• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.185-185
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• 2012

중공 발광 나노 물질은 특유의 구조적 특성(낮은 밀도, 높은 비표면적, 다공성 물질, 낮은 열팽창계수 등)과 광학적 성질을 이용하여 디스플레이 패널, 광결정, 약물전달체, 바이오 이미징 라벨 등의 다양한 적용이 가능하다. 이러한 적용에 있어 균일한 크기와 형태의 중공 입자는 필수 조건으로 여겨진다. 지금까지 합성된 중공 발광 입자에는 BaMgAl10O17 : Eu2+-Nd3+, Gd2O3 : Eu3+, $EuPO_4{\cdot}H_2O$과 같은 것들이 있으나 크기 조절이 어렵고, 그 균일성이 확보되지 못하였다. 균일한 크기의 중공 발광 입자를 만들기 위해 SiO2나 emulsion을 템플릿으로 이용하여 황화카드뮴, 카드뮴 셀레나이드 중공 입자를 합성한 예가 있으나, 양자점의 독성으로 인하여 바이오분야 응용에는 적합하지 않다. YAG는 모체로써 형광체에서 가장 많이 이용되는 물질로, 화학적 안정성과 낮은 독성, 높은 양자 효율 등 많은 장점을 갖고 있다. 특히 세륨이 도핑된 YAG형광체의 경우 WLED, 신틸레이터, 바이오산업에 적용이 가능하다. 그러나 지금까지 중공 YAG:Ce3+형광체를 합성한 예가 없었다. 본 연구에서는 단분산 수화 알루미늄 (Al(OH)3) 입자 위에 세륨이 도핑 된 이트륨 베이직 카보네이트 ($Y(OH)CO_3$)를 균일하게 코팅한 후 열처리를 하여 균일한 크기의 Y3Al5O12:Ce3+(YAG) 중공 입자를 합성하였다. 열처리 온도에 따른 고분해능 투과 전자 현미경(HRTEM), X-선 회절(XRD), 고분해능 에너지 분광법(HREDX) 분석결과, 중공 YAG: Ce3+입자는 Kirkendall 효과에 의해 형성됨을 확인하였다. 전계방사형 주사 전자 현미경(FE-SEM) 측정을 통해, 열처리 후에도 입자의 크기와 형태가 균일함을 확인하였으며, 공초점 현미경 관찰을 통해 중공 형태를 명확히 확인 할 수 있었다. Photoluminescence (PL) 분광법과 형광 수명 이미징 현미경(FLIM)을 이용한 광 특성 분석결과, 합성된 입자는 400-500 nm에서 흡수 파장 (456 nm에서 최대 강도)과 500-700 nm 범위의 발광 파장(544 nm에서 최대 강도)을 나타냈고, 상용 YAG: Ce3+(70 ns)에 준하는 74 ns의 잔광 시간(decay time)이 측정되었다. 단분산 수화 알루미늄 입자의 크기를 조절하여 최종 합성된 YAG: Ce3+의 크기를 조절할 수 있었다. 지름 약 600 nm의 Al(OH)3를 사용한 경우, $1,300^{\circ}C$에서 열처리를 한 후 평균 지름 590 nm의 중공입자를 합성하였고, 약 170 nm의 Al(OH)3를 이용하여, 더 낮은 온도인 $1,100^{\circ}C$에서의 열처리를 통해 평균지름 140 nm의 중공 YAG: Ce3+입자를 합성하였다. 본 연구를 통하여 합성된 균일한 크기의 YAG 중공입자는 LED와 같은 광전변환 소자 및 다기능성 바이오 이미징 등의 나노바이오 소자 분야에 활용될 수 있음이 기대된다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• v.20 no.3
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• pp.297-300
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• 1999

