• 제목/요약/키워드: Spectral range

검색결과 948건 처리시간 0.03초

드론원격탐사 기반 SVM 알고리즘을 활용한 하천 피복 분류 모델 개발 (Development of Stream Cover Classification Model Using SVM Algorithm based on Drone Remote Sensing)

  • 정경수;고승환;이경규;박종화
    • 농촌계획
    • /
    • 제30권1호
    • /
    • pp.57-66
    • /
    • 2024
  • This study aimed to develop a precise vegetation cover classification model for small streams using the combination of drone remote sensing and support vector machine (SVM) techniques. The chosen study area was the Idong stream, nestled within Geosan-gun, Chunbuk, South Korea. The initial stage involved image acquisition through a fixed-wing drone named ebee. This drone carried two sensors: the S.O.D.A visible camera for capturing detailed visuals and the Sequoia+ multispectral sensor for gathering rich spectral data. The survey meticulously captured the stream's features on August 18, 2023. Leveraging the multispectral images, a range of vegetation indices were calculated. These included the widely used normalized difference vegetation index (NDVI), the soil-adjusted vegetation index (SAVI) that factors in soil background, and the normalized difference water index (NDWI) for identifying water bodies. The third stage saw the development of an SVM model based on the calculated vegetation indices. The RBF kernel was chosen as the SVM algorithm, and optimal values for the cost (C) and gamma hyperparameters were determined. The results are as follows: (a) High-Resolution Imaging: The drone-based image acquisition delivered results, providing high-resolution images (1 cm/pixel) of the Idong stream. These detailed visuals effectively captured the stream's morphology, including its width, variations in the streambed, and the intricate vegetation cover patterns adorning the stream banks and bed. (b) Vegetation Insights through Indices: The calculated vegetation indices revealed distinct spatial patterns in vegetation cover and moisture content. NDVI emerged as the strongest indicator of vegetation cover, while SAVI and NDWI provided insights into moisture variations. (c) Accurate Classification with SVM: The SVM model, fueled by the combination of NDVI, SAVI, and NDWI, achieved an outstanding accuracy of 0.903, which was calculated based on the confusion matrix. This performance translated to precise classification of vegetation, soil, and water within the stream area. The study's findings demonstrate the effectiveness of drone remote sensing and SVM techniques in developing accurate vegetation cover classification models for small streams. These models hold immense potential for various applications, including stream monitoring, informed management practices, and effective stream restoration efforts. By incorporating images and additional details about the specific drone and sensors technology, we can gain a deeper understanding of small streams and develop effective strategies for stream protection and management.

Accurate Measurement of Agatston Score Using kVp-Independent Reconstruction Algorithm for Ultra-High-Pitch Sn150 kVp CT

  • Xi Hu;Xinwei Tao;Yueqiao Zhang;Zhongfeng Niu;Yong Zhang;Thomas Allmendinger;Yu Kuang;Bin Chen
    • Korean Journal of Radiology
    • /
    • 제22권11호
    • /
    • pp.1777-1785
    • /
    • 2021
  • Objective: To investigate the accuracy of the Agatston score obtained with the ultra-high-pitch (UHP) acquisition mode using tin-filter spectral shaping (Sn150 kVp) and a kVp-independent reconstruction algorithm to reduce the radiation dose. Materials and Methods: This prospective study included 114 patients (mean ± standard deviation, 60.3 ± 9.8 years; 74 male) who underwent a standard 120 kVp scan and an additional UHP Sn150 kVp scan for coronary artery calcification scoring (CACS). These two datasets were reconstructed using a standard reconstruction algorithm (120 kVp + Qr36d, protocol A; Sn150 kVp + Qr36d, protocol B). In addition, the Sn150 kVp dataset was reconstructed using a kVp-independent reconstruction algorithm (Sn150 kVp + Sa36d, protocol C). The Agatston scores for protocols A and B, as well as protocols A and C, were compared. The agreement between the scores was assessed using the intraclass correlation coefficient (ICC) and the Bland-Altman plot. The radiation doses for the 120 kVp and UHP Sn150 kVp acquisition modes were also compared. Results: No significant difference was observed in the Agatston score for protocols A (median, 63.05; interquartile range [IQR], 0-232.28) and C (median, 60.25; IQR, 0-195.20) (p = 0.060). The mean difference in the Agatston score for protocols A and C was relatively small (-7.82) and with the limits of agreement from -65.20 to 49.56 (ICC = 0.997). The Agatston score for protocol B (median, 34.85; IQR, 0-120.73) was significantly underestimated compared with that for protocol A (p < 0.001). The UHP Sn150 kVp mode facilitated an effective radiation dose reduction by approximately 30% (0.58 vs. 0.82 mSv, p < 0.001) from that associated with the standard 120 kVp mode. Conclusion: The Agatston scores for CACS with the UHP Sn150 kVp mode with a kVp-independent reconstruction algorithm and the standard 120 kVp demonstrated excellent agreement with a small mean difference and narrow agreement limits. The UHP Sn150 kVp mode allowed a significant reduction in the radiation dose.

