• Journal of Ocean Engineering and Technology
• /
• v.11 no.2
• /
• pp.70-76
• /
• 1997

수치격자의 크기제한에 의한 자유표면 유동해석 문제를 효율적으로 다루기 위하여 자유표면의 모든 격자를 x 방향으로 4,8,12개로 등분할 하고, y 방향으로는 4개로 잘라서 계산하였다. 이중격자 또는 삼중격자로 Navier-Stokes 방정식의 각항에 크기가 다른 격자를 사용해 효율을 향상시키는 계산방법의 연장으로, 본 논문에서는 자유표면 방정식에 보다 세분화된 격자를 적용해, Marker Particle 이동 및 자유수면 형성에 효율향상을 줄수 있는 수치방법을 도입하였다. 계산결과에 의하면 초기사용 격자가 coarse한 경우가 본방법의 효과가 커짐을 알 수 있고 대상물로는 층류유동에서 Wigley모형과 낭류유동의 S103 모형이다.

• Journal of Navigation and Port Research
• /
• v.28 no.8
• /
• pp.753-757
• /
• 2004

The free-surface flow is simulated to make clear the viscous interaction of stem waves and the sub-breaking phenomena around a high speed vehicle. The Navier-Stokes equation is solved by a finite difference method where the body-fitted coordinate system, the wall function and the triple-grid system are invoked They are applied to study precisely on the stem flow of S-103 as to which extensive experimental data are available. Computations are extended to the submerged revolutional body. The numerical result shows that the gradient of M/Us is greatly influenced by the submerged depth And the stem wave is influenced by the separation due to the bow wave.

• Nuclear Engineering and Technology
• /
• v.24 no.2
• /
• pp.141-153
• /
• 1992

Excess tritium analysis was peformed to verify whether or not cold fusion occurs during electrolysis of heavy water in the current density range of 83~600 mA/$\textrm{cm}^2$ for a period of 24 ~ 48 hours with use of palladium electrodes of seven different processing treatments and geometries. The extent of recombination of D$_2$ and $O_2$gases in the electrolytic cell was measured for the calculation of accurate enthaplpy values. The behavior and interaction of hydrogen atoms with defects in Pd electrodes were examined using the Sieverts gas charging and the positron annihilation(PA) method. Slight enrichment of tritium observed was attributed to electrolytic enrichment but not to the formation of a by-product of cold fusion. The extent of recombination of D$_2$and $O_2$gases was 32%. Hence the excess heat measured during the electrolysis was considered to be due to the exothermic reaction of recombination but not to nuclear fusion. Lifetime results from the PA measurements on the Pd electrodes indicated that hydrogen atoms could be trapped at dislocations and vacancies in the electrodes and that dislocations were slightly more preferred sites than vacancies. It was also inferred from R parameters that the formation of hydrides was accompanied by generation of mostly dislocations. Doppler broadening results of the Pd electrodes indicated that lattiec defect sites where positrons were trapped first increased and then decreased, and this cycle was repeated as electrolysis continued. It can be inferred from PA measurements on the cold-rolled Pd and the isochronally annealed Pd hydride specimens that microvoid-type defects existed in the hydrogen-charged electrode specimen.

• Journal of Korean Port Research
• /
• v.13 no.1
• /
• pp.175-182
• /
• 1999

The ocean wave is hydrodynamically investigated to get more reliable solution. To improve the computational accuracy more fine grids are used with relatively less computer storage on the free surface. One element of the free surface is discretized into more fine grids because the free-surface waves are much affected by the grid size in the finite difference scheme. Here the multi-grid method is applied to confirm the efficiency for the S103 ship model by solving the Navier-Stokes equation for the turbulent flows. According to the computational result approximately 30% can be improved in the free surface generation, Finally the limiting streamlines show numerical result is similar to the experiment by twin tuft.

