• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.12 no.4
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• pp.228-234
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• 2003

The velocity of gadolinium(Gd) atomic vapor vaporized by an electron beam was measured by a microbalance. The velocity of about 900 ㎧ was obtained at an evaporation surface temperature of 2400-2500 K. The measured value was approximately 100 ㎧ faster than the maximum velocity of an ideal monatomic gas in an adiabatic expansion. This phenomenon can be explained that the internal energy of Gd atoms populated in higher excited levels at the high temperature should be convened to kinetic energy during adiabatic expansion. The calculated velocity agrees with the measured one when 100 excited energy levels are included in an enthalpy term for the velocity calculation. The characteristics of vapor flow as a function of heated surface temperature are also reported.

• Journal of the Korean Chemical Society
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• v.56 no.4
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• pp.518-529
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• 2012

The purpose of this study is to analyze the cognitive demands level of the description about 'element', 'periodic table', and 'atom' on the 'science 2' textbooks by the 2007 revised curriculum. The three types of CAT (Curriculum Analysis Taxonomy) have been used to analyze the cognitive demands level of those contents on the 6 kinds of 'science 2' textbooks. The cognitive demands level about 'elements' on many textbooks is a late concrete operational stage, because the descriptions of 'element' are pure substances or no more split into anything simpler substances. That cognitive demands level about one textbook is a early formal operational stage, because the descriptions 'element' are a substance of one kind of atom. The cognitive demands level of 'periodic table' on many textbooks is a late concrete operational stage, because the descriptions about 'periodic table' are the hierarchical classification for the categorizing reality. And the cognitive demands level of 'periodic table' is a early formal operational stage, because the descriptions about 'periodic table' are a collection of 'families' or two-way gradation of elements. That cognitive demands level about one textbook is a late formal operational stage, because the descriptions of 'periodic table' are a complex classificatory structure linking atomic structure. The cognitive demands level about 'atom' is a early formal operational stage because of the descriptions as "atoms have structure, some atoms are the same, or others are different".

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1999.07a
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• pp.187-187
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• 1999

fcc(110) 표면이나 bcc(110) 표면과 같이 2-fold 대칭성을 갖는 표면 위에 초미세 박막을 성장시킬 경우 토대표면의 두 방향에 대한 비 대칭성으로 흡착물이 비대칭적인 cluster 형태로 성장되는 것이 보고되고 있다. 최근 STM에 의한 Ps(110) 표면 위에나 Si(100) 또는 W(110) 표면 위에 성장 실험은 흡착물이 길게 늘어선 한 줄 형태의 성장 또는 가로 세로가 비대칭적인 cluster 형태로 성장되는 것을 보고하고 있고, 이러한 특정 형태의 성장의 원인으로 흡착 원자의 방향에 따른 분산 속도의 비대칭성, 인접 원자와의 비대칭적인 상호작용, 또는 cluster 경계 방향의 분산 속도 등을 들고 있다. 그러나 아직 대부분의 물질계에 비해 흡착원자의 분산속도 또는 분산 장벽에 대해서는 잘 알려져 있지 않다. 원하는 원자 단위 구조물 제작을 위해서는 흡착물의 분산속도에 대한 이해가 필수적이며, 본 연구는 KMC 시뮬레이션과 실험 결과를 비교하는 방법을 통하여 위치와 조건에 따른 각각의 분산 속도를 구하고자 하는 시도이다. 특히 비대칭적 토대 위에서의 나타나는 다양한 형태의 미시적 성장구조에 관심을 가지며, 연구 방법으로는 KMC 시뮬레이션을 이용한다. 미시적 성장 양식은 분산 장벽 형태에 의해 크게 결정된다. 분산장벽 중에서 성장에 비교적 큰 영향을 미치는 것으로는 테라스 위의 원자가 이동할 때의 분산장벽인 Ed, 계단 끝에 부착된 원자가 분리될 때의 장벽인 Ep, 그리고 위 테라스에서 계단 아래로 떨어져 내려갈 때 만나는 Schwoebel 장벽들이 있다. 먼저 대칭적인 fcc(100) 표면 위에서의 성장 구조를 정리해보면 분산 장벽에 따라 다양한 미시적 성장형태를 볼 수 있었다. 다층 성장의 경우도 그 양식은 sub-ML 성장과 동일한 형태를 가지므로 sub-ML 성장구조로 전체 성장 양식을 예견할 수 있다. 일반적인 경향은 Ep가 커질수록 fractal 성장형태가 되며, Ed가 적을수록 cluster 밀도가 작아지나, 같은 Ed+Ep에 대해서는 동일한 크기의 팔 넓이(수평 수직 방향 cluster 두께)를 가진다. 따라서 실험으로부터 얻은 cluster의 팔 넓이로부터 Ed+Ep 값을 결정할 수 있고, cluster 밀도와 fractal 차원으로부터 각각 Ed와 Ep값을 분리하여 얻을 수 있다. 또한 다층 성장에 대한 거칠기(roughness) 값으로부터 Es값도 구할 수 있다. 양방향 대칭성을 갖지 않은 fcc(110) 표면과 같은 경우, 형태는 다양하지만 동일한 방법으로 추정이 가능하다. (110) 표면의 경우 nearest neighbor 원자가 한 축으로 형성되고 따라서 이 축과 이것과 수직인 축에 대한 상호작용이나 분산 장벽 모두가 비대칭적이다. 따라서 분산 장벽도 x-축, y-축 방향에 따라 분리하여 Edx, E요, Epx, Epy 등과 같이 방향에 따라 다르게 고려해야 한다. 이러한 비대칭적인 분산 장벽을 고려하여 KMC 시뮬레이션을 수행하면 수평축과 수직축의 분산 장벽의 비에 따라 cluster의 두께비가 달라지는 성장을 볼 수 있었고, 한 축 방향으로의 팔 넓이는 fcc(100) 표면의 경우 동일한 Ed+Ep값에 대응하는 팔 넓이와 거의 동일한 결과가 나타나는 것을 볼 수 있다. 따라서 이러한 비대칭적인 모양을 가지는 성장의 경우도 cluster 밀도, cluster 모양, cluster의 양 축 방향 길이 비, 양 축 방향의 평균 팔 넓이로부터 각 축 방향의 분산 장벽을 얻어낼 수 있을 것으로 보인다.

