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양자정보통신 기술동향 (Status of Quantum Information and Communication Technologies)

  • 박성수;송기봉;이상광;김기영;오진태
    • 전자통신동향분석
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    • 제30권2호
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    • pp.22-31
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    • 2015
  • 양자시스템을 모사하기 위한 양자컴퓨터의 가능성이 논의된 이후 약 30년이 지난 현재, 물리학 실험실에만 국한했던 양자역학은 정보이론, 보안, 통신, 컴퓨팅 등 기존 정보통신분야와의 결합을 통해 응용 가능성을 보여주는 연구가 진행되었고 통신분야에서는 절대 보안성을 가진 양자키 분배 시스템을 사용한 암호통신장비가 판매되고 있는 등 가시적 성과를 내고 있다. 또한, 컴퓨팅분야에서는 이온포획, 초전도, 스핀트로닉스 등 여러 가지 물리현상을 이용한 큐빗의 가능성을 보여주고 있으며 양자컴퓨팅 알고리즘 및 적용분야에 대한 연구가 진행 중이어서 멀지 않은 장래에 고전 컴퓨터보다 적어도 다항식적 속도향상을 갖는 양자컴퓨터가 등장할 전망이다. 본고에서는 선진국에서 진행되고 있는 양자통신 및 양자컴퓨팅 관련한 기술개발 동향을 소개하고자 한다.

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SiC 매트릭스를 이용한 실리콘 양자점 초격자 박막 제조 (Fabrication of Si quantum dots superlattice embedded in SiC matrix)

  • 김현종;문지현;조준식;장보윤;고창현;박상현;윤경훈;송진수;오병성;이정철
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.163-166
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    • 2009
  • 다중접합 초 고효율 태양전지 제조를 위해 SiC 매트릭스를 이용한 실리콘 양자점 초격자 박막을 제조하고 특성을 분석하였다. $SiC/Si_{1-x}C_x$(x ~ 0.31)로 실리콘 양자점 초격자 박막을 Si과 C target을 이용한 co-sputtering법으로 초격자 박막을 제조하고, $1000^{\circ}C$에서 20분간 열처리를 하였다. high resolution transmission electron microscopy 사진으로 약1~7nm 크기인 양자점 생성과 분포 밀도를 확인할 수 있었으며, grazing incident X-ray diffraction (GIXRD)를 통해서 Si(111)과 $\beta$-SiC(111)이 생성되었음을 알 수 있었다. Auger electron spectroscopy (AES)측정에서 stoichiometric SiC층과 Si-rich SiC층의 Si 원자농도 (56%, 69%)와 C 원자 농도 (44%, 31%)를 알 수 있었으며, Fourier transform infra-red spectroscopy (FTIR)측정에서 SiC 픽의 위치가 767에서 $800cm^{-1}$으로 이동하는 것을 알 수 있었다.

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GaAs 양자 우물에서의 펨토초 광학적 장동 효과 (Femtosecond Optical Nutation Effects as a Function of Detuning in GaAs Quantum Wells)

  • 안영환;김대식
    • 한국광학회:학술대회논문집
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    • 한국광학회 2001년도 제12회 정기총회 및 01년도 동계학술발표회
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    • pp.52-53
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    • 2001
  • 지속적인 발전을 거듭해 온 초고속 분광학으로 인해, 반도체(semiconductor) 또는 반도체 양자 구조(quantum structure)와 같은 물질에서 결맞는(coherent) 시간 내에 일어나는 다양하고 흥미로운 광학적 특성들의 관찰이 가능해졌다 대부분의 펨토초(femtosecond) 광학 실험이 공명여기(resonant excitation)에 국한되어왔던 반면 최근엔 비공명(off-resonant) 흡수에 의한 가상 여기(virtual excitation)에 대한 관심이 증대되고 있다[1, 2]. (중략)

