• Title/Summary/Keyword: barrier function

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An Analytical Model of the First Eigen Energy Level for MOSFETs Having Ultrathin Gate Oxides

  • Yadav, B. Pavan Kumar;Dutta, Aloke K.
    • JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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    • 제10권3호
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    • pp.203-212
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    • 2010
  • In this paper, we present an analytical model for the first eigen energy level ($E_0$) of the carriers in the inversion layer in present generation MOSFETs, having ultrathin gate oxides and high substrate doping concentrations. Commonly used approaches to evaluate $E_0$ make either or both of the following two assumptions: one is that the barrier height at the oxide-semiconductor interface is infinite (with the consequence that the wave function at this interface is forced to zero), while the other is the triangular potential well approximation within the semiconductor (resulting in a constant electric field throughout the semiconductor, equal to the surface electric field). Obviously, both these assumptions are wrong, however, in order to correctly account for these two effects, one needs to solve Schrodinger and Poisson equations simultaneously, with the approach turning numerical and computationally intensive. In this work, we have derived a closed-form analytical expression for $E_0$, with due considerations for both the assumptions mentioned above. In order to account for the finite barrier height at the oxide-semiconductor interface, we have used the asymptotic approximations of the Airy function integrals to find the wave functions at the oxide and the semiconductor. Then, by applying the boundary condition at the oxide-semiconductor interface, we developed the model for $E_0$. With regard to the second assumption, we proposed the inclusion of a fitting parameter in the wellknown effective electric field model. The results matched very well with those obtained from Li's model. Another unique contribution of this work is to explicitly account for the finite oxide-semiconductor barrier height, which none of the reported works considered.

Vitamin C Stimulates Epidermal Ceramide Production by Regulating Its Metabolic Enzymes

  • Kim, Kun Pyo;Shin, Kyong-Oh;Park, Kyungho;Yun, Hye Jeong;Mann, Shivtaj;Lee, Yong Moon;Cho, Yunhi
    • Biomolecules & Therapeutics
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    • 제23권6호
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    • pp.525-530
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    • 2015
  • Ceramide is the most abundant lipid in the epidermis and plays a critical role in maintaining epidermal barrier function. Overall ceramide content in keratinocyte increases in parallel with differentiation, which is initiated by supplementation of calcium and/or vitamin C. However, the role of metabolic enzymes responsible for ceramide generation in response to vitamin C is still unclear. Here, we investigated whether vitamin C alters epidermal ceramide content by regulating the expression and/or activity of its metabolic enzymes. When human keratinocytes were grown in 1.2 mM calcium with vitamin C ($50{\mu}g/ml$) for 11 days, bulk ceramide content significantly increased in conjunction with terminal differentiation of keratinocytes as compared to vehicle controls (1.2 mM calcium alone). Synthesis of the ceramide fractions was enhanced by increased de novo ceramide synthesis pathway via serine palmitoyltransferase and ceramide synthase activations. Moreover, sphingosine-1-phosphate (S1P) hydrolysis pathway by action of S1P phosphatase was also stimulated by vitamin C supplementation, contributing, in part, to enhanced ceramide production. However, activity of sphingomyelinase, a hydrolase enzyme that converts sphingomyelin to ceramide, remained unaltered. Taken together, we demonstrate that vitamin C stimulates ceramide production in keratinocytes by modulating ceramide metabolicrelated enzymes, and as a result, could improve overall epidermal barrier function.

