• 한국결정성장학회지
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• 제29권4호
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• pp.143-148
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• 2019

우리는 분자선 에피택시(Molecular Beam Epitaxy) 법을 사용하여 광전기화학적 물분해 수소생산용 고종횡비 GaN 기반 나노와이어를 Si 기판 위에 성공적으로 제작하였다. 주사전자현미경(SEM)과 에너지분산형 분광법(EDX)은 p-GaN:Mg 및 p-InGaN 나노와이어가 고밀도와 함께 수직으로 성장 되었음을 증명하였다. 또한, p-InGaN 나노와이어의 발광 파장을 552 nm에서 590 nm까지의 조절이 가능하다는 것을 확인하였다. 이렇게 제작된 p-InGaN 나노와이어는 태양광을 통해 외부 전위 없이 물분해가 가능한 수소생산용 광촉매로써 매우 유용하게 사용될 수 있다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제23권3호
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• pp.261-266
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• 2019

유동 세포 분석법은 세포나 입자에 대하여 정밀하고 다양한 광학적 특성을 제공해주는 전기적 탐지 기술이다. 형광 처리된 세포나 미립자에 특정한 파장의 빛을 가함으로써 발생 되는 광 산란과 형광 방출을 통해 세포의 크기와 입상도를 포함한 다차원적인 정보를 제공해주는 유동 세포 분석법은 생체 의학 분야 또는 생물 물리학 분야에서 중요한 역할을 수행한다. 그러나 유동 세포 분석법은 고가이며 장비 설치에 있어 적절한 공간이 필요하고 형광 염료 선택에 제한적이라는 단점을 가지고 있다. 따라서 본 논문에서는, 상용화된 유동 세포 분석에 사용되는 고가의 레이저와 운영시스템 대신 발광 다이오드, 마이크로 컨트롤러와 광 검출기를 사용한 저가의 형광세포 측정 시스템을 개발하여 사용자가 원하는 형광 염료에 대한 자유도를 높였다. 또한, 3D 프린터를 사용하여 모듈별 소형화 및 경량화를 통한 사용자 맞춤형 제작이 가능하도록 하였다. 그 결과, 형광처리 한 세포의 양에 변화를 주어 발광도를 측정하였을 때, 높은 선형성이 보임을 확인할 수 있었다.

• 대한화학회지
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• 제63권3호
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• pp.151-159
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• 2019

본 연구는 밀도 범함수 이론(DFT) 가운데 하나인 B3LYP 방법을 $6-31G^{**}$, cc-pVDZ, cc-pVTZ의 바탕함수 집합(basis set)과 함께 사용하여 전자 공여성 분자(D)로 카바졸(carbazol) 그리고 전자 구인성 분자(A)로 dicyanobenzene, diphenyl sulfone, benzonitrile 등의 조합으로 이루어진 열 활성화 지연형광(TADF) 후보 물질에 대하여 분자구조를 최적화하고 진동주파수를 계산하였다. 또한 최적화된 분자 구조에 대하여 HOMO와 LUMO 에너지 차이를 계산하였으며, 나아가 시간 의존 밀도 범함수 이론(TD-DFT)을 사용하여 분자의 최대 흡수 및 방출 파장(${\lambda}_{max}$) 그리고 단일항과 삼중항 들뜬 상태의 에너지 차이(${\Delta}E_{ST}$) 등을 계산하여 열 활성 지연형광(TADF) 소재로서의 가능성을 예측하였다.

• 한국광학회지
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• 제34권4호
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• pp.151-156
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• 2023

파장당 200 Gb/s급 신호를 전송하는 고속 근거리 광통신 시스템을 비용 효율적으로 구축하기 위한 방안으로서 캐리어 억제 펄스 기반의 2채널 광학적 시분할 다중화 시스템을 제안한다. 캐리어 억제 펄스는 널 바이어스가 인가된 마하 젠더 변조기로 생성되며, 이는 시분할 다중화 신호를 색분산에 강인하게 만든다. 송신부에서는 캐리어 억제 펄스를 둘로 분기하고, 각각을 100 Gb/s의 4레벨 진폭 변조 신호로 변조한 후, 광학적 시분할 다중화를 통해 200 Gb/s의 신호를 생성한다. 다중화된 광 신호는 광섬유로 전송된 후, 반도체 광 증폭기로 증폭되며, 한 개의 광 검출기로 검출된다. 증폭기에 의해 발생한 잡음은 광학 필터로 제거된다. 시분할 다중화 과정에서 발생하는 누화는 다중 입력-다중 출력 이퀄라이저로 보상한다. 본 연구에서는 200 Gb/s의 고속 신호를 40 ps/nm의 색분산을 갖는 광섬유로 전송하여도 3.8×10^-3 이하의 비트 오율을 확보할 수 있음을 시뮬레이션으로 확인하였다.