• Korean Journal of Materials Research
• /
• v.7 no.12
• /
• pp.1041-1046
• /
• 1997

본 연구에서는 분자선 에피택시 방법으로 비대칭 AIAs/GaAs(001)이중 장벽, 삼중장벽구조를 성장한 수 이를 이용하여 2단자 소자를 제작하여 전기적 특성을 분석하였다. 에피층은 쌍결정 X-ray회절 분석과 단면투과 전자현미경을 이용하여 결정성 및 격자 정합성을 확인하였다. 전기적 성능을 보다 향상시키기 위해 n-GaAs에 대한 오믹 접촉등의 소자 제작 공정을 최적화하였다. 삼중장벽 구조를 이용하여 제작한 소자의 전기적 특성 연구 결과 두개의 주요 공진 터널링 전류 피크 사이에 X-valley에 의한 구조를 확인할 수 있었으며, 이중 장벽구조에 제2의 양자우물 구조를 첨가함으로써 낮은 전압위치에서 전류 피크가 향상하는 결과를 얻었다.

• Journal of KIISE:Computer Systems and Theory
• /
• v.32 no.11_12
• /
• pp.692-704
• /
• 2005

With the improvement of computer hardware, GPUs(Graphics Processor Units) have tremendous memory bandwidth and computation power. This leads GPUs to use in general purpose computation. Especially, GPU implementation of compute-intensive physics based simulations is actively studied. In the solution of differential equations which are base of physics simulations, tridiagonal matrix systems occur repeatedly by finite-difference approximation. From the point of view of physics based simulations, fast solution of tridiagonal matrix system is important research field. We propose a fast GPU implementation for the solution of tridiagonal matrix systems. In this paper, we implement the cyclic reduction(also known as odd-even reduction) algorithm which is a popular choice for vector processors. We obtained a considerable performance improvement for solving tridiagonal matrix systems over Thomas method and conjugate gradient method. Thomas method is well known as a method for solving tridiagonal matrix systems on CPU and conjugate gradient method has shown good results on GPU. We experimented our proposed method by applying it to heat conduction, advection-diffusion, and shallow water simulations. The results of these simulations have shown a remarkable performance of over 35 frame-per-second on the 1024x1024 grid.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2010.02a
• /
• pp.133-133
• /
• 2010

3-5족 화합물 반도체를 이용한 집광형 삼중 접합 태양전지는 35% 이상의 광변환 효율로 주목을 받고 있다. 일반적으로 삼중 접합 태양전지는 넓은 영역대의 파장을 흡수하기 위해 밴드갭이 다른 InGaP, GaAs, Ge이 사용된다. 그 중 하부셀은 기계적 강도가 높고 장파장을 흡수할 수 있는 Ge이 사용되는데, p-type Ge 기판위에 III-V 결정막 성장 시 5족 원소가 확산되어 pn접합을 형성하게 된다. 이러한 구조를 가진 Ge 하부셀이 효율적으로 홀-전자 쌍을 형성하기 위해서는 두꺼운 베이스와 얇은 에미터 접합이 필요하다. InGaP의 phosphorus는 낮은 확산계수로 인해 GaAs의 arsenic에 비해 얇은 접합이 형성 가능하며, Ge표면 에칭효과가 더 적다는 장점이 있다. 이를 고려해 우리 연구그룹에서는 metalorganic chemical vapor depostion(MOCVD)을 이용하여 Ge기판위에 성장한 InGaP layer의 특성을 관찰해 보았다. <111>로 $6^{\circ}$ 기울어진 p-type Ge(100) 기판위에 MOCVD를 통해 InGaP layer를 형성하였고, 성장된 layer를 atomic force microscope(AFM)와 high-resolution x-ray diffraction(HRXRD)을 이용하여 표면형상, 조성, 응력상태 등을 각각 관찰하였다. 또한 phosphorus 확산에 의해 형성되는 도핑농도는 electrochemical capacitance-voltage(ECV)을 이용하여 관찰하였다. 성장된 Ge기판위의 InGaP layer의 경우 특징적으로 높이 50 nm, 밑변 길이 $1\;{\mu}m$의 경사진 표면을 관찰할 수 있었으며, 이러한 구조는 TMIn과 TMGa의 비율이 증가 할수록 감소하였다. 따라서 이러한 경사진 형태의 구조는 격자 불일치 때문인 것으로 판단된다. 추가적으로 V/III ratio의 최적화를 통해 1.3 nm의 표면 거칠기를 갖는 InGaP layer를 얻을 수 있었다. ECV를 통해 Ge 하부셀의 pn접합 형성을 관찰한 결과 약 160 nm에서 접합이 형성되는 것을 관찰할 수 있었다. 또한, 같은 성장 조건의 샘플을 1000 초 열처리 후에 접합깊이의 변화를 관찰한 결과 180 nm에서 접합이 관찰되었지만, GaAs의 arsenic에 의한 pn접합은 열처리 후에 그 깊이가 170 nm에서 300 nm로 증가 하였다. 따라서 삼중접합 태양전지의 제작 공정을 고려할 경우 phosphorus에 의한 접합 형성이 Ge 하부셀의 동작 특성에 유리할 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2010.08a
• /
• pp.143-144
• /
• 2010

