• 한국자기학회지
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• 제14권6호
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• pp.219-223
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• 2004

L $i_{0.5}$F $e_{2.5-{\chi}}$Rhx $O_4$($\chi$= 0.25, 0.50, 0.75, 1.00)을 직접합성법으로 제조하고, 시료의 조성비에 따른 자기적 성질과 결정학적 구조를 연구하였다. x선 회절실험분석 결과 시료 모두 공간군 Fd3m에 해당하는 입방 스피넬구조를 가졌고, Rh을 치환함에 따라 Li이온이 팔면체 자리에서 사면체 자리로의 이동이 나타났다. 시료의 격자상수는 Rh을 치환함에 따라 8.3365 $\AA$에서 8.3932 $\AA$으로 증가하였다. Neel 온도 이하에서 외부자기장을 가하지 않은 상태에서의 뫼스바우어 스펙트림과 외부자기장 (6 T)을 인가한 뫼스바우머 스펙트럼을 여러 온도에 대하여 취하여 미시적 자성구조를 측정하였다. 외부자기장하의 뫼스바우어 스펙트럼 분석으로 각 시료의 정확한 면적비를 계산하여 수행한 Debye온도 분석결과 전체 시료에서 사면체와 팔면체 자리가 비슷한 정도의 결합 세기를 가졌음을 알았다. $\chi$=0.75의 경우는 외부자기장하에서 사면체와 팔면체 자리의 초미세 자기장의 부호가 바뀌는 것을 알았고, 이는 Li ion의 자리이동과 일치하는 결과를 보인다 4.2K에서 극저온 하에서 6 T를 인가한 외부자기장의 스펙트럼분석으로 전체 시료의 자기적 스핀구조가 collinear spin 모형을 따름을 알 수 있었다.

• 청정기술
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• 제18권4호
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• pp.432-439
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• 2012

백금(Pt)과 루테늄(Ru)의 조성비가 일산화탄소(CO) 산화반응에 미치는 영향을 조사하고자 탄소를 지지체(support)로 사용한 20 wt% 백금과 백금-루테늄 시리즈 촉매(Pt : Ru = 7 : 3, 5 : 5, 3 : 7)를 콜로이드 방법(colloidal method)으로 합성하였다. 다양한 물리 화학적 분석장비인 투과전자현미경(transmission electron microscopy, TEM)과 X-선 회절(X-ray diffraction, XRD), 에너지 분산형 X-선 분석기(energy dispersive X-ray spectroscopy, EDS)를 이용하여 구조 화학적 특성을 분석하고, X-선 광전자 분광법(X-ray photoelectron spectroscopy, XPS)을 통해 전자적 특성 변화를 확인하였다. 더불어 일산화탄소 벗김 전압전류실험(CO stripping voltammetry)을 이용하여 전기화학적 거동을 분석하였다. 합성된 촉매들 중 $Pt_5Ru_5/C$가 가장 낮은 개시 전위(vs. Ag/AgCl)와 가장 큰 일산화탄소의 전기화학적 활성화 표면적(CO EAS) 값을 나타냈으며 이를 통해 $Pt_5Ru_5/C$이 일산화탄소의 전기화학적 산화반응에 있어 가장 효과적인 촉매임을 확인하였다. $Pt_5Ru_5/C$의 격자상수 변화를 통한 구조적 특성변화 및 백금 d-밴드의 페르미 레벨 변화를 통한 전자적 특성변화 그리고 이작용기(bifunctional)의 효과가 일산화탄소의 전기화학적 산화반응에 대한 활성을 증진시켰다고 사료된다.

• 한국재료학회지
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• 제11권2호
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• pp.88-93
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• 2001

$N_2$처리에 의해 Si (001) 기판에 형성된 C49상의 구조를 갖는 에피택셜 $TiSi_2$상의 열적 거동과 결정학적 특성을 X선 회절법 (XRD)과 고분해능 투과전자현미경법 (HRTEM)으로 조사하였다. 에피택결 $C49-TiSi_2$상은 $1000^{\circ}C$ 정도의 고온에서도 안정상인 C54상으로 상변태하지 않고 형태적으로도 고온 특성이 우수하다는 것이 밝혀졌다. HRTEM 결과로부터 에피택결 $TiSi_2$상과 Si 사이의 결정학적 방위관계는 (060) [001]TiSi$_2$//(002) [110]Si임을 알 수 있었고 계면에서의 격자 변형에너지는 misfit 전위의 형성에 의하여 해소되는 것을 확인할 수 있었다. 또한 HRTEM상의 해석과 원자 모델링을 통하여 Si에서 에피택셜 C49-TiSi$_2$상의 형성기구와 C49상의 (020) 면에 존재하는 적층결함을 고찰하였다.