The protonation constants of the macrocyclic ligands, 1,4-dioxa-7,10,13,16-tetraaza-cyclooctadecane-N,N',N",N"'-tetra(acetic acid) [N-ac4[18]aneN402] and 1,4-dioxa-7,10,13,16-tetraazacyclooctadecane-1,4-dioxa-7,10,13,16-N,N',N",N"'-tetra(methylacetic acid) [N-meac4[18]aneN4O2] have been determined by using potentiometric method. The protonation constants of the N-ac4[18]aneN4O2 were 9.31 for logK1H, 8.94 for logK2H, 7.82 for logK3H, 4.48 for logK4H and 2.94 for logK5H. And the protonation constants of the N-meac4[18]aneN4O2 were 9.34 for logK1H, 9.13 for logK2H, 8.05 for logK3H, 5.86 for logK4H, and 3.55 for logK5H. The stability constants of complexes on the divalent transition ions (Co2+, Ni2+, Cu2+, and Zn2+) and tiivalent metal ions (Ce3+, Eu3+, Gd3+, and Yb3+) with ligands N-ac4[18]-aneN4O2 and N-meac4[18]aneN4O2 have been obtained from the potentiometric data with the aid of the BEST program. The three higher values of the protonation constants for synthesized macrocyclic ligands correspond to the protonation of nitrogen atoms, and the fourth and fifth values correspond to the protonation of the carboxylate groups for the N-ac4[18]aneN4O2 and N-meac4[18]aneN4O2. The meatal ion affinities of the two tetra-azamacrocyclic ligands with four pendant acetate donor groups or methylacetate donor groups are compared. The effects of the metal ions on the stabilities are discussed, and the trends in stability constants resulting from changing the macrocyclic ring with pendant donor groups and acidity of the metal ions.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• v.31 no.5
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• pp.1283-1288
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• 2010

A novel polyaminopolycarboxylate ligand with many coordination sites, N,N,$N^1,N^1,N^2,N^2$-[( 2,4,6-tri(aminomethyl)-pyridine]hexakis(acetic acid) (TPHA), was designed and synthesized and its lanthanide complexes $Na_6Tb_2$(TPHA)$Cl_6{\cdot}14H_2O$, $Na_6Eu_2$(TPHA)$Cl_6{\cdot}8H_2O$, $Na_6Gd_2$(TPHA)$Cl_6{\cdot}11H_2O$ and $Na_6Sm_2$(TPHA)$Cl_6{\cdot}9H_2O$ were successfully prepared. The ligand and the complexes were characterized by elemental analysis, IR, mass, NMR and TG-DTA. The TG-DTA studies indicated that the complexes had a high thermal stability, whose initial decomposition temperature was over $270^{\circ}C$. The luminescence properties of the complexes in solid state were investigated and the results suggested that $Tb^{3+}$ and $Eu^{3+}$ ions could be sensitized efficiently by the ligand, especially the Tb(III) complex displayed a very strong luminescence intensity (> 10000) and only displayed characteristic metal-centered luminescence. Also, the correlative comparison between the structure of ligand and luminescence properties showed how the number of the coordination atoms of ligand can be a prominent factor in the effectiveness of ligand-to-metal energy transfer.

• Nuclear Engineering and Technology
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• v.52 no.7
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• pp.1367-1379
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• 2020

The small modular sodium-cooled fast reactor (SMSFR) is an important component of Generation-IV reactors. The objective of this work is to improve the reactivity control in SMSFR by using innovative systems, including burnable poisons and optimized control rods. SMSFR with MOX fuel usually exhibits high burnup reactivity loss that leads to high excess reactivity and potential fuel melting in control rod withdrawal (CRW) accidents, which becomes an important constraint on the safety and economic efficiency of SMSFR. This work applies two types of burnable poisons in a SMSFR to reduce the excess reactivity. The first one homogenously loads minor actinides in the fuel. The second one combines absorber and moderators in specific assemblies. The influence of burnable poisons on the core characteristics is discussed and integrated into the analysis of CRW accidents. The results show that burnable poisons improve the safety performance of the core in a significant way. Burnable poisons also lessen the demand for the number, absorption ability, and insertion depth of control rods. Two optimized control rod designs with rare earth oxides (Eu₂O₃ and Gd₂O₃) and moderators are compared to the conventional design with natural boron carbide (B₄C). The optimized designs show improved neutronic and safety performance.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2005.07c
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• pp.2001-2003
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• 2005

Various organic acid were used in order to prepare new metalorganic deposition solution for high quality $REBa_2Cu_3O_{7-{\delta}}$ (RE=Y, Eu, Gd) films. Prepared fluorine free MO precursor solution was coated on single crystal (001) $LaAlO_3$ (LAO) by dip coating method. Processing parameters such as oxygen partial pressure, water vapor, ramping rate and pyrolysis temperature etc havebeen controlled in order to make high $J_c$ films with a good epitaxial relationship with substrate. 0.5 micron-thick film was obtained by single coating and no crack appeared after calcination. Oxygen partial pressure was varied in the range of $100{\sim}1,000 ppm$ and conversion heat treatment was carried out at the temperature of $725{\sim}765^{\circ}C$. A critical transition temperature $(T_{c0})$ of 90K and a critical transport current density $(J_c)$ of $>0.5MA/cm^2$ (77K and self-field) were demonstrated for the YBCO film on (001) oriented LAO substrates with a thickness of 0.5 micron. $I_c$ was determined by utilizing a transport measurement. SEM and XRD investigations confirmed that films were grown epitaxially onto the LAO single crystal substrate. It is thought that fluorine free new MOD solutionis promising for high quality REBCO films.

