• 제목/요약/키워드: mixed structure

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습식 경화교반토 포장의 공학적 특성 (Engineering Characteristics of Wet-mixing Solidified Soil in Pavement Surfacing)

  • 유지형;서동혁;이승원
    • 한국도로학회논문집
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    • 제6권3호
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    • pp.1-7
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    • 2004
  • 관광지의 도로, 산책로 등과 같이 중차량이 통과하지 않고 많은 사람들이 통행하는 도로는 큰 내하력을 갖추지 않아도 되며, 인간공학적이고 환경친화적이어야 한다 이를 위하여 최근에 흙을 주재료로 하여 특수한 경화재와의 혼합물을 사용한 도로 포장공법이 개발되어 사용되고 있지만, 역학적인 해석과 설계가 이루어지지 않고 경험적인 방법에 의존하고 있다. 따라서 흙-경화재 혼합물의 기본적인 공학적 특성을 규명할 필요가 있다. 본 연구에서는 흙-경화재 혼합물의 주재료에 대한 혼합비를 달리하는 일련의 배합을 실시하여 공시체를 제작하고, 이에 대하여 재령별로 강도시험을 실시함으로써 혼합비와 재령에 따른 혼합물의 역학적 특성을 규명하였다. 또한 시멘트콘크리트포장에서는 양생하는 과정에서 수화열이 발생할 뿐만 아니라 그 지지기반인 흙과의 온도에 따른 거동의 차이로 인한 공학적 문제들이 야기됨으로, 흙-경화재 혼합물과 흙의 온도 특성을 비교 분석하였다. 본 연구 결과, 혼합물은 시멘트의 증가에 따라 강도가 증가하고, 수화열을 억제하기 위하여 제한된 시멘트량에 대해서는 경화재와 물의 혼합비가 6%$\sim$8%일 때 가장 큰 강도를 나타내었다. 또한 혼합물의 강도는 14일까지는 재령에 따라 비교적 급격하게 증가하다가 그 이후에는 증가율이 감소하여 28일 후에는 증가율이 급격히 저하되었다. 그리고 본 연구에서 사용한 시멘트량에 대해서는 수화열이 매우 미미하게 나타났으며, 흙과의 온도 특성이 비슷한 것으로 나타났다. 따라서 본 혼합물은 시멘트 콘크리트보다 내하력에서는 크게 못 미치지만 온도 변화에 따른 공학적 문제들을 개선할 수 있으며, 흙을 주재료로 사용하므로 경하중이나 교통량이 적은 포장도로에서 환경친화적인 포장재료로서 우수하게 사용될 수 있을 것으로 판단된다. 말기암환자와 가족을 지지하는 프로그램으로서 활용가치가 높다고 볼 수 있다. 추후 연구는 프로그램의 효용성에 대한 평가가 검토되어야 할 것이며, 다른 병원에서도 각 병원의 특성과 참석자들의 특성을 고려하여 보다 발전된 프로그램이 나오기를 바란다.있어서 진단내용, 환자의 기능적 상태, 합병증 유무 등에 따라서는 큰 차이 없이 회복촉진, 합병증예방상담 및 건강관리지도 항목에서 가장 높은 요구도를 나타냈고 나머지 간호요구는 큰 차이가 없었다. 사망하였다. 한 명(T1N0M0, stage Ib)은 술 후 방사선요법 중에 21개월 째에 양측폐에 다발성 결절을 보이는 전이로 치료 중 사망하였다. 술 후 평균 추적기간은 50.87$\pm$24.77개월이었다. 전체 생존율을 분석해보면 3년에 $97.1\%$, 5년에 $83.7\%$였다. 병기1기 환자의 경우 2년에 $96.3\%$, 5년에 $96.3\%$로 나왔다. 전체 환자의 재발 없는 생존율을 분석해보면 1년에 $100\%$, 2년에 $90\%$, 5년에 $76\%$이고 병기 1기의 경우 2년에 $96.4\%$, 5년에 $90.6\%$였다. 술 후 항암화학요법을 시행한 환자는 7명으로 $22.58\%$이고, 술 후 항암방사선요법을 시행한 환자는 1명으로 $3.22\%$, 2가지 모두 시행한 환자는 2명으로 $6.45\%$였다. 재발부위는 폐전이 3예, 골전이가 1예, 뇌전이가 1예였다. 결론: 기관세지폐포암은 동일병기의 다른 비소세포암보다 수술 절제 후에 비교적 재발률이 적고