GK-2A/AMI와 융합을 통한 GOCI-II 해색 산출물 정확도 개선 가능성 (GOCI-II Capability of Improving the Accuracy of Ocean Color Products through Fusion with GK-2A/AMI)

  • 이경상;안재현;박명숙
    • 대한원격탐사학회지
    • /
    • 제37권5_2호
    • /
    • pp.1295-1305
    • /
    • 2021
  • 연안 및 대양의 효과적인 모니터링을 위해 여러 연구 분야에서 고품질의 위성 기반 해색 산출물들이 요구 있으며 이를 위해서는 정확한 대기 효과의 보정이 필수적이다. 현재 Geostationary Ocean ColorImage (GOCI)-II 지상시스템에서는 수증기 및 오존 등에 의한 가스 흡광 보정을 수행하기 위해 European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF) 또는 National Centers for Environmental Prediction (NCEP) 기상장 자료를 사용하고 있다. 이 과정에서 기상장 자료의 낮은 시공간해상도로 인해 오차가 발생할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 복사 전달 모델 모의를 통해 개발된 GOCI-II의 수증기 흡광 보정 모델 및 GeoKompsat (GK)-2A/Advanced Meteorological Imager (AMI)의 가강수량 자료를 이용하여 수증기 흡광 효과를 보정하고 이에 따른 영향력을 분석하였다. 개발된 수증기 흡광 보정 모델 적용 유무에 따른 오차는 수증기의 영향이 적은 620 nm와 680 nm의 대기 상한 반사도에서 최대 1.3%와 0.27%로 적은 오차를 보였다. 그러나 수증기 흡광의 경향이 큰 709 nm 채널의 경우 태양 천정각 및 가강수량에 따라 6~15%의 큰 오차를 나타냈다. 레일리 보정 반사도에서는 대기 상한 반사도에서 발생한 오차가 크게 증폭되어 태양 천정각에 따라 GOCI-II의 각 밴드(620~865 nm) 별로 1.46~4.98, 7.53~19.53, 0.25~0.64, 14.74~40.5, 8.2~18.56, 5.7~11.9%의 큰 오차를 보이고 있다. 이는 수증기 흡광 보정이 해색 산출물의 정확도와 안정성에 큰 영향을 미칠 수 있다는 것을 의미하며, 향후 시공간 해상도가 높은 GK-2A/AMI와의 융합을 통해 GOCI-II 해색 산출물의 정확도 향상이 가능함을 시사한다.

농촌, 도시 및 집단생활 아동의 요충 감염과 집단 구충에 의한 예방 효과 (Prevalence of Enteyobius vermiculuris infection and preventive effects of masts treatment among children in rural and urban areas, and children in orphanages)

