Kim, Moo-Sub;Shin, Han-Back;Choi, Min-Geon;Monzen, Hajime;Shim, Jae Goo;Suh, Tae Suk;Yoon, Do-Kun
Nuclear Engineering and Technology
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v.52
no.1
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pp.155-163
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2020
To investigate the optimal detector material for prompt gamma imaging during boron neutron capture therapy, in this study, we evaluated the characteristic regarding radiation reaction of available detector materials using a Monte Carlo simulation. Sixteen detector materials used for radiation detection were investigated to assess their advantages and drawbacks. The estimations used previous experimental data to build the simulation codes. The energy resolution and detection efficiency of each material was investigated, and prompt gamma images during BNCT simulation were acquired using only the detectors that showed good performance in our preliminary data. From the simulation, we could evaluate the majority of detector materials in BNCT and also could acquire a prompt gamma image using the six high ranked-detector materials and lutetium yttrium oxyorthosilicate. We provide a strategy to select an optimal detector material for the prompt gamma imaging during BNCT with three conclusions.
Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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2013.08a
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pp.229.2-229.2
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2013
Yttrium oxide (Y2O3)는 band gap이 5.5 eV 정도로 상대적으로 넓고, 굴절상수가 1.8, 유전율이 10~15, Silicon 과의 격자 불일치가 작은 특성을 가지고 있다. 또한 녹는점이 높아 열적으로 안정하기 때문에 전자소자 및 광학소자에 다양하게 응용되는 물질이다. Y2O3 박막은 다양한 방법으로 증착할 수 있는데, 그 방법에는 e-beam evaporation, laser ablation, sputtering, thermal oxidation, metal-organic chemical vapor deposition, and atomic layer deposition (ALD) 등이 있다. ALD는 기판 표면에 흡착된 원자들의 자기 제한적 반응에 의하여 박막이 증착되기 때문에 박막 두께조절이 용이하고 step coverage와 uniformity 측면에서 큰 장점이 있다. 이전에는 Y(thd)3 and Y(CH3Cp)3 와 같은 금속 전구체를 이용하여 ALD를 진행하여, 증착 속도가 낮고 defect이 많아 non-stoichiometric한 조성의 박막이 증착되는 문제점이 있었다. 이번 연구에서는, (iPrCp)2Y(iPr-amd)와 탈이온수를 사용하여 Y2O3 박막을 증착하였다. Y2O3 박막 증착에 사용한 Y 전구체는 상온에서 액체이고 $192^{\circ}C$ 에서 1 Torr의 높은 증기압을 갖는다. Y2O3 박막 증착을 위하여 Y 전구체는 $150^{\circ}C$ 로 가열하여 N2 gas를 이용하여 bubbling 방식으로 공정 챔버 내로 공급하였다. Y2O3 박막의 ALD window는 $250{\sim}350^{\circ}C$ 였으며, Y 전구체의 공급시간이 5초에 다다르자 더 이상 증착 두께가 증가하지 않는 자기 제한적 반응을 확인할 수 있었다. 그리고 증착된 Y2O3 박막의 특성 분석을 위해 Atomic force microscopy (AFM)과 X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), Auger electron spectroscopy (AES) 를 진행하였다. 박막의 Surface morphology 는 매끄럽고 uniform 하였으며, 특히 고체 금속 전구체를 사용했을 때와 비교하여 수산화물이 거의 없는 박막을 얻을 수 있었다. 그리고 조성 분석을 통해 증착된 Y2O3 박막이 stoichiometric하다는 것을 알수 있었다. 또한 metal-insulator-metal (MIM) 구조 (Ru/Y2O3/Ru) 의 resistor 소자를 형성하여 저항 스위칭 특성을 확인하였다.
AlN plates were fabricated by hot pressing at $1700-1900^{\circ}C$ using yttria and alumina (3 and $10\;{\mu}m$ particle size) powders as additives and characterized: density, thermal conductivity, transverse rupture strength, and grain size measurement by SEM and EDS. Density values of $3.31-3.34\;g/cm^3$ are largely attributed to hot pressing of powder mixtures in carbon mold under $N_2$ atmosphere which caused effective degree of oxygen removal from yttrium-aluminate phase expected to form at $1100^{\circ}C$. The grain size of hot pressed AlN was almost homogeneous, with size approximately from 3.2 to $4.0\;{\mu}m$ after hot pressing. $Al_2O_3$ powder of $3\;{\mu}m$ particle size resulted in better transverse rupture strength and finer grain size compared to $10\;{\mu}m$$Al_2O_3$ powder. The thermal conductivity of AlN ranged between $83-92.7\;W/m{\cdot}K$ and decreased with $Al_2O_3$ addition. Fine grain size is preferred for better mechanical properties and thermal conductivity.
Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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v.11
no.4
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pp.754-759
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2007
Field emission displays (FED) are currently being explored as a potential flat panel display technology. Specifically, the optimization pf efficient bin emitting phosphors in the $Y_2O_3-Nb_2O_5$ system and influence of particle size of phosphors on the luminescent properties was studied. Under 254 nm excitation, Bi activated $YNbO_4$ phosphors showed a strong and relatively narrow blue omission band, peaking at about 420-450 nm. Especially 0.4 wt% Bi doped yttrium phosphors showed the maximum emission intensity which is almost three times as much as that of $Y_2SiO_5:Ce$ phosphors. Finally, Ce doped $Y_2SiO_5$ phosphors exhibited strong and broad blue emission band, centered at 390-420 nm and maximum emission intensity at the doping concentration of 0.02-0.03 mol.
Upconversion (UC) properties of Y2O3:Ho3+/Yb3+ spherical particles synthesized by spray pyrolysis were investigated by changing the dopant concentration and calcination temperature. Citric acid (CA), ethylene glycol (EG) and N, N-dimethylformamide (DMF) were used to control the microstructure of Y2O3:Ho3+/Yb3+ particles. In terms of achieving the highest UC green emission intensity, the optimal concentrations of Ho3+ and Yb3+ were found to be 0.3% and 3.0%, respectively. In addition, the UC intensity of Y2O3:Ho3+/Yb3+ showed a linear relationship with the crystallite size. The use of organic additives allows Y2O3:Ho3+/Yb3+ particles to have a spherical and dense structure, resulting in significantly reducing the surface area while maintaining high crystallinity. As a result, the UC emission intensity of Y2O3:Ho3+/Yb3+ particles having a dense structure showed the UC emission intensity about 3.8 times higher than that of hollow particles prepared without organic additives. From those results, when Y2O3:Ho3+/Yb3+ particles are prepared by the spray pyrolysis process, the use of the CA/EG/DMF mixtures as organic additives has been suggested as an effective way to substantially increase the UC emission intensity.
PURPOSE. The purpose of this study was to evaluate the shear bond strength (SBS) of an indirect resin composite (IRC) to the various resin matrix ceramic (RMC) blocks using different surface treatments. MATERIALS AND METHODS. Ninety-nine cubic RMC specimens consisting of a resin nanoceramic (RNC), a polymer-infiltrated hybrid ceramic (PIHC), and a flexible hybrid ceramic (FHC) were divided randomly into three surface treatment subgroups (n = 11). In the experimental groups, untreated (Cnt), tribochemical silica coating (Tbc), and Neodymium-Doped Yttrium Aluminum Garnet (Nd:YAG) laser irradiation (Lsr) with 3 W (150 mJ/pulse, 20 Hz for 20 sec.) were used as surface treatments. An indirect composite resin (IRC) was layered with a disc-shape mold ($2{\times}3mm$) onto the treated-ceramic surfaces and the specimens submitted to thermal cycling (6000 cycles, $5-55^{\circ}C$). The SBS test of specimens was performed using a universal testing machine and the specimens were examined with a scanning electron microscope to determine the failure mode. Data were statistically analyzed with two-way analysis of variance (ANOVA) and Tukey HSD test (${\alpha}=.05$). RESULTS. According to the two-way ANOVA, only the surface treatment parameter was statistically significant (P<.05) on the SBS of IRC to RMC. The SBS values of Lsr-applied RMC groups were significantly higher than Cnt groups for each RMC material, (P<.05). Significant differences were also determined between Tbc surface treatment applied and untreated (Cnt) PIHC materials (P=.039). CONCLUSION. For promoting a reliable bond strength during characterization of RMC with IRC, Nd:YAG laser or Tbc surface treatment technique should be used, putting in consideration the microstructure and composition of RMC materials and appropriate parameters for each material.
Kim, Jung-Hwan;Yoon, Sae-Jung;Hahn, Byung-Dong;Ahn, Cheol-Woo;Yoon, Woon-Ha;Choi, Jong-Jin
Korean Journal of Materials Research
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v.29
no.4
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pp.233-240
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2019
This study analyzes the mechanical properties, including the attrition rate, of $50{\mu}m$ size yttria-stabilized zirconia (YSZ) beads with different microstructures and high-energy milling conditions. The yttria distribution in the grain and grain-boundary of the fully sintered beads relates closely to Vickers hardness and the attrition rate of the YSZ beads. Grain size, fractured surfaces, and yttrium distribution are analyzed by electronic microscopes. For standardization and a reliable comparison of the attrition rate of zirconia beads with different conditions, Zr content in milled ceramic powder is analyzed and calculated by X-ray Fluorescence Spectrometer(XRF) instead of directly measuring the weight change of milled YSZ beads. The beads with small grain sizes sintered at lower temperature exhibit a higher Vickers hardness and lower attrition rate. The attrition rate of $50{\mu}m$ YSZ beads is measured and compared with the various materials properties of ceramic powders used for high-energy milling. The attrition rate of beads appears to be closely related to the Vickers hardness of ceramic materials used for milling, and demonstrates more than a 10 times higher attrition rate with Alumina(Hv ~1650) powder than $BaTiO_3$ powder (Hv ~315).
