본 연구에서는 대표적인 수직자기 이방성 물질인 $[Pd/Co]_5$ 초격자 다층박막 구조에서 교환 바이어스 현상을 연구하기 위해 Si/$[Pd/Co]_5$/FeMn 구조의 시료를 제작하고, FeMn 층의 두께 변화에 따른 교환바이어스의 변화에 대한 연구를 자기이력곡선의 측정을 통해 수행하였다. 그리고 수직자기 이방성을 최적화하기 위해 Pd의 두께를 1.1 nm로 고정하고 강자성인 Co의 두께 변화에 따른 수직자기이방성 변화를 고찰하였다. 그 결과, FeMn 층이 없을 때 Co의 두께 0.3 nm에서 가장 큰 보자력을 보였다. FeMn 층의 두께를 고정시킨 후 Co의 두께 변화를 관찰하였을 때도 0.3 nm일 때 가장 큰 교환 바이어스가 관찰되었다. FeMn 층의 두께 변화에 대해서는 FeMn 층의 두께가 5 nm일 때 보자력이 가장 크게 나타났으며, 그 이상에서는 일정한 값을 가졌다. FeMn 층의 두께가 3 nm 이하일 때는 교환바이어스 효과가 관찰되지 않았으며, 15 nm가 될 때까지 지속적으로 증가하는 결과를 관찰하였다.
본 연구는 (pd/Co)$_{N}$FeMn 구조의 다층박막을 dc 마그네트론 스퍼터링 시스템으로 증착하여 교환결합된 수직이방성에 대한 자기적 특성과 열적안정성을 조사하였다. 반강자성 FeMn 두께를 0-2lnm에서 변화시키면서 측정한 결과 Ta(1.9 nm)/(Pd(0.8nm)/Co(0.8nm)$_{5}$Mn(15nm)/Ta(1.9nm)에서 127 Oe교환바이어스세기(exchange biasing field: H$_{ex}$)를 얻었다. 그리고 이 구조에서 열적 안정성을 조사하기 위하여 온도 변화에 따른 H$_{ex}$변화를 확인한 결과, 24$0^{\circ}C$까지는 H$_{ex}$가 115 Oe에서 195 Oe까지 증가하였고, 그 이후 33$0^{\circ}C$에서 교환 결합된 수직자기이방성 곡선이 사라지는 것을 관찰하였다.
기존의 반사형 타원계에 광분할기와 프리즘 등의 광학소자를 추가하여 $8.0{\mu}m$ 보다 작은 면적에서 시료의 광학이방성을 측정할 수 있는 수직반사형 타원계를 제작하였다. 수직반사 구조를 구현하기 위해 사용된 광학소자들의 편광작용을 보정하여 광학이방성 측정의 정확도를 향상시켰다. 비편광 광분할기를 사용하고 사분파장 위상지연자를 장착하며 광섬유를 제거하고 파장영역을 최적화하여 광학이방성인자 측정값의 표준편차를 0.00083 으로 줄이고 방위각 변화에 따른 rutile 시료의 광학이방성인자의 변동폭을 0.015 이하로 줄일 수 있었다.
흑색 셰일이 존재하는 지역에서 탄성파 주시 토모그래피 탐사를 수행하였다. 흑색 셰일은 퇴적암 기원으로 속도 이방성을 가지는 것으로 알려져 있기 때문에, 주시 토모그래피를 적용하여 정확한 역산 모형을 도출하기 위하여 이방성을 역산 과정에 적용하였다. 속도 이방성 계수는 탐사에서 획득한 자료에 대하여 탄성파의 초동시간에 의한 직선파선으로 가정한 속도와 전파각이 형성하는 이방성 타원의 형태로부터 추출할 수 있었으며, 이로부터 수평방향의 전파속도가 수직방향의 전파속도보다 빠름을 확인할 수 있었다. 속도 이방성 계수는 역산 과정에 적용되어 실제 지질구조에 부합하는 속도 구조를 획득하였다. 속도 이방성을 고려한 역산은 동일한 지역에서 3개의 구간에서 수행하였고, 각각의 결과는 지표지질 및 시추결과와 비교하여 높은 유사성을 보여주었다.