• 대기
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• 제32권2호
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• pp.103-118
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• 2022

This study evaluates the simulated meteorological fields with a particular focus on the low-level wind, which plays an important role in air pollutants dispersion, under the varying synoptic environment. Additionally, the effects of subgrid-scale orography parameterization and improved topography/land-use data on the simulated low-level wind is investigated. The WRF model version 4.1.3 is utilized to simulate two cases that were affected by different synoptic environments. One case from 2 to 6 April 2012 presents the substantial low-level wind speed over the Korean peninsula where the synoptic environment is characterized by the baroclinic instability. The other case from 14 to 18 April 2012 presents the relatively weak low-level wind speed and distinct diurnal cycle of low-level meteorological fields. The control simulations of both cases represent the systematic overestimation of the low-level wind speed. The positive bias for the case under the baroclinic instability is considerably alleviated by applying the subgrid-scale orography parameterization. However, the improvement of wind speed for the other case showing relatively weak low-level wind speed is not significant. Applying the high-resolution topography and land-use data also improves the simulated wind speed by reducing the positive bias. Our analysis shows that the increased roughness length in the high-resolution topography and land-use data is the key contributor that reduces the simulated wind speed. The simulated wind direction is also improved with the high-resolution data for both cases. Overall, our study indicates that wind forecasts can be improved through the application of the subgrid-scale orography parameterization and high-resolution topography/land-use data.

• 한국자기학회지
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• 제14권2호
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• pp.76-82
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• 2004

Brownmillerite 산화물 $Ca_{1-x}$Sr$_{x}$FeO$_{2.5}$ (x = 0, 0.3, 0.5, 0.7, 1.0)의 결정학적 및 자기적 성질을 알아보기 위해 x-선회절 분석법과 Mossbauer 분광법을 이용하였다. 먼저 적정 조성의 전구체(precursor)를 합성한 후 산소가 결핍된 분위기에서 열처리함으로서 여분의 산소가 제거된 다결정 시료분말을 얻었다. Rietveld방법을 사용한 x-선 분석 결과, 시료의 결정구조는 공간군 Pcmn(x = 0, 0.3), Icmm(x = 0.5, 0.7, 1.0)인 orthorhombic 구조를 가지며, Sr의 함량이 증가함에 따라 격자상수가 모두 증가하였다. Neel 온도(T$_{N}$)이하에서의 Mossbauer 스펙트럼은 조성에 관계없이 면적비 1:1인 날카로운 12선이 관측되었다. 분석 결과 이들은 팔면체 자리와 사면체 자리의 Fe 이온에 기인하며 각각 -0.3 mm/s와 0.4 mm/s 정도의 전기4중극자 분열 값을 갖는 것으로 나타났다. T$_{N}$ 이상에서의 Mossbauer 스펙트럼은 조성에 관계없이 1.6 mm/s 정도의 전기4중극자 분열 값을 갖는 이중선으로 나타났다. T$_{N}$은 Sr의 함량이 증가함에 따라 760K에서 710K까지 단조 감소하였다. 두 공명흡수선의 면적 비는 조성에 관계없이 거의 1:1로 나타났다. Debye온도 분석결과 Fe이온이 사면체자리에서 더 견고하게 결합되어 있음을 알았다.어 있음을 알았다.

• 한국자기학회지
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• 제14권1호
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• pp.46-50
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• 2004