  • 김종수;이해용;안영겸
    • Parasites, Hosts and Diseases
    • /
    • 제29권3호
    • /
    • pp.235-244
    • /
    • 1991
  • 강원도 원주 지역 학등에 대하여 환경을 달리하는 4군을 adhesive cellotape anal swab 법으로 충란 검출률을 조사하였고 감염 집단에 대하여 구충제의 반착 투여로 감염률의 감소 현황과 재감염 을 관찰하였다. 1. 충란 검출률(1회 검사)은 19.9%(1,262명중 251명 양성, 남 19.7%, 여 20.1%)였으며 지역과 환경이 다른 산간 지역 13.0%, 농촌 지역 11.9%, 중 도시 15. l%, 집단생활 아동 61.9%로 나타났다. 2. 국민학생은 저학년(유치만 및 1,2학년생)에서 검출률(26.2∼32.2%)이 높았고 그 외는 최저 (6학년 생) 13.6%이었다. 3. 반복 검사(4∼5일 간격 3회)에 의한 누적 검출률은 높았으나(최초 58.5%에서 70.8%로) 매회의 검출률은 비슷한 비율(50.0%∼59.2%)을 보였다. 4. 반복검사 3회의 누적 검출률(70.8%, 130명 검사) 중 계속 양성자는 평균 39.2%이었다. 그리고 충란 검출률이 높은 군(87.5%)일수록 그 비율(71.9%)은 높았다. 5. 충란 양성자 17명에서 구충제 투여로 2,609마리 (성비는 12.4 : 1)의 충체를 수집하였다. 이는 평균 153마리 (4∼824범위) 감염에 해당된다. 6. 집단에 대하여 매회 충란 양성자에만 구충제를 투여 (3주간격 6회)한 바 양성률은 최초 54.8% (180명중)에서 15주 후에 2.3%로 감소되었으나 완전한 구충 효과는 얻지 못하였다. 그러나 매회 전 집단(양성자, 음성자 같이)에 대한 구충제 투여 (3주간격)에서는 4회 (9주째) 검사때 전부 음성으로 나타났다. 7. 국민학교 학생 양성자의 형제자매 중 충란 검출률은 70.0%(40명 중 28명)이었다. 가족 단위로는 69.7%의 같은 비율로 높았다. 이상으로 요충 감염은 아직까지 높은 상태임을 알았고 예방을 위한 집단 구충에는 전 집단에 대한 3회 이상의 반복구충이 효과적이었다. gas layers is also made. Low resolution spectral intensities at the boundary are obtained for uniform, parabolic and boundary layer type temeprature profiles using the obtained for uniform, parabolic and boundary layer type temperature profiles using the obtained WSGGM's with 9 gray gases. The results are compared with the narrow band spectral intensities as obtained by a narrow band model-based code with the Curtis-Godson approximation. Good agreement is found between them. Local heat source strength and total wall heat flux are also compared for the cases of Kim et al, which again gives promising agreement.면적 306~453$\textrm{cm}^2$, 유색계의 경우 수당면적 340~453$\textrm{cm}^2$ 일 때 경제능력을 제대로 발휘할 수 있고 경제성이 있는 것으로 나타났다. 첨가구가 높은 경향이 있었다8.4%. 79.7% 그리고 80.2%였다. 5. 체중구성요소들의 중상비율간의 상관근도는 계통간를 차이를 보이지 않았다. 체중구성요소중 체중과 상관정도가 높은 부위들은 방혈양, 두부, 각부, 흉부, 퇴경부등이였다. 복부지방(%)은 어느 계종에서나 주로 불가식내장과 높은 유의상관을 보였으나, 가식부위와의 상관정도는 매우 낮게 나타났다.ctivity of these

  • PDF

깊이별 토양 휴믹산과 풀빅산의 특성 분석: 양성자교환용량, 원소성분비, 13C NMR 스펙트럼 (Characterization of Humic and Fulvic Acids Extracted from Soils in Different Depth: Proton Exchange Capacity, Elemental Composition and 13C NMR Spectrum)