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.1 no.2
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• pp.9-14
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• 1991

In order to investigate electronic and magnetic properties of $Fe_{16}N_{2}$ ferromagnet, we have performed electronic structure calculations employing the self-consistent local density functional LMTO(linearized muffin tin orbital) band method. We have obtained the ground state parameters, such as band structures, density of states, Stoner parameters, and magnetic moments. Based on these results, we have investigated microscopically the magnetic structure and the enhancement of Fe magnetic moments in this compound. Magnetic moments of 3 types of Fe(Fe I, Fe II and Fe III) in $Fe_{16}N_{2}$ are 2.13, 2.50, and $2.85\;{\mu}_{B}$, respectively. Large enhancement of Fe magnetic moment is observed in Fe II and Fe III, which are located rather far from N. This implies that local environment is very important in determining the Fe magnetic moments in this compound. Our value of average magnetic moment per Fe atom. $2.50\;{\mu}_{B}$, is a bit smaller than the reported estimate, $-3.0\;{\mu}_{B}$, from the experiment.

• Journal of the Korean Chemical Society
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• v.51 no.5
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• pp.423-432
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• 2007

In this study we investigated the types of inscriptions representing the concept of atom and molecule in the 9th grade science textbooks developed under the 7th National Curriculum, and analyzed the processes of interpreting those inscriptions on the view of semiotics. The concept of atom and molecule was represented in various ways such as circular diagram, matters of everyday life, ball-and-stick, and STM graphic, etc. We identified two kinds of inscriptions on the basis of the possibilities of handling models: the inscriptions that represent concept of atom and molecule by image; the inscriptions that represent concept of atom and molecule by using specific matters. We analyzed the processes of interpreting inscriptions systematically with a semiotic model that includes ‘structuring processes' and ‘translating processes'. The interpretation of inscriptions representing concept of atom and molecule was a complex process requiring many steps of interpreting works. Educational implications of these findings are discussed.