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알칼리와 열처리에 의한 임플란트의 표면 특성 및 골유착 안정성에 관한 연구 (Surface characteristics and stability of implants treated with alkali and heat)

  • 송윤석;조인호
    • 대한치과보철학회지
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    • 제46권5호
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    • pp.490-499
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    • 2008
  • 생체 활성 재료는 생체 내에서 자가적으로 인회석 층 (apatite layer)을 형성하여, 골과의 생화학적 결합이 가능해야 한다. 알칼리와 열처리를 통하여 생체 활성 표면을 얻을 수 있는 것으로 보고되고 있다. 본 실험에서는 알칼리 및 열처리를 시행한 임플란트들의 안정성을 평가하고자 하였다. 실험군의 분류로 1군은 대조군인 선반 가공 임플란트군, 2, 3군은 $60^{\circ}C$, 5 M의 NaOH 용액에 24시간 처리한 후, 각각 대기 중 및 진공 상태 $600^{\circ}C$에서 1시간 동안 열처리하였다. 처리된 시편은 FESEM, XPS, TF-XRD 및 AFM을 이용하여 표면 특성을 관찰하고, 임플란트의 안정성을 위해 공진 주파수와 페리오테스트 및 역 토오크를 측정하고, 골유착 안정성에 관한 차이를 비교 분석하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 표면 특성: 알칼리 및 열처리를 시행한 2, 3군은 비슷한 양상의 거친 표면을 보여주었다. 알칼리 처리를 시행한 2군과 3군에서 1군과는 달리 높은 함량의 나트륨 이온이 검출되었으며, 결정구조 분석 결과 2군에서 예추석 (antase)과 금홍석 (rutile)이 혼재된 상태로 금홍석이 우세한 양상을 보여주었다. 2. 공진 주파수 분석: 군간 비교에서 12주에 2군이 1, 3군에 비해 통계적으로 유의하게 높은 측정치를 보였다. 주간 비교시, 1, 2군은 4주 이후에 유의한 증가를 보여주었고, 3군은 2주와 4주에서 각각 유의한 증가를 보여주었다 (P < .05). 3. 페리오테스트 분석: 주간 비교에서 1, 2군은 4주 이후에 유의하게 감소를, 3군은 2주와 4주에서 각각 유의한 감소를 보여주었다 (P< .05). 4. 역 토오크 분석: 군간 비교에서는 2, 4, 8주에서는 2군이 1, 3군에 비해 유의하게 높은 측정값을 보여주었다. 주간 비교에서는 1, 3군은 4주, 12주에서 유의한 증가를 보여주었고, 2군은 4주부터 유의한 증가를 보여주었다 (P < .05). 이상의 결과로 볼 때, 알칼리 및 대기 중 열처리를 통해서 적절한 결정 구조의 산화막을 가진 생체 활성화된 무정형의 나트륨 티탄산염 층을 얻을 수 있었고, 알칼리 및 진공 상태 열처리만으로도 나트륨이 함유된 생체 활성화된 표면을 얻을 수 있었다고 사료된다. 또한 이런 처리 과정으로 형성된 표면층들은 임플란트의 초기 골유착에 도움을 줄 수 있는 유용한 방법 중 하나라고 사료된다.

LC-MS/MS를 이용한 벌꿀 중 grayanotoxin 분석법 연구 및 실태조사 (Determination and Monitoring of Grayanotoxins in Honey Using LC-MS/MS)

