• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.417.1-417.1
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• 2014

본 연구에서는 갭 사이즈가 조절된 나노갭 소자[1]에 유기영동법을 이용하여 수용액 환경 내에 있는 금속 나노입자(금 나노입자)를 검출하였다. 수백 나노미터 사이즈로 제작된 나노갭 전극에 도금법으로 금을 성장시켜 갭 사이즈를 조절하고, 이로부터 전기장의 기울기를 극대화 할 수 있는 나노갭 소자를 제작함으로써 저농도 금 나노입자 검출의 효율성을 높였다. 제작된 나노갭 소자에 교류 신호를 이용한 유기영동법을 도입하여 수용액 환경 내 입자의 움직임을 제어하였다. 본 연구의 목표인 저농도 금 나노입자의 검출을 위해서는 100 kHz의 주파수를 이용하는 것이 가장 적절함을 실험을 통해 확인하였으며, 갭 사이즈가 조절된 나노갭 소자를 이용하여 전기장의 기울기를 극대화하고 입자의 움직임을 제어함으로써 50 aM의 저농도 금 나노입자를 검출할 수 있었다. 나노갭 소자를 이용한 금속 나노입자 검출에 관연 연구는 환경오염물질 검지용 입자센서 및 바이오센서 분야에 응용이 가능할 것으로 예상된다.

• The Bulletin of The Korean Astronomical Society
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• v.37 no.2
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• pp.212.2-212.2
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• 2012

지구 자기권에 존재하는 플라즈마 입자의 다중관측을 목적으로 개발된 초소형 탑재체 STEIN (SupraThermal Electron, Ion, Neutral) 은 경희대학교와 UC Berkeley가 공동으로 개발 중인 3대의 초소형 과학위성 TRIO-CINEMA (TRiplet Ionosphere Observatory - Cubesat for Ion, Neutral, Electron and MAgnetic fields) 에 탑재될 입자 검출기이다. 32개의 픽셀로 이루어진 STEIN 검출기는 2~300 keV의 전자, 4~300 keV의 이온과 중성입자(Energetic Neutral Atom: ENA) 를 분리 계측할 목적으로 설계되었으며, 하전입자가 정전장 편향기를 통과하여 서로 다른 검출기 픽셀에 도달함으로써 전자와 이온, 중성입자를 분리하여 계측할 수 있도록 하였다. 한편, STEIN 구조물에서 발생한 2차 입자의 검출을 방지하기 위해 정전 편향기 사이에 차단날(blade)을 설계하였다. 본 연구에서는 STEIN 모의실험 예비 결과로써 전기장에 크기 및 차단날에 의한 하전입자의 궤적과 이에 따른 분리 계측 성능을 알아보고자 Geant4 (GEometry ANd Tracking)를 사용하여 검출기 픽셀에 입사하는 전자의 초기 위치를 분석하였다. 전자의 입사 위치는 검출기로부터 5 cm 전방에서 6 mm * 20 mm 범위 내에서 무작위로 생성하여 검출기의 방향으로 수직 입사하였다. 분석 결과 전자들은 전기장의 방향에 따라 편향되는 결과를 보였으며, 저에너지 전자는 강한 전기장의 영향으로 차단날에 의해 차폐되어 검출되지 않았다. 따라서 전기장의 크기와 차단날에 따른 입자 분리 검출이 가능함을 본 모의실험을 통해 확인하였으며, STEIN 운용 시 입자 분리 검출 및 결과 분석 기반으로 본 연구 결과를 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

• The Bulletin of The Korean Astronomical Society
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• v.37 no.2
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• pp.230.2-230.2
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• 2012