• The Journal of the Petrological Society of Korea
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• v.6 no.1
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• pp.19-33
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• 1997

This study reports the results about the petrography and geochemical characteristics of 10 representative volacanic rocks. The Cretaceous volcanic rocks distributed in the vicinity of the Kageo island composed of andesitic rocks, dacitic welded tuff, and rhyolitic rocks in ascending order. Sedimentary rock is the basement in the study area covered with volcanic rocks. Andesitic rocks composed of pyroclastic volcanic breccia, lithic lapilli tuff and cryptocrystallin lava-flow. Most dacitic rocks are lapilli ash-flow welded tuff. Rhyolitic rocks consists of rhyolite tuff and rhyolite lava flow. Rhyolite tuff are lithic crystal ash-flow tuff and crystal vitric ash-flow tuff with somewhat accidental fragments of andesitic rocks, but dacitic rocks. The variation of major and trace element of the volcanic rocks show that contents of $Al_2O_3$, FeO, CaO, MgO, $TiO_2$ decrease with increasing of $SiO_2$. On the basis of Variation diagrams such as $Al_2O_3$ vs. CaO, Th/Yb vs. Ta/Yb, and $Ce_N/YB_N$ vs. $Ce_N$, these rocks represent mainly differentiation trend of calc-alkaline rock series. On the discriminant diagrams such as Ba/La and La/Th ratio, Rb vs. Y + Nb, the volcanic rocks in study area belongs to high-K Orogenic suites, with abundances of trace element and ternary diagram of K, Na, Ca. According to the tectonic discriminant diagram by Wood, these rocks falls into the diestructructive continental margin. K-Ar ages of whole rocks are from andesite to rhyolite $97.0{\pm}6.8~94.5{\pm}6.6,\68.9{\pm}4.8,\61.5{\pm}4.9~60.7{\pm}4.2$ Ma, repectively. Volcanic rocks in study area show well correlation to the Yucheon Group in terms of rock age dating and geochemcial data, and derived from andesitic calc-alkaline magma that undergone low pressure fractional crystallization dominated plagioclase at <30km.

• Journal of Biomedical Engineering Research
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• v.28 no.2
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• pp.306-309
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• 2007

PXLM(Phosphor based x-ray light modulator) has a combined structure by phosphor, photoconductor, and liquid crystal and it can realize x-ray image of high resolution in clinical diagnosis area. In this study, we fabricated a photoconductor and investigated electrical and optical properties to confirm application possibility of radiator detector of PXLM structure. As photoconductor, amorphous selenium(a-Se), which is used most in DR(Digital radiography) of direct conversion method, was used and for formation of thin film, it was formed as $20{\mu}m-thick$ by using thermal vacuum evaporation system. For a produced a-Se film, through XRD(X-ray diffraction) and SEM(Scanning electron microscope), we investigated that amorphous structure was uniformly established and through optical measurement, for visible light of 40 $0\sim630nm$, it had absorption efficiency of 95 % and more. After fabricated a-Se film on the top of ITP substrate, hybrid structure was manufactured through forming $Gd_2O_3:Eu$ phosphor of $270{\mu}m-thick$ on the bottom of the substrate. As the result to confirm electrical property of the manufactured hybrid structure, in the case of appling $10V/{\mu}m$, leakage current of $2.5nA/cm^2$ and x-ray sensitivity of $7.31nC/cm^2/mR$ were investigated. Finally, we manufactured PXLM structure combined with hybrid structure and liquid crystal cell of TN(Twisted nematic) mode and then, investigated T-V(Transmission vs. voltage) curve of external light source for induced x-ray energy. PXLM structure showed a similar optical response with T-V curve that common TN mode liquid crystal cell showed according to electric field increase and in appling $50\sim100V$, it showed linear transmission efficiency of $12\sim18%$. This result suggested an application possibility of PXLM structure as radiation detector.