가우스분포를 이용한 이중게이트 MOSFET의 드레인유기장벽감소 분석 (Analysis of Drain Induced Barrier Lowering for Double Gate MOSFET Using Gaussian Distribution)

  • 정학기
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제16권2호
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    • pp.325-330
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    • 2012
  • 본 연구에서는 차세대 나노소자인 이중게이트(Double gate; DG) MOSFET에서 발생하는 단채널효과 중 하나인 드레인유기장벽감소(Drain Induced Barrier Lowering; DIBL)에 대하여 분석하였다. 포아송방정식을 풀어 전위분포에 대한 분석학적 해를 구할 때 전하분포함수에 대하여 가우시안 함수를 사용함으로써 보다 실험값에 가깝게 해석하였으며 이때 가우시안 함수의 변수인 이온주입범위 및 분포편차 그리고 소자 파라미터인 채널의 크기, 도핑강도 등에 대하여 드레인유기장벽감소의 변화를 관찰하고자 한다. 본 연구의 모델에 대한 타당성은 이미 기존에 발표된 논문에서 입증하였으므로 본 연구에서는 이 모델을 이용하여 드레인유기장벽감소에 대하여 분석한 결과 드레인유기장벽감소 현상은 채널의 구조 및 도핑강도에 따라 매우 급격히 변화하는 것을 알 수 있었다.

공심채 추출물의 멜라닌 생성 저해 및 피부장벽 개선 효과 (Effect of Ipomoea aquatica extract on anti-melanogenesis and skin barrier function)

  • 김현수
    • 한국식품과학회지
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    • 제49권5호
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    • pp.519-523
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    • 2017
  • 본 연구에서 공심채(Ipomoea aquatica)에 대한 다양한 생리활성을 조사하여 기능성소재 응용가능성을 검토하였다. 공심채 추출물은 멜라노마 세포에 대하여 낮은 세포독성을 나타냈다. 세포독성이 거의 없는 농도에서 공심채 추출물 처리 시, 산화방지 활성($ID_{50}$, $7.84{\mu}g/mL$), 타이로시네이스 활성저해($ID_{50}$, $106.56{\mu}g/mL$) 및 멜라닌 함량 저하($ID_{50}$, $41.75{\mu}g/mL$)를 보여주었다. 공심채 추출물 농도 의존적으로 타이로시네이스 발현이 억제되었으며, 이는 공심채 추출물이 직접적인 타이로시네이스 활성저해 및 세포 내 타이로시네이스 발현을 억제시킴으로써 멜라닌 합성을 저해하는 것으로 판단된다. 또한, 공심채 추출물이 피부장벽 보호 지표물질로서 관련된 단백질인 인볼루크린 발현을 증가시키는 것을 확인하였다. 이와 같은 결과로 미루어 볼 때 공심채 추출물은 피부미백 소재 등 피부장벽 개선 효과를 지닌 기능성 화장품에 활용하기 위한 매우 효과적인 재료가 될 수 있다고 판단된다.

초임계 추출을 적용한 식물추출물의 항산화 및 피부장벽 효과 (Anti-oxidative and skin barrier effects of natural plants with a supercritical extract)

  • 김보라;이수민;황태영;김현수
    • 한국식품저장유통학회지
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    • 제20권5호
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    • pp.597-601
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    • 2013
  • 본 연구에서는 다양한 식물추출물의 항산화성 및 미용관련 기능성을 알아보기 위하여 기존의 용매추출에 비해 안전성이 높은 것으로 알려진 초임계 추출방식을 적용하여 구절초(Chrysanthemum zawadskii), 수세미(Lufa cylindrica), 작약(Paeonia lactiflora), 치자나무(Gardenia jasminoides) 및 황금(Scutellaria baicalensis)의 천연식물 초임계 추출물을 확보하고, 이들의 항산화력 및 피부장벽 향상 효과를 조사하였다. 초임계 식물추출물의 피부장벽기능 향상 효과를 조사하기 위하여 항산화 활성 외 proliferator-activated receptor(PPAR)-${\alpha}$ 활성, cornified envelope(CE)에 관련된 단백질인 involucrin의 발현량을 측정하였다. 이들 추출물 중 황금추출물이 가장 높은 항산화 활성을 보였으며, 모든 추출물에서 대조군과 비교하여 유의적으로 높은 수준의 PPAR-${\alpha}$ 활성을 나타내었다. 또한, 피부장벽 기능 지표 단백질인 involucrin 발현량도 모든 추출물에서 높게 나타났으며, 황금추출물이 가장 높은 단백질 발현 양상을 보였다. 따라서 본 연구에서 조사한 5개 식물의 초임계 추출물은 항산화 및 피부장벽 기능개선과 같은 기능성 생물활성 소재로 활용 될 수 있을 것으로 판단된다.

