• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.36 no.6
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• pp.365-370
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• 2023

This paper presents a particle-structure collision model for topology optimization, which requires sensitivity analysis. Therefore, a new model that incorporates sensitivity analysis is needed. The proposed particle-structure collision model conducts sensitivity analysis for topology optimization. To evaluate the accuracy of the proposed model, it was applied to a simplified one-dimensional collision problem. Optimization of the final positions of particles using topology optimization through this model confirmed the suitability of the proposed approach. These results demonstrate that it is possible to consider particle-structure collision in topology optimization.

• Proceedings of the Korea Air Pollution Research Association Conference
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• 2000.11a
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• pp.87-90
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• 2000

대기 중에 존재하는 화합물의 반응을 연구하는 것은 대기 오염 화합물의 이동이나 소멸, 환경에의 영향을 파악하기 위하여 긴요하다. 특히 입자상 물질과 기체상 화합물과의 반응을 명확히 이해하는 것은 대기 오염물질의 거동을 파악하는데 매우 중요하다. 입자상 물질을 분석하는 방법 중에 EPMA(Electron Probe X-ray Microanalysis)를 이용한 단일 입자 분석법(Single Particle Analysis)은 개개 입자의 형상과 크기 그리고 화학 조성에 대한 정보를 동시에 제공하기 때문에 개개 입자의 생성, 이동, 반응성, 소멸 그리고 환경에의 영향에 대한 자세한 정보를 얻을 수 있다. (중략)

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.29 no.1
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• pp.77-80
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• 2018

Silver nanoparticles with various sizes were synthesized using ionic liquids. In order to conduct more efficient research, experimental methods and results were analyzed statistically. First, effects of five different parameters including the reaction time, temperature, NaOH concentration, reducing agent and ionic liquid amount on the size of silver particles were investigated. As a result, the effects of time and temperature were negligible. The experimental conditions for the other three factors were then statistically constructed. From XRD analyses, the particles synthesized under all conditions had a pure silver crystal structure. Sizes of the synthesized silver particles were also analyzed by HR-SEM. In the three synthetic conditions, NaOH concentration had the greatest influence on determining the size of silver particles and the reducing agent concentration was relatively minute. Synthesis conditions of silver particles with various sizes were presented by using statistical methods with respect to NaOH and ionic liquids. In addition, the sizes of silver particles according to three experimental conditions were derived by the mixture method.

• Analytical Science and Technology
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• v.23 no.3
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• pp.322-329
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• 2010

Primer gunsot residues (GSR) obtained from K1A and K2 rifles, and K5 pistol were analysed with scanning electron microscopy/energy dispersive X-ray spectrometry (SEM-EDX) as basic data in firearm accidents. Ammunition of 5.56 mm is employed for K1A and K2 rifles and 9.0 mm for a K5 pistol. The analyses of morphology, size, particle number, elemental ratio were performed for primer GSR prepared after shooting 3 times. The detected content was Ba>Pb>Sb in most GSR particles but Sb>Pb>Ba or Pb>Sb>Ba in some particles. In the statistical result of composition ratio of elements, the particles with more Sb than Ba were detected in most primer GSR from a K5 pistol, 3~8 times more than K1A and K2 rifles. This results can be employed to discriminate gun type between rifles and pistols. Furthermore, the size and the number of particles can be applied to access the type of guns.

• Proceedings of the Korea Air Pollution Research Association Conference
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• 1999.10a
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• pp.393-394
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• 1999

최근에 개발된 ultrathin window를 장착한 electron probe X-ray microanalysis(EPMA) 분석법(Ro et. el., 1999; Osan et. al., 1999; Szaloki et. al., 1999)은 종래의 통상적인 EPMA 방법으로는 분석하기 어려웠던 탄소, 질소, 산소 등의 원소를 정량적으로 분석할 수 있는 가능성을 제시하였다. 개개 입자의 형태와 크기 뿐 아니라 화학조성에 대한 정보를 제공하는 EPMA 분석법은 대기 중 개개 입자에 대한 생성, 이동, 반응 및 소멸에 관한 자세한 정보를 제공하기 때문에 지난 20여 년간 이 분석법을 사용하여 많은 연구가 진행되어 왔다.(중략)

• 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.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.438-438
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• 2012

은(Ag) 또는 금(Au) 입자를 촉매로 이용하여 습식식각을 통해 선택적으로 짧은 시간동안 단결정 실리콘 웨이퍼의 표면을 텍스쳐링하여 반사방지막 특성을 효과적으로 얻을 수 있다. 일반적으로 금속입자는 주로 금속 이온이 포함된 용액이나, 전기증착법을 통해서 실리콘 웨이퍼 표면에 형성시켰지만, 금속입자의 크기와 분포를 조절하기 어려웠다. 하지만, 최근 진공장비를 이용하여 열증발증착법(thermal evaporation)과 급속열처리법(rapid thermal annealing)을 통해서 금속입자를 대면적으로 크기와 분포를 균일하게 조절할 수 있다. 이러한 현상은 열적 비젖음(thermal dewetting) 현상에 의해 실리콘 표면위에 증착된 금속 박막으로부터 나노입자로 형성할 수 있다. 본 연구에서는 실리콘 (100)기판위에 다양한 크기의 은 또는 금 나노입자를 형성시켜 식각용액에 짧은 시간동안 담그어 식각하여, 텍스쳐링 효과와 반사방지(antireflection) 특성을 분석하였다. 실험을 위해 각각 은 또는 금 박막을 열증발증착법을 이용하여 ~3-8 nm의 두께로 형성시켰으며, 급속가열장치를 이용하여 $500^{\circ}C$에서 5분 동안 열처리하였다. 그리고 탈이온수(de-ionized water)에 불화수소와 과산화수소가 혼합된 식각용액에 1-5분 동안 습식식각을 하였다. 각각의 텍스쳐링 된 샘플의 식각의 상태와 깊이를 관찰하기 위해 field emission scanning electron microscopy (FE-SEM)을 이용하여 측정하였으며, UV-vis-NIR spectrophotometer를 이용하여 300 nm에서 1,200 nm의 반사특성을 분석하였다. 또한 RCWA (rigorous coupled wave analysis) 시뮬레이션을 이용하여 텍스쳐링 된 기하학적구조에 대하여 반사방지막 특성을 이론적으로 분석하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.08a
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• pp.304-304
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• 2011