• Journal of the Mineralogical Society of Korea
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• v.13 no.4
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• pp.221-230
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• 2000

이성분 희토류 원소로 치환된 4종류의 합성불화인회석(synthetic fluorapatite) (Ap49: La+Gd, Ap50:Ce+Dy, Ap51: Pr+Er, Ap54: Eu+Lu; $Ca{10-x-2y}$ $Na_{y}$ $REE_{x+y}$($P_{1-x}$ //$Si_{x}$ $_{4}$)$_{6}$ $F_{2}$, x=0.13~0.12, y=0.26~0.42)을 대상으로 X-선 회절분석을 통해 얻어진 자료를 이용하여 리트벨트 구조분석을 실시하고 치환된 희토류원소의 거동을 단결정법으로 구해진 결과와 비교.분석하였다. 리트벨트 구조분석결과 합성불화인회석은 공간군 $P6_3$/m, 단위포는 평균하여 a=9.3906(1) $\AA$, c=6.8924(1) $\AA$, V=527.36 $\AA^3$의 값을 갖는다. 구조의 정밀도를 나타내는 R 지수를 보면 $R_{B}$ / 값은 17.29~18.80이고 S(GofF)값은 1.44~1.68로 계산되었다. 불화인회석은 9개의 산소를 배위하는 Ca1자리와 6개의 산소와 하나의 불소가 배위하는 Ca2자리가 있으며 Ca1-O의 평균거리는 2.563 $\AA$이고 Ca2-O의 평균거리는 $2.460 \AA$으로 Ca1자리가 Ca2자리보다 다소 크다. 구조자리 치환식에서는 $Ca^{2+}$ / 자리를 치환하는 $REE^{3+ }$ 로 인하여 전하균형을 맞춰주기 위해서 인과규소가 함께 참여하였다. ($REE^{3}$+Si$^{ 4+}$ $2Ca^{2+}$ : Ca1) 계산된 희토류원소의 자리점유율(REE-Ca2/REE-Cal)은 원자번호가 증가함에 따라 일정하게 감소하는 경향을 보여주며 이는 희토류원소의 거동이 LREE는 크기가 상대적으로 작은 Ca2 자리에 우선 치환되고 HREE는 크기가 큰 Ca1자리에 우선 치환되는 경향을 지시한다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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• pp.202.1-202.1
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• 2015

탄소의 $sp^2$ 혼성으로 이루어진 2차원 단일시트(two-dimensional single sheet)인 그래핀은 기계적, 열역학적, 전기적 특성이 매우 우수하며 특히 고유연성과 투명성을 가진다는 장점 때문에 오랜 기간 주목 받으며 다양한 분야에서 연구되어 왔다. 이러한 그래핀을 만드는 방법에는 화학적 증기 증착법 및 흑연으로부터의 물리적, 화학적 박리 방법이 있다. 양질의 그래핀을 대면적에서 획득 할 수 있는 화학적 증기 증착법의 경우 높은 공정 비용과 함께 수반되어야 하는 전사과정의 어려움으로 인하여 실제 상용화에 어려움이 있다. 이러한 단점의 극복을 위해 대량의 그래핀을 저렴하게 확보 할 수 있는 화학적 박리 방법이 주목을 받고 있다. 화학적 박리 방법의 경우 박리 과정에서 수반되는 산화 그래핀의 환원과정이 필요하였으며, 이를 위해 강력한 환원제를 이용한 화학적 환원 방법, 고온에서의 열처리를 이용한 열역학적 환원 방법, 및 빛을 노광시켜 산화 그래핀을 환원시키는 광학적 방법이 시도되었다. 화학적 및 열역학적 환원방법의 경우 고품질의 환원된 산화 그래핀을 획득 할 수 있으나, 강한 환원제 및 높은 열처리 온도로 인하여 유연 기판의 사용이 제한되는 단점이 있다. 이러한 단점을 극복하기 위해 빛을 이용한 광학적 방법이 제시되었으나, 환원과정에 사용되는 단파장의 자외선 광원의 높은 가격으로 인하여 경제성의 확보가 제한된다. 본 논문에서는 우수한 광학적 특성을 보이는 란타넘족 이온을 사용하여 선택적 파장 대에서 높은 광흡수도를 가지는 산화 그래핀-란타넘 이온 혼합용액을 만들었으며, 가시광선대역의 파장을 가지는 레이저를 사용하여 우수한 품질을 가지는 환원된 산화 그래핀을 제작하였다. 구체적으로 산화 그래핀은 modified hummer's method를 이용하여 만들어졌으며, 자외선 대역을 흡수하는 $Gd_{3+}$, 녹색 레이저를 흡수하는 $Tb_{3+}$, 적색 레이저를 흡수하는 $Eu^{3+}$를 1 mM 섞어주었다. 그 후, 300~800 nm의 파장을 가지는 레이저를 $1mW/cm^2$를 노광시켜 산화 그래핀을 환원시켰다. 환원된 산화 그래핀의 특성은 FT-IR, UV-Vis, 저온 PL, SEM, XPS 및 전기측정을 이용해 측정하여 재현성 및 반복성을 확인하였다.