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RF Co-sputtering법에 의한 $Si_{1-x}C_x$ 박막 증착 및 후 열처리에 따른 양자점 박막 특성 분석 (Characterization of post-annealed Si QDs in $Si_{1-x}C_x$ thin film by RF co-sputtering)

  • 문지현;김현종;조준식;장보윤;고창현;박상현;윤경훈;송진수;오병성;이정철
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.33-36
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    • 2009
  • 고효율 양자점 태양전지를 위하여 $Si_{1-x}C_x$ 박막 내에 Si 양자점을 형성한 박막을 제작하고 그 특성을 분석하였다. $Si_{1-x}C_x$ 박막은 Si과 C target을 co-sputtering하여 증착하였다. C target의 RF power를 변화시켜 $Si_{1-x}C_x$ 박막의 조성비를 조절하였으며, 조성비는 auger electron spectroscopy로 정량적으로 측정하였다. 이 박막들을 질소 분위기에서 후 열처리하여 high resolution transmittance electron microscopy로 확인한 결과 박막 내에 2~10nm 크기의 양자점이 형성된 것을 관측할 수 있었다. 이 양자점은 transmittance electron diffraction과 grazing incident X-ray diffraction을 통해 Si 양자점과 SiC 양자점이 형성되었음을 알 수 있었다. Raman 측정 결과에서는 후 열처리한 $Si_{1-x}C_x$ 박막의 조성비가 증가할 수록 crystal Si peak의 shift가 증가함을 알 수 있었고, 이를 통해 양자점의 크기도 함께 계산할 수 있었다. Fourier transform infrared spectroscopy을 통해 후 열처리한 Si1-xCx 박막의 양자점의 형성 원인을 추정하였다.

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양자점 디스플레이 제작을 위한 양자점 패터닝 기술발전 동향 (Recent Developments in Quantum Dot Patterning Technology for Quantum Dot Display)

  • 진영준;정경준;정재한
    • 한국분말재료학회지
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    • 제31권2호
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    • pp.169-179
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    • 2024
  • 양자점 패터닝 기술은 최근 QLED, 센서, laser, 태양전지, 양자컴퓨터 등을 포함한 광전자 응용분야에서 많은 수요가 예상되고 있다. 최근 양자점 패터닝을 위한 다양한 기술이 등장했지만 여전히 실제 산업에 적용에는 힘든 실정이다. 1~100 ㎛에 걸친 다양한 패턴 크기를 구현할 수 있는 전사프린팅은 대면적화가 어렵고 공정과정 중 발생할 수 있는 양자점 필름의 불완전한 박리 문제로 인한 패터닝 수율 문제가 보고 되고 있다. 기존 반도체 공정을 활용할 수 있는 포토리소그래피를 활용한 양자점 패터닝은 초고해상도로 픽셀을 패터닝 할 수 있다는 장점이 있지만, 포토레지스트를 제거하기 위해 쓰이는 용매에 의해 양자점 패턴 자체가 손상될 수도 있고 오염되어 광 효율이 낮아질 수 있다는 우려가 있다. 포토레지스트를 사용하지 않고 양자점의 용해도를 활용한 직접 광경화 공정이 주목받았지만, 패터닝 과정 중 생기는 결함과 비방사성 재결합으로 인해 양자점의 발광 효율이 떨어진다는 단점이 있어 표면 처리 등의 연구가 더욱 요구된다. 잉크젯 프린팅은 대면적화가 쉽고 상대적으로 경제적이라는 장점이 있으나 패턴의 불균일성과 낮은 해상도의 단점이 있다. 다양한 양자점 패터닝 방법 기술개발을 통해 QLED 소자에만 국한되는 것이 아니라 태양전지, 양자 통신, 양자 컴퓨터 등에도 적용이 기대된다.