• Composites Research
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• v.17 no.6
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• pp.44-51
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• 2004

To determine the effect of numbers of nitrogen atom bonded at ethyl group included in main chain of linear amine curing agents of epoxy-cure systems on the thermal and mechanical properties, standard epoxy resin DGEBF was cured with DETA, TETA and TEPA in a stoichiometrically equivalent ratio. From this work, the effect of curing agents of the DGEBF/amine systems oil the thermal and mechanical properties was significantly influenced by numbers of nitrogen atom of curing agents. The results showed that heat of reaction increased, and maximum exothermic temperature decreased with the decrease of numbers of nitrogen atom. In case of cured systems, density and maximum conversion(%) had no relation to numbers of nitrogen atom, but flexural modulus and tensile modulus increased with the decrease of numbers of nitrogen atom in main chain. Thermal stability, shrinkage(%), Tg, tensile and flexural strength showed irregular tendency having nothing to do with numbers of nitrogem atom at a sight. This findings imply that the differences in the maximum conversion(%) about the chain length of curing agents affect the thermal and mechanical properties.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1999.07a
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• pp.189-189
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• 1999

초미세 전자 소자에 대한 개발에 대한 요구는 최근 들어 원자 단위의 구조물 제작에 대한 연구로까지 나아 가게 하고 있다. 좋은 물리적 성장을 가지는 양자도선(quantum wire), quantum dot와 같은 nano 단위 구조물 제작에 대한 요구는 그 가능성의 하나로 , 기울어진 vicinal) 표면위에서의 박막 성장에 대한 연구로 이어지고 있다. 기울어진 표면은 한 원자층으로 된 많은 계단들을 가지고 있는 표면이고, 이러한 계단들의 존재는 박막 성장 시 흡착 원자가 계단 끝에 부착될 확률을 증가 시켜, stepflow 성장과 같은 준 층별 성장을 만들 가능성을 높여주며, sub-ML증착에 대해서 원자가 계단면을 따라 길게 늘어선 양자도선과 같은 성장이 가능한 표면이라는 점에서 관심을 갖게 한다. 그러나 최근의 연구들에 의하면 기울어진 표면 위에서의 성장도 Schwoebel 장벽과 같은 분산 장벽의 존재로 계단과 수직인 축 방향으로 거친 모양의 island가 형성되는 Bails-Zangwill 불안정성이 나타나는 것으로 보고되고 있고, 이것은 준 층별 성장이나 양자 도선과 같은 성장을 방해하는 것으로 알려져 있다. 이러한 불안정성을 해결할 가능성으로 최근 들어 한 계단의 높이가 큰 step bunching 이 생겨난 표면위에서의 성장이 제기 되고 있으나, 아직 확인되지 않았다. 본 연구는 이러한 기울어진 표면 위에서 박막을 성장 할 때 층흐름(step flow) 성장이 가능한 역학적 동역학적 조건을 구하고자 하며, 방법으로는 KMC 시뮬레이션을 이용한다. 단원자로 구성된 계단이 있는 기울어진 표면 위에서의 homoepitaxy의 경우, 성장 양식은 계단과 계단 사이의 테라스 간격에 크게 의존한다. 테라스 간격이 좁을수록 성장은 보다 층흐름 성장에 근접한다. 그러나 다층으로 성장시킨 시뮬레이션의 결과는 일반적인 장벽 조건 아래에서는 계단의 방향과 수직인 방향으로 평평한 면에서와 동일한 크기를 가지는 island가 성장하는 것을 볼 수 있고, 이 것은 Bails-Zangwill 불안정성이다. 그러나 계단 사이의 테라스 간격이 매우 좁은 경우 5-6ML 성장 이하에서는 층흐름 성장과 동일한 성장이 이루어지나 계단을 따라서 미소한 크기의 거칠기가 나타난다. 동일한 기울어진 경사면에 대해서는 분산속도가 좋을수록 보다 계단 면을 따라 보다 큰 크기의 island가 나타난다. 분산 장벽과 같이 동역학적인 요소만으로는 완벽한 층흐름 성장은 높은 온도, 극히 낮은 분산 장벽이라는 조건 이외에는 얻기 어렵다. 그리고 층흐름 성장의 가능성으로 제시된 step bunching 일 일어난 다층 높이의 계단을 가진 면도 다층의 수만큼 계단수를 늘려주는 것과 동일한 결과가 나타나며, 이 경우도 층흐름 성장에는 근접하지만 완전한 형태의 성장은 얻기는 역시 어렵다. 따라서 원자단위의 도선이나 층흐름 성장은 계단과 계단 사이의 인력 또는 척력과 같은 역학적인 요소를 고려할 때 만이 가능할 것으로 보인다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.37 no.9
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• pp.855-862
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• 2013