  • 이숙연;최윤주;이강봉;조태용;김진숙;손영욱;박재석;임성임;최희정;이동하
    • 한국식품과학회지
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    • 제40권1호
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    • pp.8-14
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    • 2008
  • 본 연구는 야생꿀을 비롯한 벌꿀, 벌집채꿀 등 국내산 및 수입산 꿀의 안전관리를 위한 grayanotoxin(GTX)의 시험분석법 확립 및 실태조사를 위하여 수행하였다. GTX 표준품 I, II, III는 LC-MS/MS로 분자량을 확인한 후, 시판품인 III를 제외한 I과 II는 NMR을 이용하여 구조를 확인하였다. 총 111건(국내산 벌꿀25건, 국내산 야생꿀 21건, 벌집채꿀 13건, 수입산 벌꿀 44건, 수입산 야생꿀 8건)의 벌꿀시료는 메탄올을 사용하여 벌꿀-메탄올 용액을 만들어 tC18 cartridge에 loading 한 후, 여과된 액을 동량의 증류수로 희석하여, 이온화장치로 ESI를 장착한 triplequadrupole LC-MS/MS를 이용하여 분석하였다. LC의 용리액은 1% 포름산이 첨가된 "메탄올-물"을 사용하는 것이 10분 이내의 분석시간대에 나타나는 피크의 모양과 감도가 우수한 경향을 나타내었다. 본 방법을 이용하여 검체 중의 GTX I, II, III의 함유량을 조사한 결과 총 111건 중 수입산 야생꿀 3건(2.7%)에서 GTX I, II, III가 검출되었고, 수입산 야생꿀 1건에서 GTX I, III가 검출되었다. GTX I의 검출량은 최소 $3.13{\pm}0.00mg/kg$에서 최고 $12.93{\pm}0.01mg/kg$으로 나타났고 GTX II는 $0.84{\pm}0.01mg/kg$, $0.92{\pm}0.00mg/kg$, $1.08{\pm}0.01mg/kg$의 함량을 나타내어 GTX I 에 비해 낮은 수치를 나타내었다. GTX III는 최소 $0.25{\pm}0.01mg/kg$에서 최고 $3.29{\pm}0.74mg/kg$으로 함량에 큰 차이를 보였다. 본 방법을 이용한 총 111건의 벌꿀 시료의 GTX분석시 수입산 야생꿀 4건에서만 GTX가 검출됨을 알 수 있었다. 본 연구에서는 비 휘발성 또는 극성 때문에 GTX 분석시 GC 및 GC-MS에서 분석이 어려운 벌꿀시료를 대상으로 전처리 시간의 단축을 모색함과 동시에 LC-MS/MS를 이용한 시험분석법을 개발할 수 있었고, 모니터링을 통하여 네팔, 터키 등 특정 지역의 야생꿀의 섭취를 제한하는 과학적 근거를 마련할 수 있었다.

차세대 웨어러블 디바이스를 위한 높은 기계적/전기적 특성을 갖는 CNT-Ni-Fabric 유연기판 (CNT-Ni-Fabric Flexible Substrate with High Mechanical and Electrical Properties for Next-generation Wearable Devices)

  • 김형구;노호균;차안나;이민정;하준석
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제27권2호
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    • pp.39-44
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    • 2020
  • 최근 웨어러블 장치에 적용하기 위한 유연성 기판에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히, 유연성 기판 중 의복에 웨어러블 장치를 적용하기 위한 전도성 섬유기판에 대한 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는, 면섬유 기판 표면에 CNT와 Pd복합 용액을 스프레이 법을 이용하여 형성하였고, 무전해 도금법을 이용하여 금속층을 도금하였다. 도금된 섬유기판의 형상을 분석하기 위하여 SEM 장비를 이용하였고, CNT를 증착한 섬유기판의 표면에 Ni 레이어가 형성된 것을 확인하였다. EDS 분석을 통하여 섬유기판의 표면에 형성된 물질이 Ni임을 알 수 있었다. 전기적 특성을 확인하기 위하여 4-point probe로 무전해 도금을 진행한 섬유기판의 표면저항 및 저항 분포를 확인하기 위한 맵핑을 진행하였다. 무전해 도금의 진행 시간이 길어질수록 전도성이 향상되었음을 확인할 수 있었고, 표면 위치 별 저항의 분포가 균일함을 알 수 있었다. 인장력, 굽힘, 뒤틀림 시험을 통하여 기계적 스트레스로 인한 저항변화를 측정하였다. 그 결과 도금 시간이 길어질수록 유연성 기판의 저항변화가 점점 사라지는 것을 확인하였다. UTM(Universal testing machine)을 이용하여 도금시간 변화에 대한 무전해 도금 기판의 기계적 특성 향상 여부에 대하여 분석하였다. 인장강도는 무전해 도금을 2 시간 동안 진행한 전도성 섬유기판의 경우, 면섬유 기판보다 약 16 MPa 증가하였다. 이러한 결과들을 토대로 Ni-CNT-Fabric 유연기판은 의류 일체형 전도성 기판으로 이용되기에 충분함을 확인하였고, 이러한 연구 결과는 유연기판, 웨어러블 디바이스뿐만 아니라 유연성이 필요한 배터리, 촉매, 태양전지 등에 적용되어 발전에 기여할 수 있을 것으로 기대한다.