  • 신현상;이창훈;이동석;정근호;이창우
    • 분석과학
    • /
    • 제16권4호
    • /
    • pp.283-291
    • /
    • 2003
  • 본 연구에서는 깊이별 토양시료에서 추출한 휴믹산과 풀빅산의 산성 작용기 및 구조 적 특성을 비교 분석하였다. 연구의 주요 목적은 토양 깊이별 방사성 핵종 농도 분포 및 이동성에 대한 휴믹물질의 역활 규명에 필요한 기초자료를 제공함에 있다. 휴믹산과 풀빅산 분자의 산성작용기 특성은 pH 적정법을 이용하여 분석하였고, 양성자교환용량 (PEC) 및 평균 $pK_a$ 값을 얻었다. 휴믹산과 풀빅산의 구조적 특성은 원소성분비 분석 및 CPMAS $^{13}C$ NMR 분광법을 이용하여 분석하였다. pH 적정 분석 결과, 휴믹산의 PEC 값은 $3.8{\sim}4.8meq\;g^{-1}$의 범위이었다. 풀빅산은 휴믹산에 비하여 상대적으로 높은 $5.5{\sim}7.0meq\;g^{-1}$의 PEC 값을 보였다. 깊이별 토양 휴믹산은 표층에서 보다 하층 (> 8 cm)에서 더 높은 PEC 값을 나타냈다. 원소성분비 (H/C) 및 $^{13}C$ NMR 스펙트럼 분석 ($C_{arom}/C_{aliph}$) 결과, 휴믹산이 풀빅산에 비하여 구조적으로 방향족성이 높고, 카르복실기 탄소 함량은 낮은 것으로 나타났다. 깊이별 비교의 경우, 휴믹산은 토양 깊이가 증가할수록 방향족성 및 카르복실 탄소 함량이 증가하는 경향을 보였으나, 풀빅산은 전체적으로 유사한 함량 분포를 보였다.

상류 오염원 추적을 위한 용존 유기물질 Synchronous 형광스펙트럼 분석 연구 (Analyses of Synchronous Fluorescence Spectra of Dissolved Organic Matter for Tracing Upstream Pollution Sources in Rivers)

  • 허진;김미경;박성원
    • 대한환경공학회지
    • /
    • 제29권3호
    • /
    • pp.317-324
    • /
    • 2007
  • 형광측정법은 자연유기물질을 간편하고 신속하게 분석함으로써 타 분석법에 비해 현장에서 실시간으로 수질관리에 활용할 수 있는 월등한 장점을 가지고 있다. 본 연구에서는 버섯배지용 톱밥 침출수와 생활하수의 영향을 받는 부산지역 수영천 상류 소하천에서 채집한 제한된 수의 대표시료를 대상으로 synchronous 형광스펙트럼을 분석하고 오염원 추적 및 감시 모니터링 가능성 여부에 대한 예비 실험을 실시하였다. 형광스펙트럼 분석에는 오염원 상류 하천, 생활하수 2개 지점, 톱밥 침출수, 하류지점 하천의 5가지 현장 시료를 사용하였다. 사용된 시료 중에서 톱밥 침출수는 다른 시료와 뚜렷한 형광 스펙트럼 차이를 보여 synchronous 형광 스펙트럼 측정을 통해 톱밥 침출수에 의한 오염 추적 및 감시가 가능함을 보여 주었다. Synchronous 형광 스펙트럼에서 적용 가능한 오염원 식별지표(discrimination index)로는 ${\Delta}\lambda=30nm$의 경우 276 nm와 350 nm에서의 형광세기, 275 nm와 285 nm에서의 형광세기 1차 미분 값이 선택되었고, ${\Delta}\lambda=60nm$의 경우 239 nm, 275 nm, 347 nm에서의 형광세기와 315 nm에서의 형광세기 1차 미분 값이 포함되었다. 다양한 혼합비율을 가진 톱밥 침출수와 상류 하천수 혼합 시료를 사용하여 선택된 식별지표의 민감도를 다음의 두 가지 기준을 바탕으로 비교하였다 - (1)실측치와 두 시료 간 혼합 비율에서 예측되는 지표 값과의 차이와 (2)식별 지표와 혼합 비율 사이의 일차 상관관계 정도. 그 결과 276 nm(${\Delta}\lambda=30nm$ 조건)와 347 nm(${\Delta}\lambda=60nm$ 조건)에서의 형광 세기가 현장에서 톱밥 침출수 오염을 식별하는 가장 이상적인 식별지표로 밝혀졌다. 비록 이 연구가 제한된 대표시료와 오염원 종류에 국한되었지만 여기에 사용된 식별지표 평가 과정 및 구체적인 실험방법은 향후 형광측정을 이용한 실시간 오염원 추적 연구에 중요한 기초자료를 제공할 것으로 기대한다.

