• 제목/요약/키워드: Sharp Interface Method

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MBE growth of topological insulator $Bi_2Se_3$ films on Si(111) substrate

  • Kim, Yong-Seung;Bansa, Namrata;Edrey, Eliav;Brahlek, Mathew;Horibe, Yoichi;Iida, Keiko;Tanimura, Makoto;Li, Guo-Hong;Feng, Tian;Lee, Hang-Dong;Gustafsson, Torgny;Andrei, Eva;Cheong, Sang-Wook;Oh, Seong-Shik
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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    • pp.59-59
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    • 2011
  • We will report atomically sharp epitaxial growth of $Bi_2Se_3$ three-dimensional topological insulator films on Si(111) substrate with molecular beam epitaxy (MBE). It was achieved by employing two step growth temperatures to prevent any formation of second phase, like as $SiSe_2$ clusters, between $Bi_2Se_3$ and Si substrate at the early stage of growth. The growth rate was determined completely by Bi flux and the Bi:Se flux ratio was kept ~1:15. The second-phase-free atomically sharp interface was verified by RHEED, TEM and XRD. Based on the RHEED analysis, the lattice constant of $Bi_2Se_3$ relaxed to its bulk value during the first quintuple layer implying the absence of strain from the substrate. Single-crystalline XRD peaks of $Bi_2Se_3$ were observed in films as thin as 4 QL. TEM shows full epitaxial structure of $Bi_2Se_3$ film down to the first quintuple layer without any second phases. This growth method was used to grow high quality epitaxial $Bi_2Se_3$ films from 3 QL to 3600 QL. The magneto-transport properties of these thin films show a robust 2D surface state which is thickness independent.

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해안지하수개발 최적화수치모델과 해석해의 비교연구 (Comparison of a Groundwater Simulation-Optimization Numerical Model with the Analytical Solutions)

  • 시뢰;최뢰;이찬종;박남식
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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    • pp.905-908
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    • 2009
  • In the management of groundwater in coastal areas, saltwater intrusion associated with extensive groundwater pumping, is an important problem. The groundwater optimization model is an advanced method to study the aquifer and decide the optimal pumping rates or optimal well locations. Cheng and Park gave the analytical solutions to the optimization problems basing on Strack's analytical solution. However, the analytical solutions have some limitations of the property of aquifer, boundary conditions, and so on. A simulation-optimization numerical method presented in this study can deal with non-homogenous aquifers and various complex boundary conditions. This simulation-optimization model includes the sharp interface solution which solves the same governing equation with Strack's analytical solution, therefore, the freshwater head and saltwater thickness should be in the same conditions, that can lead to the comparable results in optimal pumping rates and optimal well locations for both of the solutions. It is noticed that the analytical solutions can only be applied on the infinite domain aquifer, while it is impossible to get a numerical model with infinite domain. To compare the numerical model with the analytical solutions, calculation of the equivalent boundary flux was planted into the numerical model so that the numerical model can have the same conditions in steady state with analytical solutions.

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위성영상을 이용한 난대림 식생 분류와 관리 시스템 (Classification of Warm Temperate Vegetation Using Satellite Data and Management System)