자성 garnet $Y_3$F $e_{5}$ $O_{12}$의 Y자리에 Ce이 치환된 $Y_{3-x}$C $e_{x}$F $e_{5}$ $O_{12}$(x=0.0, 0.1, 0.2, 0.3) 분말을 졸-겔법으로 합성하였다. $Y_{3-x}$C $e_{x}$F $e_{5}$ $O_{12}$의 결정학적 자기적 성질을 X-선 회절기(XRD), 진동시료 자화율 측정기(VSM)및 Mossbauer분광기를 이용하여 연구하였다. $Y_{3-x}$C $e_{x}$F $e_{5}$ $O_{12}$의 결정구조는 cubic이며, 격자상수는 x = 0.0에서 0.3까지 치환하였을 때 12.3758 $\pm$ 0.0005 $\AA$부터 12.4062 $\pm$ 0.0005 $\AA$으로 선형적으로 증가함을 보였다. VSM 측정 결과 $Y_{3-x}$C $e_{x}$F $e_{5}$ $O_{12}$의 포화 자화(saturation magnetization) 값은 거의 변화가 없었던 반면, 보자력(coercivity) 값은 $Y_3$F $e_{5}$ $O_{12}$과 $Y_{2.9}$C $e_{0.1}$F $e_{5}$ $O_{12}$일때 각각 18.3 Oe에서 5.8 Oe로 감소하였다. 이들 시료의 Mossbauer spectrum을 13K부터 Neel온도까지 측정을 하였다. Fe원자 위치의 분포를 고려하여 16a와 24d에 site의 2set으로 분석하였으며, 또한 $Y_{3-x}$C $e_{x}$F $e_{5}$ $O_{12}$의 자성 이온간의 상호작용을 Neel 이론으로 해석할 수 있었으며 개별 부격자간의 초교환 상호작용의 세기를 결정하였다. Debye 온도를 분석 결과 24d site 의 고체의 굳기가 16a site 경우보다 더 큰 것으로 분석 되었다.te 의 고체의 굳기가 16a site 경우보다 더 큰 것으로 분석 되었다.다. 분석 되었다.다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.134-135
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• 2011

양자점은 전자와 양공을 3차원으로 속박 시키므로 기존의 bulk나 양자우물보다 양자점을 이용한 레이저 다이오드의 경우 낮은 문턱 전류, 높은 미분이득 및 온도 안전성의 장점이 있을 거라 기대되고 있다. 그러나, 양자점은 낮은 areal coverage 때문에 높은 속박효율을 얻지 못하고 있다. 이러한 양자점의 문제점을 해결하기 위해 양자점을 양자우물 안에 성장시켜 운반자들의 포획을 향상시키는 방법들이 연구되고 있다. 양자우물 안에 양자점을 넣으면 양자우물이 운반자들의 포획을 증가 시키고, 열적 방출도 억제하여 온도 안정성이 향상 되는 것으로 알려져 있다. 광통신 대역의 1.3 ${\mu}m$ 경우, GaAs계를 이용하여 InAs 양자점을 strained InGaAs 박막을 우물층으로 한 dot-in-a-well 구조의 연구는 몇몇 보고된 바 있다. 그러나 InP계를 사용하는 1.55 ${\mu}m$ 대역에서 dot-in-a-well구조의 연구는 아직 미미하다. 본 연구에서는 유기 금속 화학 증착법(metal organic chemical vapor deposition)을 이용하여 InP 기판 위에 InAs 양자점을 자발성장법으로 성장하였으며 dot-in-a-well 구조에서 우물층으로 1.35 ${\mu}m$ 파장의 $In_{0.69}Ga_{0.31}As_{0.67}P_{0.33}$ (1.35Q)를, 장벽층으로는 1.1 ${\mu}m$ 파장의 $In_{0.85}Ga_{0.15}As_{0.32}P_{0.68}$(1.1Q)를 사용하였다. 양자우물층과 장벽층은 모두 InP 기판과 격자가 일치하는 조건으로 성장하였다. III족 원료로는 trimethylindium (TMI)와 trimethylgalium (TMGa)을 사용하였으며 V족 원료 가스로는 $PH_3$ 100%, $AsH_3$ 100%를, carrier gas로는 $H_2$를 사용하였다. InP buffer층의 성장 온도는 640$^{\circ}C$이며 양자점 성장 온도는 520$^{\circ}C$이다. 양자점 형성은 원자력간 현미경(Atomic force microscopy)를 이용하여 확인하였으며, 박막의 결정성은 쌍결정 회절분석(Double crystal x-ray deffractometry)를 이용하여 확인하였다. 확인된 성장 조건을 이용하여 양자점 시료를 성장하였으며 광여기분광법(Photoluminescence)을 이용하여 광특성을 분석하였다. Fig. 1은 dot in a barrier 와 dot-in-a-well 시료의 성장구조이다. Fig. 1(a)는 일반적인 dot-in-a-barrier 구조로 InP buffer층을 성장하고 1.1Q를 100 nm 성장한 후 양자점을 성장하였다. 그 후 1.1Q 100 nm와 InP 100 nm로 capping하였다. Fig. 1(b)는 dot-in-a-well 구조로 InP buffer층을 성장하고 1.1Q를 100 nm 성장 후 1.35Q 우물층을 4 nm 성장하였다. 그 위에 InAs 양자점을 성장하였다. 그 후에 1.35Q 우물층을 4 nm 성장하고 1.1Q 100 nm와 InP 100 nm로 capping하였다. Fig. 2는 dot-in-a-barrier 시료와 dot-in-a-well 시료의 상온 PL data이다. Dot-in-a-barrier 시료의 PL 파장은 1544 nm이며 반치폭은 79.70 meV이다. Dot-in-a-well 시료의 파장은 1546 nm이며 반치폭은 70.80 meV이다. 두 시료의 PL 파장 변화는 없으며, 반치폭은 dot-in-a-well 시료가 8.9 meV 감소하였다. Dot-in-a-well 시료의 PL peak 강도는 57% 증가하였으며 적분강도(integration intensity)는 45%가 증가하였다. PL 데이터에서 높은 에너지의 반치폭 변화는 없으며 낮은 에너지의 반치폭은 8 meV 감소하였다. 적분강도 증가에서 dot-in-a-well 구조가 dot-in-a-barrier 구조보다 전자-양공의 재결합이 증가한다는 것을 알 수 있으며, 반치폭 변화로부터 특히 높은 에너지를 갖는 작은 양자점에서의 재결합이 증가 된 것을 알 수 있다. 이는 양자우물이 장벽보다 전자-양공의 구속력을 증가시키기 때문에 양자점에 전자와 양공의 공급을 증가시키기 때문이다. 따라서 낮은 에너지를 가지는 양자점을 모두 채우고 높은 에너지를 가지는 양자점까지 채우게 되므로, 높은 에너지를 가지는 양자점에서의 전자-양공 재결합이 증가되었기 때문이다. 뿐만 아니라 파장 변화 없이 PL peak 강도와 적분강도가 증가하고 낮은 에너지 쪽의 반치폭이 감소한 것으로부터 에너지가 낮은 양자점보다는 에너지가 높은 양자점에서의 전자-양공 재결합율이 급증하였음을 알 수 있다. 우리는 이와 같은 연구에서 InP계를 이용해 1.55 ${\mu}m$에서도 dot in a well구조를 성장 하여 더 좋은 특성을 낼 수 있으며 앞으로 많은 연구가 필요할 것이라 생각한다.