2004 니가타 지진 사례 분석을 통한 고속철도 시스템의 지진 취약도 곡선 개발 (Development of Empirical Fragility Function for High-speed Railway System Using 2004 Niigata Earthquake Case History)

  • 양승훈;곽동엽
    • 한국지반공학회논문집
    • /
    • 제35권11호
    • /
    • pp.111-119
    • /
    • 2019
  • 지진에 대한 경각심이 높아지는 가운데 고속철도 시스템의 지진 취약성을 분석하는 것은 지진피해 사전대응분석을 위해 필수적이다. 고속철도를 이루는 구조물은 400km/s 정도까지 속도를 낼 수 있는 고속열차의 직진성을 유지하기 위해 주로 교량, 터널 등으로 구성되어 있다. 이러한 구조물의 지진에 대한 취약도는 각 구조물의 단면을 분석하여 해석적 또는 수치적 방법으로 구할 수도 있으나, 고속철도 전체 시스템을 이러한 방법으로 분석하기에는 그 대상이 넓어 많은 연구 노력이 필요하다. 본 연구에서는 이런 해석적 방법이 아닌 경험적 방법을 사용하여 고속철도 시스템 전체의 일반적인 지진 취약도 곡선을 개발하였다. 연구에 활용한 대상 지진 사례는 규모 6.6 2004년 니가타 지진으로, 이 지진은 진앙 인근 부근을 지나는 고속철도에 심각한 피해를 초래하였다. 본 연구에서는 고속철도에서의 계기진도 및 피해 사례를 수집하였고, 통계분석을 통해 각 피해 정도에 따른 피해 확률을 결정하였다. 그 후, 최대우도추정법을 사용하여 계기진도를 함수로 하는 초과피해 확률을 로그정규누적분포함수로 추정하였다. 이러한 취약도 곡선을 분석한 결과, 장주기 성분의 계기진도인 주기 3초의 응답스펙트럼(SAT3.0)이 로그정규누적분포함수의 표준편차가 가장 작게 나타나고 오차의 표준편차 또한 작게 나타나 터널 및 교량 등 고속철도 시스템의 피해 확률을 추정하는데 가장 적합한 계기진도로 판단되었다. 이는 장주기 성분의 지진파가 터널 및 교량 등의 피해에 큰 연관성이 있기 때문으로 유추된다. 개발된 취약도 곡선으로부터 보통 이상(DL > 1)의 피해에 대해 SAT3.0 = 0.1g일 때 2%의 피해확률을 예측하였으며, SAT3.0 = 0.2g일 때 23.9%의 피해확률을 예측하였다.

호흡유도(呼吸誘導)에 따른 전두부(前頭部) 뇌파(腦波)에 관한 연구(硏究) (The Physiological Effects of Controlled Respiration on the Electroencephalogram)