  • 조성민;오구균
    • 한국환경생태학회지
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    • 제18권2호
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    • pp.231-235
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    • 2004
  • 본 연구의 목적은 1991년 위성 데이터와 2002년의 위성 데이터의 비교 분석을 통한 전남 완도의 난대림 식생 변화추이를 밝히는데 있다. 이를 위해 1991년 Landsat TM영상과 2002년 Landsat ETM 영상이 이용되었으며, 이미지 프로세싱은 ENVI를 이용하였다. GIS를 이용한 난대림 관리 시스템 개발은 Arc/Info와 ArcView를 이용하여 완성되었다. 영상 데이터의 촬영시기 차이와 TM 영상의 해상도(Resolution)가 정밀하지 못해 복잡한 지형특성을 지닌 곳에서는 정확한 변화추이를 파악하기는 불가능하였으나, 2002년 영상을 이용하여 분석된 완도의 상록활엽수림 면적은 약 2,027ha로 산출되었다. 상록활엽수림과 상록침엽수림은 11년 전에 비해 소폭으로 증가하였으나 낙엽활엽수림은 큰 폭으로 감소하였다. 식생분류를 위한 기준은 상록활엽수림, 상록침엽수림, 낙엽활엽수림, 기타로 구분하였으며 감독분류기법을 통해 식생이 분류되었다. 완도의 공간 데이터는 녹지자연도, 현존식생도, 산림토양도, 훼손유형도, 지형도, 토지소유현황도로 분류되었고, 이에 대한 속성 데이터 베이스는 Arc/Info와 ArcView를 이용하여 완성되었다. 데이터를 관리하고 필요한 정보를 색인 분석하는 사용자 GUI(Graphic User Interface)는 Avenue를 이용하여 개발되었다.

Software for adaptable eccentric analysis of confined concrete circular columns

  • Rasheed, Hayder A.;El-Fattah, Ahmed M. Abd;Esmaeily, Asad;Jones, John P.;Hurst, Kenneth F.
    • Computers and Concrete
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    • 제10권4호
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    • pp.331-347
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    • 2012
  • This paper describes the varying material model, the analysis method and the software development for reinforced concrete circular columns confined by spiral or hoop transverse steel reinforcement and subjected to eccentric loading. The widely used Mander model of concentric loading is adapted here to eccentric loading by developing an auto-adjustable stress-strain curve based on the eccentricity of the axial load or the size of the compression zone to generate more accurate interaction diagrams. The prediction of the ultimate unconfined capacity is straight forward. On the other hand, the prediction of the actual ultimate capacity of confined concrete columns requires specialized nonlinear analysis. This nonlinear procedure is programmed using C-Sharp to build efficient software that can be used for design, analysis, extreme event evaluation and forensic engineering. The software is equipped with an elegant graphics interface that assimilates input data, detail drawings, capacity diagrams and demand point mapping in a single sheet. Options for preliminary design, section and reinforcement selection are seamlessly integrated as well. Improvements to KDOT Bridge Design Manual using this software with reference to AASHTO LRFD are made.

PACVD of Plasma Polymerized Organic Thin Films and Comparison of their Electrochemical Properties

  • I.S. Bae;S.H. Cho;Kim, M.C.;Y.H. Roh;J.H. Boo
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2003년도 춘계학술발표회 초록집
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    • pp.53-53
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    • 2003
  • Plasma polymerized organic thin films were deposited on Si(100) glass and metal substrates using thiophene and ethylcyclohexane precursors by PECVD method. In order to compare electrochemical properties of the as-grown thin films, the effects of the RF plasma power in the range of 30~100 W. AFM showed that the polymer films with smooth surface and sharp interface could be grown under various deposition conditions. Impedance analyzer was utilized for the determination of I-V curve for leakage current density and C-V for dielectric constants, respectively. To obtain C-V curve, we used a MIM structure of metal(Al)-insulator(plasma polymerized thin film)-metal(Pt) structure. Al as the electrode was evaporated on the thiophene films that grew on Pt coated silicon substrates, and the dielectric constants of the as-grown films were then calculated from C- V data measured at 1MHz. From the electrical property measurements such as I-V and C-V characteristics, the minimum dielectric constant and the best leakage current of thiophene thin films were obtained to be about 3.22 and $1{\;}{\times}10^{-11}{\;}A/cm^2$. However, in case of ethylcyclohexane thin films, the minimum dielectric constant and the best leakage current were obtained to be about 3.11 and $5{\;}{\times}10^{-12}{\;}A/cm^2$.