내용기반 영상검색을 위한 형태정보추출 (Shape Feature Extraction for Content-Based Image Retrieval)

  • 곽성희;김호성
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
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    • 한국정보과학회 1998년도 가을 학술발표논문집 Vol.25 No.2 (2)
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    • pp.503-505
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    • 1998
  • 효율적인 영상 검색 시스템을 구축하기 위하여 칼라, 형태, 질감등과 같은 특징을 추출하여 검색하는 방법들이 연구되어 지고 있다. 이 중 기존의 형태 정보를 이용한 방법은 적용 대상을 국한하여 연구되거나 특징 추출을 위한 계산의 복잡성에 비해 좋은 효과를 보이지 않고 있다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하고 다양한 영상에 적용할 수 있는 특징을 추출하고자 통계적인 방법중의 하나인 히스토그램을 이용하고자 한다. 히스토그램을 이용한 방법은 계산이 용이할 뿐 아니라 검색 결과면에서도 높은 효율을 보이고 있다. 영상으로부터 추출한 선분을 각도에 따라 18개의 빈으로 양자화 하여 각 빈에 속한 선분들의 길이의 합을 이용하여 비교하는 각도 히스토그램(angular histogram), 그리고 선분들이 공간 분포에 대한 정보를 얻기 위하여 각도 히스토그램에서 각 빈에 속한 선분들의 대표 좌표들의 1차, 2차, 3차 모멘트를 구하여 사용하는 방법과 특정 각도를 가진 선분들 사이의 거리를 이용한 각도 Correlogram을 제안한다.

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GOCI를 이용한 동중국해 표층 염분 산출 알고리즘 개발 (A Development for Sea Surface Salinity Algorithm Using GOCI in the East China Sea)

  • 김대원;김소현;조영헌
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제37권5_2호
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    • pp.1307-1315
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    • 2021
  • 매년 여름철 양자강에서 유출되는 저염분수는 동중국해 뿐만 아니라 제주도 주변 해역의 염분 변화에 큰 영향을 미치며 때때로 그 영향은 한반도 연안에 국한되지 않고 대한해협을 통과하여 동해 외해 까지 확장되기도 한다. 한반도 주변으로 확장된 양자강 유출수는 해양 물리 및 생태학적으로 많은 영향을 끼치며 어업 및 양식업에 큰 피해를 유발하기도 한다. 그러나 현장조사의 한계점 때문에 동중국해에서 확산되는 저염분수를 지속적으로 관측하기에는 현실적으로 어려움이 있다. 이러한 이유로 양자강 유출수의 확산을 실시간으로 모니터링하기 위해 인공위성을 활용한 표층 염분 산출 연구가 많이 진행되어 왔다. 본 연구에서는 시간 및 공간 해상도가 상대적으로 좋은 GOCI(Geostationary Ocean Color Imager)를 활용한 동중국해 표층 염분 산출 알고리즘을 개발하였다. 알고리즘 개발을 위해 기계학습 기법 중 하나인 MPNN(Multilayer Perceptron Neural Network)을 이용하였으며, 출력층에는 SMAP(Soil Moisture Active Passive) 위성의 표층 염분 자료를 활용하였다. 이전 연구에서 2016년 자료를 이용한 표층 염분 산출 알고리즘이 개발되었으나 본 연구에서는 연구 기간을 2015년 부터 2020년까지로 확장하여 알고리즘 성능을 개선하였다. 2011년부터 2019년까지 동중국해에서 관측된 국립수산과학원의 정선조사자료를 이용하여 알고리즘 성능을 검증한 결과로 R2는 0.61과 RMSE는 1.08 psu로 나타났다. 본 연구는 GOCI를 이용한 동중국해 표층 염분 모니터링 알고리즘 개발을 위해 수행되었으며, 향후 GOCI-II의 표층 염분 산출 알고리즘 개발에 많은 기여를 할 것으로 기대된다.