다공성 $ZrTiO_4$ 재료의 제조 및 특성 (Fabrication and characteristics of porous ceramics from $ZrTiO_4$ based ceramic material)

  • 허근;명성재;이용현;전명표;조정호;김병익;심광보
    • 한국결정성장학회지
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    • 제18권1호
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    • pp.5-9
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    • 2008
  • 코디어라이트는 낮은 열팽창계수를 가지나, 디젤 배기가스 담체로써 사용하기에는 기계적 강도가 낮고, 황에 대한 내산성이 취약한 문제를 가지고 있다. 본 연구에서는 $SiO_2,\;Al_2O_3$, MoOx, $Cr_2O_3$$Nb_2O_5$가 첨가된 $ZrTiO_4$의 물성을 XRD, SEM, UTM 및 열팽창계수 측정 장치를 사용하여 측정하고 분석하였다. $ZrTiO_4$$TiO_2$$ZrO_2$를 출발원료로 볼빌에서 혼합한 후 $1240^{\circ}C$ 이상의 온도에서 3시간 하소함으로써 monoclinic 구조로 합성되었다. 꺽임강도 및 열팽창계수 측정용 시편은 $ZrTiO_4$와 첨가제를 혼합 성형하고, $1300^{\circ}C$에서 3 시간 소성함으로써 얻어졌다. 소결된 시편의 기공율은 첨가제의 함량이 5%로 증가함에 따라 첨가제의 종류에 관계없이 감소하였으나, 첨가제의 함량이 10% 로 증가하면 기공율은 포화되었다. 꺾임강도는 $Al_2O_3$를 5, 10 wt% 첨가 시 큰 폭으로 증가하였으나, 나머지 첨가제에 대해서는 꺾임강도가 감소하였다. $ZrTiO_4$의 열팽창계수 $(1000^{\circ}C)$$Nb_2O_5$를 제외하고는 첨가제가 증가할수록 계속적으로 감소하였으며, 특히, $SiO_2$가 첨가된 경우 가장 낮은 열팽창계수를 나타내었다.

향나무속(屬)의 분류학적(分類學的) 연구(硏究) (Taxonomic Studies of Genus Juniperus)