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분자동역학을 이용한 박막의 열경계저항 예측 및 실험적 검증 (Molecular Dynamics Simulation on the Thermal Boundary Resistance of a Thin-film and Experimental Validation)

  • 석명은;김윤영
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제32권2호
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    • pp.103-108
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    • 2019
  • 본 논문에서는 비평형 분자동역학 시뮬레이션 기법을 사용하여 알루미늄 박막과 실리콘 웨이퍼 간 열경계저항을 예측하였다. 실리콘의 끝 단 고온부에 열을 공급하고, 같은 양의 열을 알루미늄 끝 단 저온부에서 제거하여 경계면을 통한 열전달이 일어나도록 하였으며, 실리콘 내부와 알루미늄 내부의 선형 온도 변화를 계산함으로써 경계면에서의 온도 차이에 따른 열저항 값을 구하였다. 300K 온도에서 $5.13{\pm}0.17m^2{\cdot}K/GW$의 결과를 얻었으며, 이는 열유속 조건의 변화와 무관함을 확인하였다. 아울러, 펨토초 레이저 기반의 시간영역 열반사율 기법을 사용하여 열경계저항 값을 실험적으로 구하였으며, 시뮬레이션 결과와 비교 검증하였다. 전자빔 증착기를 사용하여 90nm 두께의 알루미늄 박막을 실리콘(100) 웨이퍼 표면에 증착하였으며, 유한차분법을 이용한 수치해석을 통해 열전도 방정식의 해를 구해 실험결과와 곡선맞춤 함으로써 열경계저항을 정량적으로 평가하고 나노스케일에서의 열전달 현상에 관한 특징을 살펴보았다.

Deposition of Plasma Polymerized Films on Silicon Substrates Using Plasma Assisted CVD Method For Low Dielectric Application

  • Kim, M.C.;S.H. Cho;J.H. Boo;Lee, S.B.;J.G. Han;B.Y. Hong;S.H. Yang
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2001년도 춘계학술발표회 초록집
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    • pp.72-72
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    • 2001
  • Plasma polymerized thin films have been deposited on Si(lOO) substrates at $25-400^{\circ}C$ using thiophene ($C_4H_4S$) precursor by plasma assisted chemical vapor deposition (PACVD) method for low-dielectric device application. In order to compare physical properties of the as-grown thin films, the effects of the plasma power, gas flow ratio and deposition temperature on the dielectric constant and thermal stability were mainly studied. XRD and TED studies revealed that the as-grown thin films have highly oriented amorphous polymer structure. XPS data showed that the polymerized thin films that grown under different RF power and deposition temperature as well as different gas ratio of $Ar:H_2$ have different stoichiometric ratio of C and S compared with that of monomer, indicating a formation of mixture polymers. Moreover, we also realized that oxygen free and thermally stable polymer thin films could be grown at even $400^{\circ}C$. The results of SEM, AFM and TEM showed that the polymer films with smooth surface and sharp interface could be grown under various deposition conditions. From the electrical property measurements such as I-V and C-V characteristics, the minimum dielectric constant and the best leakage current were obtained to be about 3.22 and $10-11{\;}A/\textrm{cm}^2$, respectively.

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Floating Zone법에 의한 Mn-Zn Ferrite 단결정성장에 관한 연구 (The Study on the Crystal Growing of Mn-Zn Ferrite Single Crystals by Floating Zone Method)