경희대학교에서 제작중인 초소형 위성 TRIO-CINEMA (TRiplet Ionosphere Observatory-Cubesat for Ion, Neutral, Electron and MAgnetic fields)에 탑재될 입자검출기 STEIN (SupraThermal Electron, Ion, Neutral)은 정전 편향기를 이용하여 4~300keV의 대전입자 혹은 중성입자들을 분리하여 검출하도록 이루어져있다. CINEMA 운용 궤도에서는 STEIN 정전 편향기를 통하지 않고 검출기 내부로 들어오는 입자들로부터 생기는 배경계수가 포함되어 검출될 것으로 예상되므로 STEIN 검출기의 결과값의 신뢰성을 높이기 위해 배경계수값을 예측할 필요성이 있다. 본 연구에서는 SPENVIS (The Space Environment Information System)를 통해 CINEMA 운용 궤도에 존재하는 입자들의 유량을 계산하였고 GEANT4 (GEometry ANd Tracking)를 통해 CINEMA 운용 궤도상의 STEIN의 외부 환경을 모사하여 배경계수값을 예측하였다. 향후 STEIN의 측정값에 배경계수값을 차감한다면 측정값의 신뢰성이 높아질 것으로 기대된다.

• Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers
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• v.51 no.1
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• pp.219-224
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• 2014

In this paper, we study the scattering characteristics of particle using Mie scattering based on various variables such as particle size and refraction of particle, wavelength of laser and angle of receiver to get diffuse light. And we consist a optical system for particle detection, then analyzed the characteristics of the optical system. And based on these characteristics, we develop a particle detection chamber for particle counter and shows experiment result.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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• pp.231.2-231.2
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• 2015

본 연구에서는 나노갭 소자에 미세유체 수직 이중층을 도입하여 상층에 존재하는 금나노입자를 검출하였다. 형성된 수직 이중 층의 상층에는 검출물질을 주입하였고 하층에는 검출물질과 소자 표면의 전극을 분리 시킬 수 있는 용액을 주입하였다. 수직 이중층의 형성은 크로노암페로메트리(Chronoamperometry)을 이용하여 상층에 흘려준 electrochemical indicator 인 ferricyanide 용액의 전기화학 신호가 발생되지 않음을 통해서 확인하였다. 연속적인 수직 이중 층의 흐름에서 유전영동법을 이용하여 상층에 존재하는 금나노입자들을 나노갭전극으로 유도포획 하였고 이때 실시간으로 변하는 전류 값으로부터 금나노입자의 검출여부를 판단하였다.

• Bulletin of the Korean Space Science Society
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• 2010.04a
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• pp.37.5-38
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• 2010

경희대학교 우주탐사학과에서는 우주공간 탐사를 위해 Trio(TRiplet Ionospheric Observatory)-CINEMA(Cubesat for Ions, Neutrals, Electrons and MAgnetic fields)로 명명된 초소형 위성을 개발하고 있다. 과학임무는 지구 저궤도에서 고에너지 입자를 관측하는 것이며, 이를 위해 고에너지 (2~300keV) 입자 검출기와 자기장 측정기가 탑재된다. 저에너지 입자 검출기 시스템인 STEIN(SupraThermal Electrons, Ions, Neutrals)은 $1\times4$ Array의 개선된 실리콘 검출기와 이온, 전자, 중성입자를 분리할 수 있는 정전장 편향기, 그리고 신호를 처리하는 전자회로로 구성되어있다. 설계된 전자회로는 매우 작은 검출기 기판, 아날로그 기판과 디지털 기판으로 이루어져 있고, 475mW 이하의 저 전력으로 동작한다. 또한 2~100keV의 에너지를 1keV이하의 해상도로 30,000event/sec/pixel 까지 관측 할 수 있도록 회로를 설계하였다. 센서로 들어온 입자로 인해 발생한 펄스의 신호는 4개의 아날로그 회로가 담당하게 되는데, Folded cascode amplifier를 배치하여 증폭률을 높인 Charge sensitive amplifier를 통해 신호를 증폭하고, $2{\mu}s$ unipolar gaussian shaping amplifier를 통해 읽기 쉽게 처리된 신호를 상한파고선별기와 하한파고 선별기를 통해 유효 값 여부를 판단하고, 피크 검출기를 통해 피크의 타이밍을 측정한 뒤 신호를 아날로그-디지털 변환 회로를 통하여 8bit의 값으로 나타내어, 입자들의 Spectrum을 측정하게 된다. 크기와 소비전력이 적음에도 검출성능이 우수하기 때문에 이 시스템은 향후 우주탐사 시스템에 있어 매우 중요한 역할을 수행 할 것으로 생각한다.