  • 김수인
    • 한국산림과학회지
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    • 제77권3호
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    • pp.338-350
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    • 1988
  • 남한(南韓)에 자생(自生) 또는 도입재배(導入栽培)되고 있는 향나무속(屬) 종류(種類)들의 분류학적(分類學的) 문제(問題)들을 해결(解決)하고 재정비(再整備)할 목적(目的)으로 자생종(自生種) 7종류(種類)와 조입종중(導入種中)에서 많이 재배(栽培)되고 유용(有用)하게 이용(利用)되고 있는 원예종(園藝種) 4종류(種類)를 재료(材料)로 하여 각종류(各種類)의 꽃의 구조(構造), 구과(毬果), 종자(種子), 가지습성(習性), 기본수형(基本樹形) 및 잎의 형태적(形態的) 특징(特徵)을 조사(調査)해서 속(屬)과 종(種)의 검사표(檢査表)를 작성(作成)했으며 외부형태적(外部形態的) 특징(特徵)으로는 종간(種間)의 식별(識別)이 모호(模糊)한 것을 명확(明確)히 구명(究明)하기 위(爲)해서 근단(根端)을 재료(材料)로 하여 염색체(染色體)의 기본수(基本數)와 핵형분석(核型分析)을 하고 그 결과(結果)로 각(各) 종간(種間)의 차이점(差異點)을 비교분석(比較分析)하였던바 전종(全種)의 염색체장(染色體長)은 $9.0{\sim}15{\mu}m$, 향나무, 심향나무, 가이즈가향나무, 섬향나무(일본산(日本産))은 4배체(倍體)(4n=44), 옥향나무, 눈향나무, 뚝향나무, 연필향나무, 노간주나무, 좀노간주나무, 해변노간주나무는 2배체(倍體)(2n=22)이고 향나무절(節)의 종(種)들은 염색체(染色體)길이 및 동원체(動原體)의 위치(位置)의 변이(變異)가 대단(大端)히 심(甚)하였다. 노간주나무절절(節)의 종(種)들은 11번 염색체(染色體)가 t형(型)이고, m형(型) 염색체(染色體)가 많은 비교적(比較的) 균일(均一)하고 단순(單純)한 염색체(染色體) set를 이루는 것이 향나무절(節)과 뚜렷이 다른 세포학적(細胞學的)인 특징(特徵)이다. 향나무절(節)에서는 대도시(大都市)에 여러 종류(種類)들이 혼식(混植)되어 잇는 곳에서는 동종(同種)의 지역품종(地域品種) ecotype간(間), 때로는 기본종(基本種)과 변종간(變種間)에 교배(交配)가 일어나고 있기 때문에 향나무 종내개체(種內個體)들 간(間)에는 형태적(形態的)으로 차이(差異)가 다양(多樣)하다. 상기(上記) 결과(結果)들을 종합(綜合)하여 향나무속(屬)의 특성(特性)을 세포학적(細胞學的)으로 명확(明確)히 식별(識別)하고 종간(種間)의 고유특성(固有特性)을 밝히고 종(種)의 특징(特徵)을 기재(記載)하였다.

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수소첨가레시친을 이용한 액정 젤의 형성과 보습효과 (Formation of Liquid Crystalline with Hydrogenated Lecithin and Its Effectiveness)

  • Kim, In-Young;Lee, Joo-Dong;Ryoo, Hee-Chang;Zhoh, Choon-Koo
    • 대한화장품학회지
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    • 제30권2호
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    • pp.159-165
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    • 2004
  • 이 연구는 O/W 에멀젼에서 주성분으로 수소첨가 레시친(이하 HL)을 사용한 액정젤(이하 LCG)을 형성하는 방법에 대하여 기술하였다. 가장 적절한 LCG의 조성에 대한 안정성 시험과는 다음과 같다. 액정을 형성하기 위하여 사용된 조성은 다음과 같다. 유화제로 4.0wt%의 HL과 부스터로 4.0wt%의 세토스테아릴알코올(CA)를 사용하였다. 액정 젤의 형성에 보습제는 글리세린 2.0wt%, 1,3-부틸렌글리콜(1,3-BG) 3.0wt%, 에몰리엔트는 사이크로메치몬 4.0wt%, 이소노닐이소노나노에이트(ININ) 3.0wt%, 카프릭카프릴릭트리글리세라이드(CCTG) 3.0wt%, 마카데미아넛오일(MNO) 3.0wt%을 사용하였다. 최적의 LCG의 형성조건은 pH=4.0-11.0 범위에서 잘 형성되었으며, 피부안전성을 고려하여 6.0$\pm$1.0 범위로 설정하였다. 가장 안정한 경도는 32dyne/$\textrm{cm}^2$이었다. LCG으 입자크기는 1-20$\mu\textrm{m}$ 범위이었으며, 가장 잘 형성되는 입자 크기는 1-6$\mu\textrm{m}$에서 가장 잘 형성되었다. 편광현미경을 통하여 액정의 형성 및 모양을 관찰하였으며, 액정의 둘레 주위에 다중라멜라 구조가 형성되는 것을 확인하였다. 피검자 20명을 대상으로 하여 피부보습효과를 임상측정한 결과 placebo크림에 비하여 36.6%가 증가하였다. 그 이유는 액정의 주위의 친수그룹이 폴리올들을 많이 흡수하고 있기 때문이라고 예측하였다. 이 LEG형성 이론을 근거로 하여 의약 및 화장품 산업에 크게 응용될 것으로 기대한다.