• 분석과학
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• 제20권2호
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• pp.131-137
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• 2007

이산화우라늄-이산화가돌리늄 핵연료를 질산으로 녹인 다음 우라늄 매트릭스로부터 가돌리늄을 분리하지 않고 유도결합플라스마 원자방출분광기(ICP-AES)로 바로 정량할 수 있는 분석조건을 검토하였다. 가돌리늄 분석에 미치는 우라늄의 분광학적 간섭 정도를 가돌리늄 스펙트럼으로부터 비교, 평가한 결과 336.223 nm의 파장이 분석선으로서 가장 적합하였다. 우라늄 매트릭스로부터 가돌리늄을 음이온 교환수지(Bio-Rad AG $1{\times}8$)로 분리한 다음 ICP-AES로 측정한 값과 바로 측정한 값을 견주어 본 결과, 상대편차는 5 % 범위 내에서 잘 일치하였다. 따라서 본 방법으로 핵연료($UO_2-Gd_2O_3$)에 함유되어 있는 5~10 wt.%의 가돌리늄을 분리 과정없이 바로 ICP-AES로 정량할 수 있었다.

• 한국진공학회지
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• 제22권2호
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• pp.86-91
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• 2013

Arsenic interruption growth (AIG)법을 이용하여 GaAs 기판에 성장한 InAs 양자점(quantum dots, QDs)의 광학적 특성을 PL (photoluminescence)과 time-resolved PL을 이용하여 분석하였다. AIG법은 InAs 양자점 성장 동안 In 공급은 계속 유지하면서 셔텨(shutter)를 이용해서 As 공급과 차단을 조절하는 방법이다. 본 연구에서는 As 공급과 차단을 1초(S1), 2초(S2), 또는 3초(S3) 동안 반복하여 성장한 InAs QDs과 As 차단 없이 성장한 기준시료(S0)를 사용하였다. AIG법으로 성장한 시료들의 PL 세기는 기준시료보다 모두 강하게 나타나고, As 차단 시간에 따라 PL 피크는 적색이동(redshifted) 또는 청색이동 (blueshifted)하여 나타났다. 기준시료 S0의 PL 피크와 비교하였을 때 S1의 PL 피크의 적색이동은 양자점 평균 길이가 S0보다 증가하였기 때문이며, S3의 청색이동은 양자점 평균 길이가 S0보다 감소하였기 때문이다. AIG법으로 성장한 QDs 시료들의 PL 세기의 증가는 cluster의 감소, 양자점 밀도의 증가, 균일도의 향상, 종횡비(aspect ratio) 향상으로 설명된다. 온도에 따른 PL 세기와 PL 피크 에너지, PL 소멸 시간과 발광 파장에 따른 PL 소멸 시간을 측정하였다. As 공급과 차단을 2초로 하였을 때 cluster는 전혀 나타나지 않았고 양자점의 밀도는 증가하였으며 균일도와 종횡비도 향상되었다. 또한 S2는 가장 강한 PL 세기와 가장 긴 소멸 시간을 나타내었다. 이러한 결과는 AIG법을 이용하여 InAs 양자점의 크기, 조밀도, 균일도, 종횡비 등을 조절하여 원하는 파장대의 양자점을 성장할 수 있으며 발광 특성도 향상시킬 수 있음을 확인하였다.