• Progress in Medical Physics
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• v.1 no.1
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• pp.97-107
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• 1990

A method of detecting charged particles in an allyl diglycol carbonate material (PN-3) which is available, amorphous, optically clear and thermoset plastic in which nuclear particle tracks could be revealed by etching in hot NaOH solutions, has been investigated. It has been applied to the study of alpha particle tracks over an energy range of 3.17～5.49 MeV which has been obtained after having passed through several sheets of polycarbonate. The dose equivalent rate of the alpha source was calculated and the spark chamber was used in order to measure the range of alpha particles after having passed through different number of absorbers. The etching characteristics and the detection response of PN-3 have been studied as a funcion of lengths of etched tracks against the parameters of energies and of the track etching rate(V$_{T}$). The investigation of the etching process for alpha particles in the PN-3 provided the most interesting results.s.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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• 1996.05d
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• pp.75-81
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• 1996

최근 포괄적 핵확산금지조약(CTBT)의 협정은 핵활동 감시의 목적으로 핵실험으로 인하여 발생되는 지진, 대기 방사성 핵종, 수중음향 그리고 초저음파 등을 종합운영하는 감시 시스템의 구축에 초점을 두고 있다. 1995년에 개최된 제네바군축회담/핵실험금지 특별위원회(CD/NTB/WP.224)에서 방사능 감시 전문가들은 대기중의 방사성 핵종의 검출, 핵실험 여부의 식별 그리고 핵실험 장소의 위치를 확인하기 위하여 국제 방사핵종 측정시스템(IRMS)을 설치할 것에 동의하였으며, 방사성 핵종의 검출은 핵실험 감시에 필수적인 수단으로 결정하였다. 본 연구에서는 대기중의 입자 방사능을 검출 시스템을 대기중의 공기를 흡입하기 위한 High Volume Air Sampler(HVAS)와 대기중의 방사능을 채집한 Filter Paper을 압축하는 Filter Paper 압축기 그리고 HpGe 검출시스템의 3 부분으로 구성하였다. HVAS와 Filter Paper 압축기는 본 연구의 수행을 위하여 자체 설계·제작하였으면, HpGe 검출시스템은 ORTEC사의 모델 CFG-PH-2를 사용하였다. HVAS에 의하여 Filter Paper애 채집된 시료를 측정하여 Raw Data를 분석하였다. 추후 본 시스템은 CTBT 원거리 대기 입자방사능 감시시스템의 네트워크에 연결하여 핵실험 감시를 위한 역할을 궁극적으로 검토중에 있다.

• Journal of Nuclear Fuel Cycle and Waste Technology(JNFCWT)
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• v.9 no.1
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• pp.41-48
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• 2011

A mobile laser-induced breakdown detection (LIBD) system was developed for the field measurement of the size and concentration of aquatic colloidal nanoparticles sampled from Korea Atomic Energy Research Institute Underground Research Tunnel (KURT). The established LIBD apparatus is based on the optical detection of a laser-induced plasma by means of a two-dimensional optical imaging method for determining the size of nanoparticle. Calibration curve for determining the size of nanoparticle was obtained from the polystyrene reference particles of a well-defined size. The first direct application was made at KURT for investigating the particle sizes in groundwater. By comparing the size of particles in groundwater with the sizes of reference particles, the mean particle size of approximately $108{\pm}26$ nm with the concentration lower than 50 ppb was determined.

• The Journal of the Institute of Internet, Broadcasting and Communication
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• v.12 no.4
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• pp.1-6
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• 2012

We suggested a microwave sensor structure and fabricated experimentally to detect particular particles in the air which are difficult to detect using conventional UWB sensors because their reaction frequencies to electromagnetic waves are too high. In the experiment to detect water particles in the air with up-conversion frequency of 10GHz, we verified detect signal amplitude variation of 75% depending on presence or absence of water particles. The suggested structure can be useful to detect particular materials at the high frequencies more than a few 10th GHz, because the same method can be applied to detect other materials.