• 자원환경지질
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• 제50권6호
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• pp.487-495
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• 2017

경상북도 군위군 부계면 동산리에 위치한 팔공산 도립공원의 한 등산로에는 '북바위'라 불리는 화강암질 암체가 존재한다. 이 암체에서는 특정 부위를 타격했을 때 북과 같은 타악기에서 발생하는 공명음과 유사한 공명 현상이 발생한다. 이러한 소리를 발생시키는 공명 현상의 지질학적 원인으로는 화강암 생성 과정에서 내부 기체가 빠져나가면서 형성된 공동이 존재할 가능성과 생성 이후 지질학적으로 오랜 기간 동안 겪은 풍화 작용에 의한 박리 현상에 기인할 가능성이 있다. 이 연구에서는 북바위 화강암체에서 공명을 일으키는 내부구조를 보다 정밀하게 파악하기 위하여 비파괴 탐사기법인 지하투과레이더 탐사를 수행하였다. 지하투과레이더 탐사 기법은 수 MHz에서 수 GHz범위의 고주파 레이더 신호를 탐사 대상의 표면에서 내부로 투과시켜 물성의 변화 혹은 불연속면이 존재하는 곳에서 반사되는 반사파들의 진폭을 기록하여 해석한다. 화강암체 최외곽 표면에 존재할 것으로 추정되는 내부구조를 영상화하는 것이 연구 목표이므로 탐사 심도는 얕지만 고해상도 자료 획득이 가능한 1 GHz 레이더를 이용하였다. 3차원 내부구조 영상화를 위하여 암체 표면에 격자를 구성하여 탐사를 수행하였다. 탐사 자료 해석 결과 북소리와 같은 공명이 일어나는 지점들에서 강한 반사 레이더파가 관찰되었으며, 위치에 따라 균열과 공동에서의 반사파 특징이 모두 관찰되었다. 또한 공명이 가장 크게 일어나는 지점에서 두 불연속면이 교차하면서 만들어진 공동 구조가 관찰되었다. 주어진 균열 구조를 반영하는 수치 모델을 적용하여 계산한 결과, 공명 현상에는 화강암의 박리 작용에 의한 균열과 암석 생성 당시의 미아롤리틱 구조가 함께 기여한 것으로 보인다. 이와 같이 일반 대중의 흥미를 유발하는 지질 구조체에 대한 비파괴 탐사 기반의 영상화 연구 활동은 지구과학 대중화에 많은 기여를 할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국자기학회지
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• 제18권6호
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• pp.211-216
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• 2008