• 센서학회지
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• 제11권1호
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• pp.9-17
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• 2002

X-선 저장 형광체 $BaFBr_{1-x}I_x:Eu^{2+}$, $Na^+$의 조성 조건을 조사하고, 제조한 형광체의 광자극발광 강도, 스펙트럼, fading 특성 및 선량의존성을 조사하였다. 그리고 이 특성을 상업적으로 시판하고 있는 일본 부사(富士)사진필름회사 제품 영상판(ST-III)의 특성과 비교하였다. $BaFBr_{1-x}I_x:Eu^{2+}$, $Na^+$ 형광체의 최적 제조 조건은 $Eu_F3$ 0.5mol%, NaF 4.0mol% 그리고 조성비 x=0.3 이었으며, 소결온도는 수소 분위기에서 $950^{\circ}C$이었다. 조성비 x=0일 때 $BaFBr_{1-x}I_x:Eu^{2+}$, $Na^+$ 형광체의 스펙트럼영역은 $365{\sim}420\;nm$이었고, 최대 발광강도는 390 nm 이었다. $x{\neq}0$일 때 스펙트럼의 파장영역과 피이크 파장은 조성비 x가 증가할수록 장파장쪽으로 이동하였다. X-선 조사선량과 PSL 강도 사이에는 좋은 직선성을 나타내었다. 형광체의 fading 특성은 x=0.3일 때 가장 좋았으며, $I^-$ 이온의 농도가 증가할수록 저하되는 경향을 나타내었다. 또한 $BaFBr_{1-x}I_x:Eu^{2+}$ 격자상수는$I^-$이온의 농도가 증가할수록 커졌다.

• 한국토양비료학회지
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• 제42권5호
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• pp.399-407
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• 2009

레이저 유도붕괴 분광법(LIBS)은 물질상태(고체, 액체, 기체)에 상관없이 신체 접촉시 오염 우려 및 미량 시료도 전처리 없이 동시에 많은 종류의 원소 분석으로 분석과정이 단순하고 신속하게 분석이 가능하며, 소형화된 레이저의 개발로 시료의 직접적인 채취가 어려운 조건의 현장분석에도 적합하다. 농산물 안정성 평가나 친환경 농업 및 정밀농업을 위한 조사 등에 활용될 수 있는 비파괴 실시간 정량분석기술로서 LIBS 분석법의 토양분석 가능성을 평가하고자 표준광물, 미국의 표준기술연구소의 표준토양, 미국 테네시주 초지 및 밭토양을 대상으로 토양 구성성분의 정성 정량적 분석에 필요한 측정조건을 조사하고 이를 토대로 LIBS에 의한 농도값과 기존의 화학분석법을 통해 측정한 결과를 비교하였다. LIBS 측정은 펄스형 Nd:YAG 레이저(Minilite II, Continuum, Santa Clara, CA)에서 나오는 1064 nm 에너지 파장의 광원을 시편의 플라즈마를 생성시키는데 사용하였고, 25 mJ/pulse 여기 에너지 빔을 펄스폭 35 ns, 펄스 반복 주기 10 Hz, 노출시간 10 s 동안 시료의 표면에 조사하였다. LIBS 분광은 0.03 nm의 해상력으로 200 nm에서 600 nm의 영역에서 50 m 이하로 분쇄하여 원형 펠렛 형태로 압축시킨 시료를 10 rpm의 속도로 회전시키면서 상온 상압의 실험실 조건에서 수행되었다. LIBS를 이용한 토양 중 주요한 원소의 적정 파장(nm)은 Al(I) 309.2 nm, Ca(I) 422.6 nm, Fe(I) 406.4 nm, Mg(I) 285.2 nm, Na(I) 589.2 nm, Si(I) 288.2 nm, Ti(I) 398.9 nm 이었다. LIBS의 피크강도가 물질 중 원소의 농도가 증가됨에 따라 각 원소의 특정 파장대에서 일정하게 증가되는 것으로 나타나고 있으나 표준물질의 LIBS의 신호비와 원소비를 통해 측정된 검량곡선의 상관계수($r^2$)는 0.863에서 0.977의 범위로 원소별로 상이할 뿐만 아니라 0.98에 미치지 못하였다. 또한, 토양 중 분석대상원소에 대하여 기존 ICP-AES에 의한 표준방법으로 분석된 시료의 측정값과 비교하여 상대적인 오차는 대략적으로 (-)40%에서 80%이상이며, 평균오차는 32.2%로 표준척도 20% 이상을 초과하였다. LIBS에 의한 토양분석은 토양의 조성과 입자의 크기에 따른 매질효과(matrix effect)로 표준물질의 검량곡선에서 결정계수가 낮고, 원소별 함량도 기준의 표준방법과 비교할 때 오차가 컸다. 따라서 LIBS에 의한 토양분석은 정성적인 분석 수준의 정밀도를 보였으며, 토양 매질의 영향을 최소화하기 위하여 기존의 분쇄 펠렛형 시료조제 및 회전측정 이외의 다양한 토양매질의 표준물질(standard reference material)의 확보, 새로운 전처리 방법 및 측정상 방법개선 등 신뢰성 있는 정량 분석을 위한 노력이 필요할 것으로 사료된다.