전극 표면의 거칠기가 펜터신/전극 경계면의 전류-전압 특성에 주는 영향 (Effect of the Surface Roughness of Electrode on the Charge Injection at the Pentacene/Electrode Interface)

  • 김우영;전동렬
    • 한국진공학회지
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    • 제20권2호
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    • pp.93-99
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    • 2011
  • 금속 전극 위에 유기물 채널을 증착하여 만드는 바닥 전극 구조의 유기물 박막 트랜지스터에서 전극 표면이 거친 정도에 따라 전하 주입이 어떻게 달라지는지 조사했다. 금 전극을 실리콘 기판에 증착하고, 가열하여 금 전극 표면을 거칠게 만들었다. 그리고 펜터신과 상부 전극으로 사용할 금 전극을 차례대로 증착하여 금 전극/펜터신/금 전극 구조를 만들었다. 펜터신 증착 초기에는 거친 금 전극 위에서 펜터신 증착핵이 더 많이 보였지만, 막이 두꺼워지면 가열되지 않은 전극과 가열로 거칠어진 전극에서 펜터신 표면 모양에 차이가 거의 없었다. 온도를 바꾸면서 측정한 전류-전압 곡선은 바닥 전극의 표면이 거칠수록 바닥계면의 전위장벽이 높음을 보여주었다. 이 현상은 금속 표면이 거칠수록 일함수가 낮아지며 펜터신과 거친 전극 표면의 경계에 전하 트랩이 더 많기 때문으로 생각된다.

가우스분포를 이용한 이중게이트 MOSFET의 드레인유기장벽감소분석 (Analysis of Drain Induced Barrier Lowering for Double Gate MOSFET Using Gaussian Distribution)

  • 정학기;한지형;정동수;이종인;권오신
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2011년도 추계학술대회
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    • pp.878-881
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    • 2011
  • 본 연구에서는 차세대 나노소자인 DGMOSFET에서 발생하는 단채널효과 중 하나인 드레인유기 장벽 감소(Drain Induced Barrier Lowering; DIBL)에 대하여 분석하고자 한다. 포아송방정식을 풀어 전위분포에 대한 분석학적 해를 구할 때 전하분포함수에 대하여 가우시안 함수를 사용함으로써 보다 실험값에 가깝게 해석하였으며 이때 가우시안 함수의 변수인 이온주입범위 및 분포편차 그리고 소자 파라미터인 채널의 두께, 도핑강도 등에 대하여 드레인유기장벽감소의 변화를 관찰하고자 한다. 본 연구의 모델에 대한 타당성은 이미 기존에 발표된 논문에서 입증하였으므로 본 연구에서는 이 모델을 이용하여 드레인유기장벽감소에 대하여 분석할 것이다.

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스켈링 이론에 따른 DGMOSFET의 문턱전압 및 DIBL 특성 분석 (Analysis of Threshold Voltage and DIBL Characteristics for Double Gate MOSFET Based on Scaling Theory)

  • 정학기
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제17권1호
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    • pp.145-150
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    • 2013
  • 본 연구에서는 차세대 나노소자인 DGMOSFET에 대하여 문턱전압 이하영역에서 발생하는 단채널 효과 중 문턱전압 및 드레인유도장벽감소의 변화를 스켈링 이론에 따라 분석하였다. 포아송방정식의 분석학적 해를 구하기 위하여 전하분포함수에 대하여 가우시안 함수를 사용함으로써 보다 실험값에 가깝게 해석하였으며 이때 가우시안 함수의 변수인 이온주입범위 및 분포편차 그리고 소자 파라미터인 채널의 두께, 도핑농도 등에 대하여 문턱전압 특성의 변화를 관찰하였다. 본 연구의 모델에 대한 타당성은 이미 기존에 발표된 논문에서 입증하였으며 본 연구에서는 이 모델을 이용하여 문턱전압이하 특성을 분석하였다. 분석결과 스켈링 이론 적용 시 문턱전압 및 드레인유도장벽감소 현상이 변화하였으며 변화 정도는 소자파라미터에 따라 변화한다는 것을 관찰하였다.