남한산성 소나무림의 19년간(1993~2011년) 식생구조 변화와 관리방안 (Management Planning and Change for Nineteen Years(1993~2011) of Plant Community of the Pinus densiflora S. et Z. Forest in Namhan Mountain Fortress, Korea)

  • 이경재;한봉호;이학기;노태환
    • 한국환경생태학회지
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    • 제26권4호
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    • pp.559-575
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    • 2012
  • 본 연구는 2010년 세계문화유산 잠정목록에 등록된 국가사적 제57호 남한산성을 대상으로 과거 문헌자료와 현장조사를 통해 식생구조 변화를 밝히고 역사 문화적 가치가 높은 남한산성의 식생복원을 위한 관리방안을 수립하고자 실시하였다. 남한산성 식생의 비오톱 분석 결과 대상지 면적 $2,611,823m^2$ 중 참나무류림이 40.8%이었고, 천이 가능성이 높은 소나무림이 16.5%로 청량산 일원과 서문에서 북문 일원, 남문에서 청량산 사이의 산 능선에 분포하고 있었다. 천이 가능성이 낮은 소나무림은 4.7%로 남한산초등학교 뒤 산림에 주로 분포하고 있었고, 천이가 진행중인 소나무림은 2.9%, 도태중인 소나무림은 2.1%였다. 19년간 식생구조 변화 분석 결과 소나무림${\rightarrow}$소나무 및 참나무류 혼효림${\rightarrow}$참나무류림${\rightarrow}$서어나무림으로 천이가 예측되었고, 시간이 경과함에 따라 참나무류의 세력이 확대되었다. 남한산성 소나무림의 식생 관리방안은 식생구조 특성을 고려하여 관리권역을 구분하였고, 관리권역은 소나무림 경관유지지역 $553,508m^2$, 소나무림 경관복원지역 $114,293m^2$, 적극적 관리지역 $205,306m^2$, 자연천이 유도지역 $1,169,973m^2$이었다.

RF 마그네트론 스퍼터링법에 의한 $SrTiO_3$박막제조와 유전특성 (Preparation of $SrTiO_3$ Thin Film by RF Magnetron Sputtering and Its Dielectric Properties)

  • 김병구;손봉균;최승철
    • 한국재료학회지
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    • 제5권6호
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    • pp.754-762
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    • 1995
  • 차세대 LSI용 유전체 박막으로서의 응용을 목적으로 RF 마그네트론 스퍼터링법으로 Si기판위에 SrTiO$_3$박막을 제조하였다. Ar과 $O_2$혼합가스 비, 바이어스 전압변화, 열처리 온도등의 증착조건을 다양하게 변화시키며 SrTiO$_3$박막을 제조하여 최적의 증착조건을 조사하였다. 박막의 결정성을 XRD로, 박막과 Si 사이의 계면의 조성분포를 AES로 각각 분석하였다. Ar과 $O_2$의 혼합가스를 스퍼터링 가스로 사용함으로써 결정성이 좋은 박막을 얻었다. 그리고 보다 치밀한 박막을 얻고자 바이어스 전압을 걸어주며 증착시켰다. 본 실험결과에서는 스퍼터링 가스는 Ar+20% $O_2$혼합가스, 바이어스 전압은 100V에서 좋은 결정성을 얻었다. 또한 하부전극으로 Pt, 완충층으로 Ti를 사용함으로써 SrTiO$_3$막과 Si 기판과의 계면에서 SiO$_2$층의 형성을 억제할 수 있었으며, Si의 확산을 막을 수 있었다. 전류 및 유전특성을 측정하기 위해 Au/SrTiO$_3$/Pt/Ti/SiO$_2$/Si로 구성된 다층구조의 시편을 제작하였다. Pt/Ti층은 RF 스퍼터링으로, Au 전극은 DC 마그네트론 스퍼터링법으로 증착시켰다 $600^{\circ}C$로 열처리함에 의해 미세하던 결정림들이 균일하게 성장하였으며, 이에 따라 유전율이 증가하고 누설전류가 감소하였다. $600^{\circ}C$에서 열처리한 두께 300nm의 막에서 유전율은 6.4fF/$\mu\textrm{m}$$^2$이고, 비유전상수는 217이었으며, 누설전류밀도는 2.0$\times$$10^{-8}$ A/$\textrm{cm}^2$로 양질의 SrTiO$_3$박막을 제조하였다.

