류할 수 있다. 1) 원가 절감 2) 특성 향상 3) New Type LCD 개발.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제25권6호
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• pp.549-558
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• 2012

본 논문에서는 레벨셋 방법을 이용하여, 소음을 차단하기 위한 음향 구조물의 형상 최적설계를 수행하였다. 형상 최적설계의 목적은 특정한 각도와 각속도로 입사되는 입사파에 대해서 음향 투과율(acoustic transmittance)이 최소가 되도록 음향 결정의 형상(inclusion shape)을 결정하는 것이다. 음향 결정 구조에서는 음향이 흩어져 있는 결정 구조에 의해서 굴절되기 때문에 결정 모양을 조정함으로써, 음향 거동을 제어할 수 있다. 본 연구에서는 음향 구조물로 결정이 수평방향으로는 주기적으로 무한히 분포하고 수직방향으로는 유한한 층간 구조를 가지고 있는 소음 방어벽(Noise barrier)을 고려한다. 주기적 구조물을 고려하기 때문에 결정의 좌와 우에 Bloch 이론을 적용해 주기적 경계조건을 부과하였고, 소음 방어벽 위와 아래에는 임피던스 행렬(impedance matrix)를 이용하여, 무한 균질 영역과 소음 방어벽 사이의 음파 투과를 모사하였다. 결정의 위상과 형상변화를 묘사하기 위해서 레벨셋 방법(level set method)을 사용하였다. 레벨셋 방법에서는 초기 영역을 고정시킨 상태에서, 레벨셋으로 표현되는 임시적 경계(implicit moving boundary)를 변화시킴으로써 복잡한 형상을 다룰 수 있다. 몇몇 수치적 예제를 통해, 제시된 방법의 적용성을 검증하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제23권2호
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• pp.169-176
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• 2012

본 논문에서는 전계 적분 방정식 (Electric Field Integral Equation: EFIE)을 사용하는 모멘트 법의 저주파 오차(low frequency breakdown) 문제를 해결하기 위한 방법으로 루프-스타(loop-star) 기저 함수를 사용하였다. 또한, 모멘트 법의 해를 계산하기 위하여 conjugate gradient method(CGM)과 같은 반복법을 적용할 경우 반복 횟수를 줄이기 위한 기법으로 p-Type Multiplicative Schwarz preconditioner(pMUS)를 이용하였다. 헬름홀쯔 정리(Helmholtz theorem)에 기반한 루프-스타(loop-star) 기저 함수와 주파수 정규화 기법을 이용하여 전계 적분 방정식에서 Rao-Wilton-Glisson(RWG) 기저 함수를 사용하였을 때 발생하는 저주파 오차(low frequency instability) 문제를 해결할 수 있다. 하지만, RWG 기저 함수를 비발산(solenoidal) 성분과 비회전성(irroatational) 성분으로 분해함으로써 발생하는 행렬 방정식의 높은 조건 수(condition number)로 인하여 CGM과 같은 반복법을 사용할 경우 해를 계산하기 위하여 많은 반복 횟수가 요구된다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하기 위한 방안으로 pMUS 전제 조건 기법을 이용하여 CGM의 반복 횟수를 줄였다. 수치 해석 결과, pMUS와 같은 희소성(sparsity)을 가진 블럭 대각 전제 조건(Block Diagonal Precondtioner: BDP)과 비교하였을 때 pMUS는 BDP보다 빠르게 해를 계산할 수 있다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제10권4호
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• pp.582-593
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• 1999

본 논문에서는 무궁화 III호 위성체용 Ka-밴드 다이플렉서의 설계를 위해 모드매칭법에 의해 산란행렬을 계산하여 설계한 필터의 전달특성을 분석하고, 대칭적 유도성 아이리스 구조와 전계면 금속삽입 구조로 설계된 2개의 대역통과 필터를 자계면 T-접합에 의한 합성방법으로 Ka 밴드 위성체용 다이플렉서를 설계, 제작 하여 그 설계 방법에 대한 타당성 여부를 검증하였다 제작된 다이플렉서는 위성체에서 송.수선 펼터의 개별 사용에 따른 크기 및 무게의 증가를 효과적으로 감소시킬 수 있으며, 송선필터의 경우 아이리스를 도파관 자계변 외벽으로 돌출시키는 구조로 설계함으로써 펼터 자체가 방열판 구실을 하여 고전력 전송에 따른 펼터 의 특성 변화를 최소화하였다. 또한 대부분의 도파관 펼터에서 동작특성을 보정하기 위해 사용되는 미세 보정 나사의 사용을 배제함으로써 제작의 단순화와 위성체용으로서의 내구성과 선뢰도를 향상시켰다. 제작된 Ka-밴드 위성체용 다이플렉서는 2개의 펼터(Rx : $30.485\pm0.4 GHz$, Tx : $20.755\pm0.4 GHz$) 모두 통과대역에 서 1.2 dB 미만의 삽입손실(insertion loss)과 15dB 보다 좋은 반사손실(return loss) 특성을 얻었고, 송.수신 필터간 65dB 이상의 분리도(isolation)를 나타내었다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제11권1호
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• pp.68-77
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• 2008

2.5차원 전자탐사 적분방정식의 확장된 Born 근사해 또는 국소 비선형 근사에 기초하여 루프-루프 전자탐사 역산 알고리듬이 개발되었다 송수신 배열은 수평 동일면(HCP) 또는 수직 동일면(VCP) 방식이고, 다중 주파수 및 다중 송수신 간격을 포함할 수 있으며 PC에서 작동된다. 안정적이고 고해상도를 유지하는 역산이 가능하도록 변수분해 행렬과 Backus-Gilbert 분산 함수 분석을 통해 감도 분포의 함수로서의 공간적으로 변화하는 최적 Lagrange 곱수 결정 알고리듬을 포함하였다. HCP와 VCP 배열 자료가 지하 전기비저항 구조에 따라 서로 다른 감도를 가짐에 따라 동시 역산에서 안정성과 해상도에 영향을 미치게 되므로, 계산값과 측정값 차의 분산에 따라 가중치를 적용하는 방식을 도입하였다. 모델링 코드의 정확성은 통상적으로 루프-루프 전자탐사에서 사용하는 주파수 및 송수신 간격 범위에서 유한차분법에 의해 계산된 결과와의 비교를 통하여 증명되었다. 개발된 역산 알고리듬은 먼저 반무한 공간내 전도체 및 저항체가 포함된 모델에 대한 계산자료에 적용되어 성능이 입증되었다. 현장자료에 적용하고 그 결과 영상을 전기비저항 탐사자료에 대한 역산 결과와 비교하여, 의미있는 지하구조의 영상을 얻을 수 있음을 확인하였다.