Si이 체심입방구조(body centered cubic; bcc) Fe에 불순물로 포함된 경우에 Fe의 전자구조와 자성에 미치는 영향을 스핀-궤도 상호작용(spin-orbit coupling, SOC)을 고려한 제일원리방법을 통하여 연구하였다. Si 불순물의 효과를 기술하기 위하여 27개의 원자가 포함된 bcc Fe 초격자 구조를 고려하였다. 제일원리방법은 전전자 총퍼텐셜선형보강평면파(all-electron full-potential linearized augmented plane wave, FLAPW) 방법을 일반기울기 근사(generalized gradient approximation, GGA) 하에서 계산하였다. 스핀-궤도 상호작용은 스핀대각항 만을 고려한 이차변분방법을 이용하여 자체충족적으로 계산하였다. SOC를 고려하지 않은 강자성(ferromagnetic, FM) 상태의 경우 Si 불순물의 경우에는 $-0.143{\mu}B$의 스핀 자기모멘트가 계산되었으며, Fe 원자가 Si 불순물에서 멀어지면서 각각 $2.214{\mu}B$, $2.327{\mu}B$, 및 $2.354{\mu}B$의 값을 얻었다. 그러나, SOC를 고려한 경우 Si 불순물의 스핀 자기모멘트는 $-0.144{\mu}B$로 계산되어 SOC의 효과가 크지 않았으나, Fe 원자의 경우 각각 $2.189{\mu}B$, $2.310{\mu}B$, 및 $2.325{\mu}B$로 계산되어 SOC를 고려한 경우 스핀 자기모멘트 값이 줄어드는 것을 알 수 있었다. 총전하 및 스핀밀도의 비교와 상태밀도의 비교를 통하여 이러한 현상은 Si 불순물에 의한 영향을 가리는데 참여하는 Fe 원자의 $t_{2g}$ 전자 궤도의 변형의 효과로서 SOC를 고려할 때만 얻을 수 있다.

• 광물과 암석
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• 제34권1호
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• pp.31-40
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• 2021

명목상의 무수 광물의 수소 원자는 격자의 결함에 존재하는 것으로 알려져 있지만, 나노 스케일 입자의 경우 입자 표면에 물과 수산기의 형태로 존재할 수 있다. 본 연구에서는 비정질 규산염 나노입자의 수소 원자 환경에 대한 정량 측정 방법으로서, 1H 고상 핵자기 공명(solid-state nuclear magnetic resonance, NMR) 분광분석의 실효성을 알아보고자 하였다. 온도와 습도가 조절되는 글러브 박스 내에서 NMR 로터에 패킹된 비정질 규산염 나노입자를 25%와 70 % 상대습도에서 2일에서 10일까지 동안 보관한 후 1H NMR 스펙트럼을 측정한 결과, 약간의 차이는 있었으나 큰 변화가 관찰되지 않았다. 이는 NMR 로터에 패킹된 시료의 수소 원자 환경이 외부 대기에 의해 거의 변화하지 않았음을 의미한다. 수화 시간에 따른 비정질 규산염 나노입자의 함수량은 약 10 % 범위에서 차이를 보이며, 이는 글러브 박스의 시간적, 공간적 습도 불균일성에 의한 것으로 생각된다. 1H NMR 스펙트럼의 정량 분석 결과, 수화 상대습도가 증가함에 따라 비정질 규산염 나노입자의 수소 원자 수 역시 선형적으로 증가하였다. 이와 같은 결과는 NMR 로터의 시료 밀폐 능력이 수화 환경을 보존하며, 대기 상대습도 변화에 따른 나노입자의 함수량 변화 측정에 적합함을 의미한다. 본 연구의 결과를 통해, 1H 고상 핵자기 공명 분광분석을 이용하여 나노 스케일의 명목상의 무수 광물의 표면적, 결정도가 습도에 따른 광물의 함수량 변화에 미치는 영향에 대한 체계적인 연구를 할 수 있을 것으로 기대된다.