• 한국진공학회지
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• 제21권6호
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• pp.333-341
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• 2012

본 연구는 RF 마그네트론 스퍼터링법을 이용하여 산소유량 변화에 따라 증착된 ITO 박막 구조적, 전기적, 광학적 특성을 분석하였다. ITO (Indium Tin Oxide) 박막은 $1.0{\times}10^{-3}$ Torr의 공정 압력과 2 kW 및 13.56 MHz의 RF 전력, 1,000 sccm의 Ar 가스 조건하에 0~12 sccm의 $O_2$ 가스 유량을 변경하면서 증착하였다. 광투과율 측정은 적분구를 이용하였으며, 측정 파장 범위는 300~1,100 nm이다. 4-point probe를 이용하여 면저항을 측정하였으며, Hall Measurement System을 이용하여 비저항, 캐리어 농도 및 전자이동도를 측정하였다. Scanning electron microscope 장비를 이용하여 ITO 박막 표면을 분석하였고, 박막의 거칠기는 Atomic force microscope을 이용하여 측정하였다. ${\gamma}$-Focused ion beam system을 이용하여 ITO 박막의 이차전자방출계수를 측정하였으며, 이차전자방출계수 값으로 Auger neutralization mechanism 분석법을 이용해 ITO 박막의 일함수를 결정하였다. 3 sccm의 산소 유량에서 증착된 ITO 박막의 비저항은 약 $2.4{\times}10^{-4}{\Omega}{\cdot}cm$로 가장 좋았으며, 광학적 특성 또한 84.93% (Weighted average)로 가장 좋은 것을 확인할 수 있었다. 이 조건에서 이차전자방출 계수가 가장 높았고 일함수는 가장 낮은 경향의 일치함을 확인하였다.

• 청정기술
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• 제25권4호
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• pp.316-323
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• 2019

대기 오염 물질 저감과 연소 효율 증가를 위해서 연소 환경 내 일산화탄소를 정밀하게 측정하는 것은 필수적인 요소이다. 일산화탄소(carbon monoxide, CO)는 불완전 연소 때 급격히 증가하며 질소산화물(nitrogen oxide, NOx)과 Trade-off 관계로 오염 물질 배출량과 불완전 연소 반응에 기여하는 중요한 가스종이다. 특히, 대형 연소 시스템 중 열처리로의 경우, 강판 표면위 산화층 형성을 억제하기 위해 과잉 연료 조건에서 환원 분위기로 운전이 진행된다. 이는 많은 양의 미연분 일산화탄소가 배출되는 원인이기도 하다. 하지만 연소 환경 내에서 일산화탄소 농도는 불균일한 연소 반응과 열악한 측정 환경으로 인하여 실시간 측정이 어렵다. 이러한 문제점을 극복하기 위해서 광학적 측정 방식인 파장 가변형 다이오드 레이저 흡수 분광법(tunable diode laser absorption spectroscopy, TDLAS)이 각광을 받고 있다. TDLAS 기법은 열악한 현장 측정, 빠른 응답성, 비접촉식 방식으로 연소 환경 내 특정 가스종 농도 측정에 적합하다. 본 연구는 과잉 연료 조건에서 당량비 제어를 위한 연소시스템을 제작하였으며 연소 배기가스 생성을 위해 LPG/공기 화염을 이용하였다. 당량비 변화에 따른 CO 농도 측정은 TDLAS와 Voigt 함수 기반 시뮬레이션으로 분석하였다. 또한 연소 생성물로부터 간섭이 없는 CO 광 흡수 영역 확보를 위해 근적외선 영역의 4300.6 cm^-1을 선택하여 실험을 진행하였다.