A series of 1/5 scale-down reactor flow distribution tests had been conducted to determine the hydraulic characteristics of an APR+ (Advanced Power Reactor Plus), which were used as the input data for an open core thermal margin analysis code. In this study, to examine the applicability of computational fluid dynamics with the porous model to the analysis of APR+ internal flow, simulations were conducted using the commercial multi-purpose computational fluid dynamics software ANSYS CFX V.14. It was concluded that the porous domain approach for some reactor internal structures could adequately predict the flow characteristics inside a reactor in a qualitative manner. If sufficient computational resources are available, the predicted core inlet flow distribution is expected to be more accurate by considering the real geometry of the internal structures, especially upstream of the core inlet.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.17 no.3
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• pp.183-188
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• 2008

We have studied the chemisorption of oxygen at room temperature on Fe layers deposited on Pt(111) substrates by using core-level X-ray photoelectron spectroscopy. It was found that the oxygen atoms are chemisorbed when the thickness of the Fe layers is not larger than 6 monolayers. Upon post-annealing, it was found that part of the chemisorbed atoms are desorbed at a temperature range 600 - 700 K, after which the intermixing between Fe and Pt atoms occurs. The overall trend of this intermixing was very similar to the Fe/Pt(111) surface without oxygen exposure. The remaining oxygen adatoms, the amount of which is about a half of the total, were found to be eventually desorbed from the surface upon post-annealing at 1000 K. The binding energy of this phase was higher than that of the oxygen atoms desorbed at lower temperatures by 1.3 eV.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2000.02a
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• pp.168-168
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• 2000

Yamada 등의 덩어리 증착에 관한 연구 이후 낮은 기판 온도에서 결정성이 뛰어난 금속박막성장(thin film growth)을 얻을 수 있는 방법으로 최근 덩어리 증착(cluster depositon) 방법에 관하여 많은 연구들이 진행되어 덩어리 충돌이 원자 충돌인 경우와 큰 차이를 보이는 결과를 얻었으며, 덩어리 증착시 기판 내부에 점결함(point defect)이 발생되지 않는다는 중요한 결과를 얻었다. 금속 덩어리를 사용한 금속박막성장은 높은 박막성장속도와 뛰어난 구조 재배열 효과를 얻을 수 있으며 기판의 격자 손상을 감소시키기 때문에 향후 나노미터 소자 개발에 응용성이 클 것으로 예상된다. 그러나 금속 덩어리와 금속 표면사이의 상호작용에서 발생되는 기본적인 역학(mechanism)은 분명하게 알려져 있지 않다. 지금까지 알루미늄 덩어리의 원자구조와 특성에 관한 연구는 수행되어졌지만 (4,5), 알루미늄 덩어리 증착에 관한 연구는 수행되지 않았다. 본 연구에서는 13~177개로 이루어진 큰 알루미늄 덩어리들의 증착에 관하여 Md(molecular dynamics) 방법을 사용하여 연구하였다. MD 시뮬레이션을 사용하여 덩어리 증착시 기판 표면과의 충돌 초기에 나타나는 덩어리 내부 원자들의 상관충돌효과(correlated collisions effect)에 의하여 덩어리 크기에 따른 증착현상과 여러 물리적 현상들을 관찰하였다. 덩어리 총 에너지가 증가할수록 기판의 최고 온도는 증가하며, 덩어리 크기가 클수록 상관충돌효과가 커지기 때문에 덩어리의 총 에너지에 다른 최고 증가 비율은 적어졌다. 시간에 따른 비정렬 원자수(disordered atom number) 비교를 통하여 덩어리가 클수록 구조 재배열이 더 잘 이루어진다는 것을 알 수 있었고, 원자당 에너지가 클수록 덩어리 원자들이 기판 내부로 더 깊이 들어갔고, 덩어리 크기가 클수록 상관충돌효과로 인하여 덩어리 원자들이 기판 내부로 더 깊이 들어가는 것을 알 수 있었고, 덩어리 크기가 클수록 상관충돌효과는 커지고 더욱 부드러운 증착이 이루어졌으며, 무엇보다도 덩어리 증착시 표면에서 구조 재배열이 잘 이루어지는 특징을 살펴볼 수 있었다. 이러한 알루미늄 덩어리를 생성하여 증착할 수 있을 경우, 뛰어난 재배열 효과를 이용하여 품질이 향상된 반도체 소자를 제조할 수 있을 것으로 사료된다.