  • 정재우;오근호
    • 한국결정성장학회지
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    • 제2권1호
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    • pp.10-19
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    • 1992
  • Soft Ferrites 가운데 대표적인 자성재료로써 최근에 개발된 Mn-Zn Ferrite는 높은 초기투자율과 포화자속밀도, 낮은 손실계수를 갖고 있으며 또한, 단결정으로써의 기계적 특성이 우수하며 VTR Head의 소재로 사용되는 중요한 전자부품이다. melt를 수용하는 도가니를 사용치 않아 결정으로의 불순물 침입이 없으며 halogen lamp로부터 방출된 적외선을 열원으로 하여 한 곳에 초점을 이루어 온도구배를 크게 유지하여 결정성장을 이루는 Floating Zone(FZ)법에 의해 Ar 및 $O_2$혼합가스 분위기 하에서 직경 8mm의 Mn-Zn Ferrite 단결정을 육성하였다. 성장 중 용융대에서의 최고온도는 $1650^{\circ}C$ 온도를 유지하였고 결정성장 속도는 10mm/hr, 회전속도는 20 rpm 이었으며 성장방위를 확인하기 위해 Laue 분석 및 XRD, TEM을 이용, 결정의 상등을 분석하였으며 화학적인 etching을 하여 광학현미경을 통해 etch pits 형상을 관찰하였다. 그리고 양질의 결정을 얻기 위해 원료봉 직경에 따른 결정화 속도와 적정한 melt직경과 길이에 대한 상관관계를 찾아내었고 또한 성장계면의 양상에 대해 고찰하였다.

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고체전해질 $RbAg_4I_5$ 단결정의 전기전도성과 전극반응 (Electrical Conductance and Electrode Reaction of $RbAg_4I_5$ Single Crystals)

  • 박종희;백운기
    • 대한화학회지
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    • 제24권4호
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    • pp.295-301
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    • 1980
  • 고체전해질 $RbAg_4I_5$의 단결정을 키워서 온도에 따른 전기전도율의 변화를 퍼텐티오메트릭 4-전극방법으로 측정하고 $Ag/RbAg_4I_5$, 계면에 대한 전기화학적 성질을 순환전압전류법으로 조사하였다. 25$^{\circ}C$에서 단결정의 비전기전도율은 $0.284\pm0.003 ohm^{-1}cm^{-1}이었고 \;Ag^+$이온의 이동에 대하여 계산된 활성화에너지는 1.70kcal/mol로서 다결정 시료에 대한 값들과 거의 일치하였다. 순환전압전류법 실험결과 은 기준전극에 대한 전위 0볼트 이하에서는 은 전극에서 $Ag^+$ 이온의 가역적환원이 일어났고 +0.67볼트 이상의 전위에서 요오드화 이온이 산화되어 요오드가 유리되었다. 은의 산화 전위에서 은 전극은 작은 양극전류만을 나타내었으나 환원전위에서 은 전극의 표면에 환원 석출된 은은 다시 양극 전위로 돌아갈 때 아주 큰 산화전류를 나타내었다.

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경계면 수치 모델을 이용한 해안 지역 이중 양수정의 해수침투 저감 효과 (Effectiveness of Double Negative Barriers for Mitigation of Sewater Intrusion in Coastal Aquifer: Sharp-Interface Modeling Investigation)

  • 정은태;이성준;이미지;박남식
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제47권11호
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    • pp.1087-1094
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    • 2014
  • 해안지역에서 지하수 해수침투 저감을 위하여 해수 양수 관정을 가동할 때 해수정으로 많은 양의 담수가 낭비되는 사례가 있다. 해수 침투를 저감시키고 낭비되는 담수를 유용하게 활용하기 위하여 이중 양수정이 제안된 바 있다. 이중 양수정은 해수 양수를 위한 해안 쪽의 해수정과 담수 양수를 위한 내륙 쪽의 담수정으로 구성된다. 선행 연구에서는 담수정의 해수 비율을 최소화시키기 위한 해수정의 양수량을 산정하였으나 담수정의 해수비율이 1~15% 범위로 나타나 담수정에서 담수를 확보하기 어렵다고 판단하였다. 본 연구에서는 이송이 지배적인 상황에서 이중 양수정의 효과를 분석하였다. 연구 결과 담수정에서 저염도 지하수를 확보할 수 있음을 밝혔다. 또한 해안 유역 차원의 적정 지하수관리를 위해서는 담수정의 해수비율을 최소화하는 것 외에도 해수정으로 낭비되는 담수량을 최소화하는 것도 함께 고려해야한다.