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Bacillus sp. B1 사균과 Polysulfone으로 이루어진 미생물 담체를 이용한 중금속 오염 지하수 정화 (Remediation of Heavy Metal Contaminated Groundwater by Using the Biocarrier with Dead Bacillus sp. B1 and Polysulfone)

  • 이민희;이지영;왕수균
    • 자원환경지질
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    • 제43권6호
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    • pp.555-564
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    • 2010
  • 유류 및 중금속 오염 토양으로부터 분리한 토착 미생물인 Bacillus sp, B1 사균(dead biomass)과 polysulfone + DMF(N,N-dimethylformamide) 용액을 혼합하여 제조한 비드(지름 2mm 이하)형 미생물 담체를 이용하여 중급속 오염 지하수를 정화하는 배치실험을 실시하였으며, 담체에 흡착된 중금속의 특성과 구조를 분석하여 미생물 담체에 의한 중금속 제거 기작을 규명하였다. 담체 내 Bacillus sp. B1 사균 비율을 달리하여 제조한 담체들을 이용하여 오염수로부터 납 제거효율을 규명함으로써 미생물 담체 제조에 사용되는 최적의 사균 농도(%)를 결정하였으며, 오염수에 대하여 첨가하는 미생물 담체의 농도변화에 따른 중금속 제거효율을 규명하는 실험을 실시하여 최적의 중금속 제거효율을 가지는 오염수 내 담체 첨가량(농도; g/L)을 결정하였다. 담체 내 사균 농도가 0%(유기중합체로만 형성)와 1%인 경우 제조된 담체의 납 제거효율이 3% 미만으로 polysulfone + DMF 만으로 이루어진 담체는 중금속 제거효과가 거의 없으며, 담체 내 미생물 기질 부분에 의해 대부분의 중금속이 제거되는 것으로 나타났다. 실험 결과 미생물 담체 비용과 제거효율을 고려하면 사균 5%를 혼합하여 제조한 미생물 담체를 2g/50mL 농도로 오염수에 주입하는 것이 가장 효과적인 것으로 밝혀졌다. 담체와 오염수의 반응(흡착)시간에 따른 납과 구리의 제거 반응 실험 결과 두 시간 이내에 평형상태에 도달하여, 현장에서 다량의 중금속 오염 지하수를 짧은 시간(수 시간 이내)에 처리할 수 있을 것으로 판단되었다. 미생물 담체의 중금속 제거효율은 넓은 pH 범위에서 높게 나타났으며, 특히 pH 2-3인 경우 제거효율이 최대로 나타나 pH가 낮은 침출수, 산성폐수의 중금속 처리에도 효과가 있는 것으로 밝혀졌다. 오염수의 중금속(Pb, Cu, Cd) 초기 농도변화에 따른 미생물 담체의 제거율 실험 결과 납, 구리, 카드뮴의 경우 10mg/L 이하의 농도를 가지는 오염수에서 80% 이상의 제거 효율을 나타내어, 대부분의 국내 오염 지하수의 중금속 농도가 이보다 낮은 것을 감안할 때 본 실험에서 사용된 조건을 적용하여 미생물 담체를 이용하는 경우 다량의 중금속 오염 지하수를 효과적으로 제거할 수 있을 것으로 판단되었다. 미생물 담체를 이용한 납 제거 배치 실험 전/후 미생물 담체(bead)의 내/외부 구조를 SEM/EDS 및 TEM으로 분석한 결과 담체 내/외부 모두 다양한 크기의 다공질로 형성되어 있었으며, 외부 표면뿐 아니라 내부 면까지 납이 다량 흡착되어있는 것으로 나타나 본 실험에서 제조한 미생물 담체가 외부 표면 흡착에만 제한되었던 기존의 polysulfone 담체보다 중금속 제거 능력이 뛰어난 것으로 밝혀졌다. 미생물 담체에 형성된 납의 구조를 분석한 결과 담체의 주된 중금속 제거기작은 담체 내/외부 표면(특히 사균 기질과 polysulfone 물질 경계부)에 의한 다양한 형태의 흡착이었다.