3-5족 화합물 반도체를 이용한 집광형 삼중 접합 태양전지는 40% 이상의 광변환 효율로 많은 주목을 받고 있다[1]. 삼중 접합 태양전지의 하부 셀은 기계적 강도가 높고 장파장을 흡수할 수 있는 Ge이 사용된다. Ge위에 성장될 III-V족 단결정막으로서 Ge과 격자상수가 일치하는 GaInP나 GaAs가 적합하고, 성장 중 V족 원소의 열확산으로 인해 Ge과 pn접합을 형성하게 된다. 이때 GaInP의 P의 경우 GaAs의 As보다 확산계수가 낮아 태양전지 변환효율향상에 유리한 얇은 접합 형성이 가능하고, 표면 에칭효과가 적기 때문에 GaInP를 단결정막으로 선택하여 p-type Ge기판 위 성장으로 단일접합 Ge구조 제작이 가능하다. 하지만 이종접합 구조 성장으로 인해 발생한 계면사이의 전위나 미세결함들이 결정막내부에 존재하게 되며 이러한 결함들은 광학소자 응용 시 비발광 센터로 작용할 뿐 아니라 소자의 누설전류를 증가시키는 원인으로 작용하여 태양전지 변환효율을 감소시키게 된다. 이에 결함감소를 통해 소자의 전기적 특성을 향상시키고자 수소 열처리나 플라즈마 공정을 통해 수소 원자를 박막내부로 확산시키고, 계면이나 박막 내 결함들과 결합시킴으로서 결함들의 비활성화를 유도하는 연구가 많이 진행되어 왔다 [2][3]. 하지만, 격자불일치를 갖는 GaInP/Ge 구조에 대한 수소 열처리 및 불순물 준위의 거동에 대한 연구는 많이 진행되어 있지 않다. 따라서 본 연구에서는 Ga0.45In0.55P/Ge구조에 수소 열처리 공정을 적용을 통하여 단결정막 내부 및 계면에서의 결함밀도를 제어하고 이를 통해 태양 전지의 변환효율을 향상시키고자 한다. <111> 방향으로 $6^{\circ}C$기울어진 p-type Ge(100) 기판 위에 유기금속화학증착법 (MOCVD)을 통해 Si이 도핑된 200 nm의 n-type GaInP층을 성장하여 Ge과 단일접합 n-p 구조를 제작하였다. 제작된 GaInP/Ge구조를 furnace에서 250도에서 90~150분간 시간변화를 주어 수소열처리 공정을 진행하였다. 저온 photoluminescence를 통해 GaInP층의 광학적 특성 변화를 관찰한 결과, 1.872 eV에서 free-exciton peak과 1.761 eV에서 Si 도펀트 saturation에 의해 발생된 D-A (Donor to Acceptor)천이로 판단되는 peak을 검출할 수 있었다. 수소 열처리 시간이 증가함에 따라 free-exciton peak 세기 증가와 반가폭 감소를 확인하였고, D-A peak이 사라지는 것을 관찰할 수 있었다. 이러한 결과는 수소 열처리에 따른 단결정막 내부의 수소원자들이 얕은 불순물(shallow impurity) 들로 작용하는 도펀트들이나, 깊은 준위결함(deep level defect)으로 작용하는 계면근처의 전위, 미세결함들과의 결합으로 결함 비활성화를 야기해 발광세기와 결정질 향상효과를 보인 것으로 판단된다. 본 발표에서는 상술한 결과를 바탕으로 한 수소 열처리를 통한 박막 및 계면에서의 결함준위의 거동에 대한 광분석 결과가 논의될 것이다.