  • 김혜경;신상훈;남동현;박영재;홍인기;이동훈;이상철;박영배
    • 대한한의진단학회지
    • /
    • 제10권1호
    • /
    • pp.109-140
    • /
    • 2006
  • Background: In practicing qigong, People must achieve three Points : adjust their Posture, control their breathing and have a peace of mind. That is, Cho-Sin [調身] , Cho-Sik [調息] , Cho-Sim [調心] . Slow respiration is the important pattern of respiration to improve the human health. However, unsuitable breathing training have been occurred to mental disorder such as insomnia, anorexia etc. So, we think that the breathing training to consider the individual variations are desired. Objectives: We performed this study to examine the physiological effects of controlled respiration on the normal range of frequency domain electroencephalogram(EEC) in healthy subjects Also, to study examine individual variations according to the physiological effects between controlled respiration and Han-Yeol [寒熱] , respiration period, gender and age-related groups on the EEC in healthy subjects. Methods: When the subjects controlled the time of breathing (inspiration and expiration time) consciously, compared with natural respiration, and that their physiological phenomena are measured by EEC. In this research we used breathing time as in a qigong training (The Six-Word Excise) and observed physiological phenomena of the controlled natural respiration period with the ratio of seven to three(longer inspiration) and three to seven(longer expiration) . We determined, heat-cold score by Han-Yeol [寒熱] questionnaire, average of natural respiration period, according to decade, EEC of 140 healthy subjects (14 to 68 years old; 38 males, 102 females) by means of alpha, beta spectral relative power. Results: 1) In Controlled respiration compared with the natural respiration, ${\alpha}\;I\;(Fp2)\;and\;{\beta}$ I (Fpl, Fp2, F3, F4) decreased on the EEC. 2) In controlled respiration compared with the natural respiration, ${\beta}$ I (Fpl, Fp2, F3, F4) increased with cold group, ${\alpha}/{\beta}$(F3) decreased with heat group, ${\alpha}$ I (Fp2)increased with cold group in longer inspiration. But by means of compound effects, ${\alpha}$ II(F3) increased with cold group in longer inspiration, the other side ${\alpha}$ I (F3) decreased with heat group in controlled respiration on the EEC. 3) In controlled respiration compared with the natural respiration, ${\alpha}$ I (Fp2) decreased with decreased-respiratory-rate(D.R.R.) group, ${\beta}$ I (Fpl, Fp2, F3, F4) increased with D.R.R. and D.R.R. groups, ${\alpha}/{\beta}$(F3) decreased with D.R.R. group. But by means of compound effects, in controlled respiration compared with the natural respiration, ${\alpha}/{\beta}$(F3) decreased with D.R.R. group on the EEG. 4) In controlled respiration compared with the natural respiration, ${\beta}$ I (Fpl, F3, F4) increased with female cup, ${\beta}$ I (Fp2) increased with male and female groups, ${\alpha}/{\beta}$(F3) decreased with male group. But by means of compound effects, in controlled respiration compared with the natural respiration, ${\alpha}$ I (Fp2) increased with female group on the EEC. 5) Compared with the natural respiration, in longer expiration ${\alpha}$ I (Fp2) increased in their forties group, in longer inspiration ${\alpha}$ I (Fp2) increased in their fifties group. But by means of compound effects, in controlled respiration compared with the natural respiration, ${\beta}$ I (Fpl) decreased in teens group on the EEG.

  • PDF

$CO_2$로 포화된 사암의 속도-유효응력 반응 (Velocity-effective stress response of $CO_2$-saturated sandstones)

  • Siggins, Anthony F.
    • 지구물리와물리탐사
    • /
    • 제9권1호
    • /
    • pp.60-66
    • /
    • 2006
  • 세 개의 서로 다른 사암 샘플들 -두 개의 합성 샘플과 한 개의 현장 샘플- 에 대해 현장 저류층의 대표적인 구속압력과 공극압력하에서 초음파 시험이 수행되었다. 세가지 사암 샘플들은 (a) 캘사이트 시멘트(calcite intergranula. cement (CIPS))로 만든 합성사암, (b) 실리카 시멘트(silica intergranular cement)로 만든 합성 사암 (c) Otway Basin 의 Boggy Creek 1 시추공에서 시도되는 $CO_2$ 파일럿 프로젝트의 대상 암석층 중 Waarre 층으로부터 추출한 코아 샘플로 구성되어 있다. 공극률은 각각 32%, 33%, 26%이다. 초기시험은 실내건조(room-dried) 상태에 있는 코아들에 대해 구속응력을 5 MPa 씩 단계별로 65 MPa 까지 증가시키며 이루어졌다. 그리고 나서 모든 코아들에 처음에는 온도 $22^{\circ}C$에서 6 MPa 공극압력으로 기체상의 $CO_2$를, 그 다음에는 온도 $22^{\circ}C$ 에서 7 MPa 부터 17 MPa 까지 5 MPa 씩 증가시키면서 액체상의 $CO_2$를 주입하였다. 구속응력은 10MPa부터 65 MPa까지 달리 하였다. P와 S 초음파 파형들이 유효응력이 증가할 때마다 기록되었다. 속도-유효응력 반응들이 P 파와 S 파에 대해 실험 자료들로부터 계산되었으며, 감쇠(1/Qp)들은 스펙트럼 비 방법을 이용하여 파형들로부터 계산되었다. 각각의 사암들에 대한 이론적인 속도-유효응력 계산은 $CO_2$ 압력-밀도 와 $CO_2$ 체적계수-압력 상 다이어그램(phasediagram), Gassmann 유효 매질 이론(effective medium theory)을 이용하여 구하였다. 기체상의 $CO_2$ 주입은 속도-유효응력에서 건조상태(공기로 포화된 상태)에 비해 거의 무시할만한 변화를 가져왔다. 다양한 공극압력에서 액체상의 $CO_2$ 주입은 공기로 포화된 상태에 비해 속도-유효응력 반응을 평균 약 8% 정도 낮게 한다. 실험자료들은 높은 유효응력에서 Gassmann 계산들과 일치한다. 이러한 이론과 일치하는 "임계" 유효응력은 사암의 종류에 따라 달라진다. 이 차이는 각각의 사암 종류의 미세구조에서 미세 균열 수의 차이에 기인한 것이라 생각된다. 높은 유효응력에서의 이론과 의미있게 일치하였으며, $CO_2$ 주입 시 현장에서의 탄성파 거동을 예상하는데 있어서 어느 정도 확신을 준다.