Baek, GyeongDo;Afandi, Mohammad M.;Park, Jehong;Kim, Jongsu;Jeong, Yongseok
Journal of the Semiconductor & Display Technology
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v.21
no.2
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pp.15-18
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2022
The ultraviolet-C emitting praseodymium doped yttrium phosphate (YPO4:Pr3+) powder was synthesized by conventional solid-state reaction. The electroluminescence device was fabricated by simple screen-printing method using the synthesized YPO4:Pr3+ powder, especially, polyvinylidene fluoride as an insulating layer was applied on the printed YPO4:Pr3+ powder for stable performance of the electroluminescence. The electroluminescence properties were investigated under alternating current power system of 400 Hz. The device starts to emit at 350 V, which showed the ultraviolet-C emission peaking at the 233, 245, 264, 273 nm attributed to electronic transition of the Pr3+ ions. The electroluminescence intensity was increased as increasing the operating voltage and the device revealed stable performance up to 600 V due to the polyvinylidene fluoride serve as a protective layer.
Viotto, Hamile Emanuella do Carmo;Silva, Marcela Dantas Dias;Nunes, Thais Soares Bezerra Santos;Coelho, Sabrina Romao Goncalves;Pero, Ana Carolina
The Journal of Advanced Prosthodontics
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v.14
no.5
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pp.305-314
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2022
PURPOSE. The aim of this study was to evaluate the flexural strength of a 3D-printed denture base resin (Cosmos Denture), after different immediate repair techniques with surface treatments and thermocycling. MATERIALS AND METHODS. Rectangular 3D-printed denture base resin (Cosmos Denture) specimens (N = 130) were thermocycled (5,000 cycles, 5℃ and 55℃) before and after the different repair techniques (n = 10 per group) using an autopolymerized acrylic resin (Jet, J) or a hard relining resin (Soft Confort, SC), and different surface treatments: Jet resin monomer for 180 s (MMA), blasting with aluminum oxide (JAT) or erbium: yttrium-aluminum-garnet laser (L). The control group were intact specimens. A three-point flexural strength test was performed, and data (MPa) were analyzed by ANOVA and Games-Howell post hoc test (α = 0.05). Each failure was observed and classified through stereomicroscope images and the surface treatments were viewed by scanning electron microscope (SEM). RESULTS. Control group showed the highest mean of flexural strength, statistically different from the other groups (P < .001), followed by MMA+J group. The groups with L treatment were statistically similar to the MMA groups (P > .05). The JAT+J group was better than the SC and JAT+SC groups (P < .05), but similar to the other groups (P > .05). Adhesive failures were most observed in JAT groups, especially when repaired with SC. The SEM images showed surface changes for all treatments, except JAT alone. CONCLUSION. Denture bases fabricated with 3D-printed resin should be preferably repaired with MMA+J. SC and JAT+SC showed the worst results. Blasting impaired the adhesion of the SC resin.
Brykala, Marcin;Walczak, Rafal;Wawszczak, Danuta;Kilim, Stanislaw;Rogowski, Marcin;Strugalska-Gola, Elzbieta;Olczak, Tadeusz;Smolinski, Tomasz;Szuta, Marcin
Nuclear Engineering and Technology
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v.53
no.1
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pp.188-198
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2021
A modern approach to nuclear energy involves reprocessing like transmutations of spent nuclear fuel products to reduce their radiotoxicity and time needed for their storage. For this purpose, they are immobilized in inert matrices made of zirconia and can be "burned" in fast neutron reactor or Accelerator Driven System. These matrices in spherical form can be obtained by sol-gel process. The paper presents a method of microspheres fabrication based on the combined Complex Sol-Gel Process and double extraction process consisting in the preparation of zirconium-ascorbate sol and simultaneous extraction of water and nitrates. The procedure allows obtaining gel microspheres with a diameter of 50 ㎛, which after heat treatment are processed into the final product. The synthesis of zirconia microspheres with Yttrium by internal gelation process is well known for over a decade now. However, the explanation and characterization of synthesis of such material by extraction of water process is rarely found. Parameters such as: pH, viscosity, shape, sphericity and crystal structure have been determined for synthesized products and semi-products. In addition, preliminary research consisting in irradiation of the obtained materials in fast and thermal neutron flux was carried out. The obtained results are presented and described in this work.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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