오크라 추출물의 멜라닌 생성저해 및 피부장벽개선 효과 (Effect of Abelmoschus esculentus extract on anti-melanogenesis and skin barrier function)

  • 김현수
    • 한국식품과학회지
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    • 제50권3호
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    • pp.344-348
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    • 2018
  • 본 연구에서 오크라(Abelmoschus esculentus)에 대한 다양한 생리활성을 조사하여 기능성소재 응용가능성을 검토하였다. 오크라 추출물은 멜라노마 세포에 대하여 낮은 세포독성을 나타냈다. 세포독성이 거의 없는 농도에서 오크라 추출물 처리 시, 산화방지활성($ID_{50}$, $5.24{\mu}g/mL$), tyrosinase 활성저해($ID_{50}$, $102.12{\mu}g/mL$) 및 멜라닌 함량 저하($ID_{50}$, $17.85{\mu}g/mL$)를 보여주었다. 오크라 추출물 농도 의존적으로 tyrosinase 발현이 억제되었으며, 이는 오크라 추출물이 직접적인 tyrosinase 활성저해 및 세포 내 tyrosinase 발현을 억제시킴으로써 멜라닌 합성을 저해하는 것으로 판단된다. 또한, 오크라 추출물이 피부장벽 보호 지표물질로서 관련된 단백질인 involucrin 발현을 증가시키는 것을 확인하였다. 이와 같은 결과로 미루어 볼 때 오크라 추출물은 피부미백 소재 등 피부장벽 개선 효과를 지닌 기능성 화장품에 활용하기 위한 매우 효과적인 재료가 될 수 있다고 판단된다.

Rab25 Deficiency Perturbs Epidermal Differentiation and Skin Barrier Function in Mice

  • Jeong, Haengdueng;Lim, Kyung-Min;Goldenring, James R.;Nam, Ki Taek
    • Biomolecules & Therapeutics
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    • 제27권6호
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    • pp.553-561
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    • 2019
  • Rab25, a member of the Rab11 small GTPase family, is central to achieving cellular polarity in epithelial tissues. Rab25 is highly expressed in epithelial cells of various tissues including breast, vagina, cervix, the gastrointestinal tract, and skin. Rab25 plays key roles in tumorigenesis, mainly by regulating epithelial differentiation and proliferation. However, its role in skin physiology is relatively unknown. In this study, we demonstrated that Rab25 knock-out (KO) mice show a skin barrier dysfunction with high trans-epidermal water loss and low cutaneous hydration. To examine this observation, we investigated the histology and epidermal differentiation markers of the skin in Rab25 KO mice. Rab25 KO increased cell proliferation at the basal layer of epidermis, whereas the supra-basal layer remained unaffected. Ceramide, which is a critical lipid component for skin barrier function, was not altered by Rab25 KO in its distribution or amount, as determined by immunohistochemistry. Notably, levels of epidermal differentiation markers, including loricrin, involucrin, and keratins (5, 14, 1, and 10) increased prominently in Rab25 KO mice. In line with this, depletion of Rab25 with single hairpin RNA increased the expression of differentiation markers in a human keratinocyte cell line, HaCaT. Transcriptomic analysis of the skin revealed increased expression of genes associated with skin development, epidermal development, and keratinocyte differentiation in Rab25 KO mice. Collectively, these results suggested that Rab25 is involved in the regulation of epidermal differentiation and proliferation.