Interface structure and anisotropic strain relaxation of nonpolar a-GaN on r-sapphire

  • 공보현;조형균;송근만;윤대호
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
    • /
    • 한국전기전자재료학회 2010년도 하계학술대회 논문집
    • /
    • pp.31-31
    • /
    • 2010
  • The growth of the high-quality GaN epilayers is of significant technological importance because of their commercializedoptoelectronic applications as high-brightness light-emitting diodes (LEDs) and laser diodes (LDs) in the visible and ultraviolet spectral range. The GaN-based heterostructural epilayers have the polar c-axis of the hexagonal structure perpendicular to the interfaces of the active layers. The Ga and N atoms in the c-GaN are alternatively stacked along the polar [0001] crystallographic direction, which leads to spontaneous polarization. In addition, in the InGaN/GaN MQWs, the stress applied along the same axis contributes topiezoelectric polarization, and thus the total polarization is determined as the sum of spontaneous and piezoelectric polarizations. The total polarization in the c-GaN heterolayers, which can generate internal fields and spatial separation of the electron and hole wave functions and consequently a decrease of efficiency and peak shift. One of the possible solutions to eliminate these undesirable effects is to grow GaN-based epilayers in nonpolar orientations. The polarization effects in the GaN are eliminated by growing the films along the nonpolar [$11\bar{2}0$] ($\alpha$-GaN) or [$1\bar{1}00$] (m-GaN) orientation. Although the use of the nonpolar epilayers in wurtzite structure clearly removes the polarization matters, however, it induces another problem related to the formation of a high density of planar defects. The large lattice mismatch between sapphiresubstrates and GaN layers leads to a high density of defects (dislocations and stacking faults). The dominant defects observed in the GaN epilayers with wurtzite structure are one-dimensional (1D) dislocations and two-dimensional (2D) stacking faults. In particular, the 1D threading dislocations in the c-GaN are generated from the film/substrate interface due to their large lattice and thermal coefficient mismatch. However, because the c-GaN epilayers were grown along the normal direction to the basal slip planes, the generation of basal stacking faults (BSFs) is localized on the c-plane and the generated BSFs did not propagate into the surface during the growth. Thus, the primary defects in the c-GaN epilayers are 1D threading dislocations. Occasionally, the particular planar defects such as prismatic stacking faults (PSFs) and inversion domain boundaries are observed. However, since the basal slip planes in the $\alpha$-GaN are parallel to the growth direction unlike c-GaN, the BSFs with lower formation energy can be easily formed along the growth direction, where the BSFs propagate straightly into the surface. Consequently, the lattice mismatch between film and substrate in $\alpha$-GaN epilayers is mainly relaxed through the formation of BSFs. These 2D planar defects are placed along only one direction in the cross-sectional view. Thus, the nonpolar $\alpha$-GaN films have different atomic arrangements along the two orthogonal directions ($[0001]_{GaN}$ and $[\bar{1}100]_{GaN}$ axes) on the $\alpha$-plane, which are expected to induce anisotropic biaxial strain. In this study, the anisotropic strain relaxation behaviors in the nonpolar $\alpha$-GaN epilayers grown on ($1\bar{1}02$) r-plane sapphire substrates by metalorganic chemical vapor deposition (MOCVO) were investigated, and the formation mechanism of the abnormal zigzag shape PSFs was discussed using high-resolution transmission electron microscope (HRTEM).

  • PDF