천연림(天然林) 보전관리(保全管理)와 인공조림(人工造林)이 임리증진(林利增進)에 미치는 영향연구(影響硏究) (Influence of Artificial Afforestation and Management of Natural Forests to the Increase of Forest Protit)

  • 심종섭
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제10권3호
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    • pp.201-202
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    • 1982
  • 1. 본(本) 조사(調査) 연구(硏究)는 천연림(天然林) 관리(管理)와 인공조림(人工造林)이 임이증진에 어떠한 영향을 미치느냐? 라는 문제(問題)를 알아보고자 실시되었으나 그 범위가 너무 막연(莫然)하여 다음과 같이 실제 시업중(施業中)인 경우를 대상지로 정(定)하여 비교(比較) 평가하여 보았다. 가. 우리나라 대표적(代表的)인 천연림(天然林) 활엽수 지대(地帶)에서 일정(一定)한 임지(林地)를 벌채(伐採)한 후 계속 천연갱신(天然更新)을 시도하고 있는 경우와 동일장소(同一場所) 인공조림(人工造林)을 하였을 경우 나. 우리나라 대표적(代表的)인 천연침엽수림(天然針棄樹林) 지대(地帶)에서 일정(一定)한 임지(林地) 벌채(伐採)한 후 계속 천연경신(天然更新)을 시도하고 있는 경우와 동일장소(同一場所)에 인공조림(人工造林)을 하였을 경우 다. 우리나라 대표적(代表的)인 침활수림 척박림(瘠薄林) 지대(地帶)에서 그 임지(林地)를 그대로 보존(保存)하였을 경우와 벌채(伐採)하고 적수(適樹)를 조림(造林)하였을 경우 등으로 구분하여 실시하였다. 2. 이와 같은 조사(調査) 연구결과(硏究結果)는 다음과 같다. 가. 2. 이와 같은 조사(調査) 연구결과(硏究缺課)는 다음과 같다. 가. 활잡 천연림(天然林)을 그대로 관리(管理)하였을 경우와 낙엽송(落葉松)을 조림(造林)하여 관리(管理)하였을 경우는 후자(後者)가 임이증진에 월등(越等)히 좋은 영향을 나타냈고 나. 우량(優良) 침엽수(針葉樹) 천연림(天然林)을 그대로 관리(管理)하였을 경우는 양자간(兩者間)에 큰 차이(差異)가 나지는 않았으나 역시(亦是) 후자(後者)의 경우가 임이(林利) 증지에 유리(有利)한 결과(結果)를 나타내고 있다. 마. 침활 천연(天然) 혼효림(混淆林)으로 그 임상(林相)이 불량(不良)한 경우 그 천연림(天然林)을 그대로 관리(管理) 보호(保護)하였을 경우와 리기다 소나무를 조림(造林)하여 관리(管理) 보호(保護)하였을 경우는 양자(兩者) 공(共)히 임이(林利) 증진에 별(別)로 좋은 영향을 냐타내지 않았으며 임이(林利) 증진의 목적(目的)보다도 임지(林地) 회복(回復)을 위한 조림(造林)이 이루어져야 할 것으로 생각된다. 라. 척박림(瘠薄林)의 경우를 제외(除外)하고 본(本) 조사(調査) 대상이 된 모든 경우에 천연림(天然林)을 그대로 관리(管理)하는 경우보다 인공조림(人工造林)을 하여 정상(正常) 경영을 하는 경우가 임이(林利) 증진에 유리(有利)하다는 결과(結果)를 나타내고 있다. 마. 본(本) 조사(調査) 연구(硏究)의 목적(目的)이 천연림(天然林) 보존관리(保存管理)와 인공조림(人工造林)이 임이(林利) 증진에 미치는 영향을 알기 보기 위한 것이었으나 이것은 너무 광범한 과제(課題)이므로 명(名) 경우에 따라 판단(判斷)지어져야 할 것이다. 따라서 본(本) 조사(調査)에서도 국한(局限)된 몇 경우를 조사(調査) 검토하기로 하였다.