전송선로와 저장공간의 제약을 극복할 수 있는 영상압축기술이 발달함에 따라 인터넷과 멀티미디어 통신이 비약적으로 발전할 수 있었으며, 앞으로도 보다 높은 효율의 압축기술이 요구되고 있다. 현재 영상압축표준은 대부분 블록 DCT(Discrete Cosine Transform)를 기반으로 하고 있지만, 압축 이전에 영상을 블록으로 나누어 처리하게 되므로 블록효과가 발생하게 된다 본 논문에서는 이러한 블록효과를 제거하기 위해 확산을 이용한 방법을 제시한다. 확산의 정도를 자유로이 조절할 수 있는 새로운 형태의 이방성 확산 방정식을 제안하여 이를 블록효과를 제거하는데 적용한다. 이는 평탄한 영역에서의 경계에 대해서는 등방성 확산으로, 그렇지 않은 영역에 대해서는 경계에 수직인 방향으로만 확산이 일어나는 이방성 확산으로 자유로이 조절하여 적용할 수 있는 장점이 있다. 이를 이용하여 원 영상정보의 손실을 최소화하기 위해 영역에 따라 확산속도와 방향을 적응적으로 조절할 수 있는 알고리즘을 제안하고 기존의 블록효과 제거 알고리즘과 비교 실험을 통하여 제안한 알고리즘의 성능을 평가한다.
부지고유의 강지진동모사를 위해 한반도 남부의 지각감쇠(Q)에 대한 두 가지 특성을 비선형 역산을 통해 규명하였다. 한 특성은 한반도 남부의 주요 지체구조구 및 특정 주향각에 대한 Q의 이방성이고 다른 특성은 Q의 수평방향으로의 공간적 변화 특성이다. 0의 이방성은 주향에 평행한 Q와 이에 수직한 Q의 비로 정의되었다. 사용된 지진자료는 190개 지진에 대한 3,400개 기록의 푸리에스펙트럼으로서 기록의 파선 분포는 한반도 남부 대부분을 조밀하게 덮었다. 역산 방법은 Levenberg-Marquardt 비선형역산 방법을 보다 안정화시킨 수정된 Levenberg-Marquardt 방법이 사용되었으며 기존에 도출된 광역적인 지진동파라미터를 초기해로 활용하였다. 역산 결과 국내의 중요 지체구조구 중 소백산육괴와 경상분지는 서로 다른 방향의 강한 Q 이방성을 나타내었으며 Q의 공간적 분포는 지진발생위치와 매우 밀접한 상관관계를 보여주었다
퇴적암에서 나타나는 이방성은 층리에 의한 영향이 크며, 암석의 수리적 특성에도 영향을 주게 된다. 본 연구에서는 층리가 발달한 다공질 사암을 대상으로, 층리구조에 의해 발생한 공극구조 이방성이 사암의 수리 이방성에 미치는 영향을 분석하였다. 사암의 공극구조 이방성 파악을 위해 X-ray CT(computed tomography)를 이용하여 내부 공극률의 변화양상을 분석하였다. 층리방향에 따른 수리이방성은 층리면과 수평면이 이루는 각도를 $0^{\circ}$에서 $90^{\circ}$까지 $15^{\circ}$간격으로 코어링한 샘플을 제작하여 투수실험을 통해 파악하였다. 투수실험 결과 층리면과 투수방향이 수직인 경우 투수율이 가장 작은 값을 나타낸 반면, 층리면과 투수방향이 평행일 때 가장 높은 투수율을 나타내었으며, 평균 수리이등방비($k_{90^{\circ}}/k_{0^{\circ}}$)가 1.8로 층리에 따른 수리 이방성이 확연하게 나타났다. 또한, 이러한 사암의 수리이방특성은 층리에 의해 공극특성이 서로 다른 층상구조가 형성되기 때문임을 확인하였다.
제일원리 계산으로 Fe/Pt (001) 표면의 표면상태도를 계산하고 표면상태도로 부터 얻어진 평형 Fe/Pt (001) 표면구조의 자기이방성에너지를 계산하였음. 계산된 표면상태도로 부터 Fe-rich $L1_2$ 구조와 수직 $L1_0$ 구조가 가장 안정한 표면 Fe/Pt (001) 구조임이 밝혀졌음. 제일원리로 계산 된 두 구조의 자기이방성에너지를 관측하여 두 구조의 자기용이축이 모두 [001] 방향으로 정렬 됨을 확인하였다. 자기이방성에너지가 격자 변화와 표면 형성 중 어떤 원인에 의해 발생하는지 판단하기 위해서 표면구조, 벌크구조, 및 표면구조와 동일한 격자상수를 가진 벌크구조를 비교 하였다. 비교 결과에 의해 자기이방성에너지의 주 원인은 표면 형성임이 밝혀졌으며 이를 좀 더 명확히 하기위해 상태밀도함수를 계산하였다. 상태밀도함수 계산 결과 Fe 원자의 $3d_{z2}$ 오비탈의 페르미 준위 아래에서의 상태가 표면이 형성되면서 증가하는 것을 관측하였으며 이는 [001] 방향으로의 자기이방성을 증가시키는 오비탈이므로 표면 형성에 따른 자기이방성에너지 증가는 Fe 원자의 $3d_{z2}$ 오비탈에 의함이 판명되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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