열필라멘트 화학 기상 증착 공정(HWCVD, hot wire chemical deposition)은 낮은 기판 온도에서 다결정 실리콘 박막을 빠른 속도로 증착할 수 있는 방법이다. 이는 후처리가 없어도 전기적 특성이 우수한 박막을 저온에서 얻을 수 있기 때문에 녹는점이 낮은 기판에 증착을 할 수 있으며 공정비용 절감 효과가 있다. 이러한 박막 증착 공정 중 기상 핵생성에 의해 나노 입자가 생성되며, 새로운 관점에서는 그 농도와 크기가 박막 성장에 중요한 변수로 작용한다. 따라서 공정조건의 변화에 따라 생성되는 나노 입자의 크기 분포를 실시간으로 분석하여 박막 형성의 최적 조건을 찾는 연구가 필요하다. 하지만 이러한 입자 발생 특성에 관한 연구는 기존에 밝혀진 반응 메커니즘으로 인해 수치해석적 연구는 체계적으로 진행되었으나 실험적 연구의 경우 적합한 측정장비의 부재로 인해 제한이 있었다. 따라서 본 연구에서는 저압에서 실시간으로 나노입자 분포를 측정할 수 있는 PBMS (particle beam mass spectrometer)를 이용하여 열필라멘트 화학 기상 증착 공정 중 발생하는 입자의 존재를 확인하고 특성을 분석하였다. 실리콘 나노 입자의 측정은 PBMS 장비의 전단 부분을 HWCVD 배기 라인에 연결하여 진행하였으며 반응기 내 샘플링 위치, 필라멘트 온도, 챔버 압력, 작동기체의 비율을 변수로 하여 진행하였다. 그 결과 실리콘 나노 입자는 양 또는 음의 극성을 가진 하전된 상태임을 확인 하였고, 측정 조건에 따라 일부 단일 극성으로 존재하였다. 한편, 필라멘트 온도가 증가할수록 하전된 나노입자의 최빈값은 감소하였다. 또한 반응 가스인 SiH4 농도가 증가할수록 최빈값은 농도에 비례하여 증가하였다. 이런 결과는 기존 HWCVD 실험에서 투과 전자 현미경(TEM)을 이용하여 분석한 실리콘 나노 입자의 크기 분포 결과와 경향이 일치함을 확인하였다. 본 연구를 통하여 확인된 하전된 나노 입자의 존재를 실험적으로 확인하였으며 추후 지속적 연구에 의해 이러한 하전된 나노 입자가 박막 형성에 기여 하는 것을 규명하고 박막 형성 조건을 최적화하는데 중요한 역할을 할 것을 기대할 수 있다.

• Particle and aerosol research
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• v.16 no.3
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• pp.65-72
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• 2020

In this study, the indoor fine dust concentration in an office of the Korea Knowledge Industry Center was measured for about 80 hours when the concentration of atmospheric PM_2.5 was very high. The effect of the operation of the air cleaner and the forced ventilation system on the indoor PM_2.5 was investigated, and the particle size distribution of the indoor and outdoor particles was analyzed. When forced ventilator and air purifiers were partially used, the indoor PM_2.5 concentrations were maintained between 27.7 ㎍/㎥ and 32.9 ㎍/㎥ when the atmospheric PM_2.5 was 127.7 ㎍/㎥ to 141.6 ㎍/㎥ during working hours. It is more effective to operate the air purifier without operating the forced ventilation system when the concentration of the PM_2.5 is high since the PM_2.5 penetrating the installed filter is continuously introduced indoor from the outside.

• Analytical Science and Technology
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• v.28 no.1
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• pp.33-39
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• 2015

CdS-QD particles are a nano-sized semiconducting crystal that emits light. Their optical properties show great potential in many areas of applications such as disease-diagnostic reagents, optical technologies, media industries and solar cells. The wavelength of emitting light depends on the particle size and thus the quality control of CdS-QD particle requires accurate determination of the size distribution. In this study, CdS-QD particles were synthesized by a simple ${\gamma}$-ray irradiation method. As a particle stabilizer polyvinyl pyrrolidone (PVP) were added. In order to determine the size and size distribution of the CdS-QD particles, sedimentation field-flow fractionation (SdFFF) was employed. Effects of carious parameters including the the flow rate, external field strength, and field programming conditions were investigated to optimize SdFFF for analysis of CdS-QD particles. The Transmission electron microscopy (TEM) analysis show the primary single particle size was ~4 nm, TEM images indicate that the primarty particles were aggregated to form secondary particles having the mean size of about 159 nm. As the concentration of the stabilizer increases, the particle size tends to decrease. Mean size determined by SdFFF, TEM, and dynamic light scattering (DLS) were 126, 159, and 152 nm, respectively. Results showed SdFFF may become a useful tool for determination of the size and its distribution of various types of inorganic particles.