• Korean Journal of Crystallography
• /
• v.7 no.1
• /
• pp.73-80
• /
• 1996

The single crystal growth has been carried out with the newly designed 1-T HB(single temperature zone horizontal Bridgman) system for GaAs crystals of 2 inch diameter doped with Si, Zn or undoped. With this method, incidence probability of single crystallinity was shown to be 0.73. Lattice defects evaluated from EPD(etch pit density) measurement were in the range of 5,000-20,000/cm2, dependent upon the doping condition. For the undoped GaAs crystals, carrier concentrations from the Hall measurement were ∼1×1016/cm3 at the seed part, which were less than half the concentrations of double of triple temperature zone(2-T, 3-T) HB grown crystals. By the 1-T HB method, therefore, GaAs crystals can be grown successfully with better yield and higher purity.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2012.02a
• /
• pp.210-210
• /
• 2012

Ge 기판을 이용한 GaInP/GaAs/Ge 삼중접합 태양전지는 43.5%의 높은 광전효율을 기록하고 있으며, 이를 지상용 태양광 발전시스템에 이용하려는 연구가 진행 중이다[1]. 그러나, 이러한 다중접합 태양전지는 셀 제작 비용에 있어 Ge기판의 가격이 차지하는 비중이 높고 대면적 기판을 이용하기 힘든 단점이 있다. 한편, 무게, 기계적 강도와 열전도도 측면에서 Si 기판은 Ge 기판에 비해 장점이 있다. 아울러, 상대적으로 낮은 가격의 대면적 기판을 사용할 수 있기 때문에 Si 기판으로 Ge 기판을 대체할 경우 다중접합 태양전지의 높은 제작 비용을 낮추는 효과도 기대할 수 있다. Si 기판의 장점을 취하며 고효율 태양전지를 제작하기 위해, 이번 실험에서 우리는 Ge 에피층이 성장된 Si 기판 위에 GaAs 태양전지를 제작하였다. GaAs, GaInP와 비슷한 격자상수를 갖고 있는 Ge과 달리, Si은 이들 물질(GaAs, GaInP)과 4%의 격자상수 차이를 갖고 있으며 이로 인해 성장과정에서 관통전위가 발생하게 된다. 이러한 관통전위는 소자의 개방전압을 감소시키는 원인으로 작용한다. 실제로 Si 기판 위에 제작된 GaAs/Ge 이중접합 태양전지에서 관통전위 밀도에 따른 개방전압 감소를 확인할 수 있었다. 관통전위로 인한 영향 이외에, Si 기판위에 제작된 태양전지에서는Ge 기판 위에 제작된 태양전지에 비하여 낮은 fill factor가 관찰되었다. 이것은 Si 기판 위에 제작된 GaAs/Ge 이중접합 태양전지가 높은 직렬저항을 가지고 있기 때문이다. 따라서 이번 실험에서는 Si 기판 위에 제작한 GeAs/Ge 이중접합 태양전지의 직렬저항의 원인을 전산모사와 실험을 통하여 규명하였다. TCAD (APSYS-2010)를 이용한 전산모사 결과, Si 기판의 낮은 불순물 농도 ($1{\times}10^{15}/cm^3$)에 따른 직렬저항의 원인으로 파악되었으며, 전류-전압 특성을 측정하여 실험적으로 이를 확인하였다. 이러한 직렬저항 성분을 줄이기 위하여 Si 기판의 p형 불순물 농도가 전류 전압 특성 곡선에 미치는 영향을 전산모사를 통하여 알아보았으며, Si 기판의 불순물 농도가 $1{\times}10^{17}/cm^3$ 이상으로 증가할 경우, 직렬저항 성분이 크게 감소 하는 것을 전산모사 결과로 예상할 수 있었다.