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한반도 주변의 수괴와 해수순환 (Water Masses and Circulations around Korean Peninsula)

  • 승영호
    • 한국해양학회지
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    • 제27권4호
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    • pp.324-331
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    • 1992
  • 한반도 주변에 분포하는 수괴와 해수순화에 관하여 지금 까지 알려져있는 사실들 을 토대로 하여 이를 요약 정리하였고 물리적 관점에서 이에 대하여 간략히 논의하였 다. 한반도 주변의 해황(수괴와 해수순환)은 해역의 남쪽 경계인 쿠로시오수로부터 분 리유입된 대마난류에 의해 지배되나 담수유입, 바람, 대기와의 열교환등에 의해 크게 변형된다. 남서해에서 대마난류수의 확장 한계는 일차적으로 대만북측과 제주도를 연 결하는 선으로 볼 수 있으나 여름철에는 외해로 확장하는 양자강수의 영향을 많이 받 고 겨울철에는 강한 북서계절풍에 의해 난류수의 황해유입이 유발되는 것이 특징이라 할 수 있다. 동해에서 대마난류수는 한국 동안 (약 37-38$^{\circ}$N 부근)에서 일본 북부의 Tsugaru, Soya 해협을 연결하는 선 이남에 국한된다고 대체적으로 볼 수 있으나 겨울 철의 북서 계절풍 표면냉각 등에 의해 표층은 물론 심층까지 영향을 받을 가능성이 매 우 크다. 그러나 한반도 주변 해황에 대한 이해는 아직도 크게 부족하여 해결되어야 할 문제점들이 많이 남아 있어서 이를 간략히 열거해 보았으며 이에 대한 몇 가지 사 견도 제시하였다.

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$Si_3N_4$/HfAlO 터널 절연막을 이용한 나노 부유 커패시터의 전기적 특성 연구

  • 이동욱;이효준;김동욱;김은규;유희욱;조원주
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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    • pp.279-279
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    • 2011
  • 나노 입자를 이용한 비휘발성 메모리 소자의 전기적 특성 향상을 위하여 일함수가 Si 보다 큰 금속, 금속산화물, 금속 실리사이드 나노입자를 이용한 다양한 형태의 메모리 구조가 제안되어져 왔다.[1] 특히 이와 같은 나노 부유 게이트 구조에서 터널 절연막의 구조를 소자의 동작 속도를 결정하는데 이는 터널링 되어 주입되는 전자의 확률에 의존하기 때문이다. 양자 우물에 국한된 전하가 누설되지 않으면서 주입되는 전자의 터널링 확률을 증가시키기 위하여, dielectric constant 와 barrier height를 고려한 다양한 구조의 터널 절연막의 형태가 제안 되었다.[2-3] 특히 낮은 전계에서도 높은 터널링 확률은 메모리 소자의 동작 속도를 향상시킬 수 있다. 본 연구에서는 n형 Si 기판위에 Si3N4 및 HfAlO를 각각 1.5 nm 및 3 nm 로 atomic layer deposition 방법으로 증착하였으며 3~5 nm 지름을 가지는 $TiSi_2$$WSi_2$ 나노 입자를 형성한 후 컨트롤 절연막인 $SiO_2$를 ultra-high vacuum sputtering을 사용하여 20 nm 두께로 형성 하였다. 마지막으로 $200{\mu}m$ 지름을 가지는 Al 전극을 200 nm 두께로 형성하여 나노 부유 게이트 커패시터를 제작하였다. 제작된 소자는 Agilent E4980A precision LCR meter 및 HP 4156A precision semiconductor parameter analyzer 를 사용하여 전기용량-전압 및 전류-전압 특성분석을 하여 전하저장 특성 및 제작된 소자의 터널링 특성을 확인 하여 본 연구를 통하여 제작된 나노 부유 게이트 커패시터 구조가 메모리 소자응용이 가능함을 확인하였다.

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