막전압 고정 기법은 세포막 이온통로의 활성화 게이트, 비활성화 게이트의 물리적 성질 등을 밝힐 수 있다. 즉, 여러 다양한 펄스 프로토콜을 이용하여 활성화 게이트와 비활성화 게이트의 막전압 의존성을 구할 수 있다. 본 연구는 L-type $Ca^{2+}$ 통로의 모델을 막전압 고정 기법 시뮬레이션에 적용하여 최적의 펄스 프로토콜을 얻기 위한 방법을 제시하고자 하였다. 비활성화 게이트의 막전압 의존성을 구하는 경우, 테스트 전압에서 +10 mV의 전압으로 가기 전에 0 ms, 5 ms, 20 ms의 gap을 주었는데 이 중 5 ms의 gap을 주었을 때 모델과 가장 가까운 관계를 얻을 수 있었다. 다음으로 활성화 게이트의 막전압 의존성을 구하는 경우, 일반적인 방법으로는 실제 관계와 크게 다른 결과를 얻었으나, 0 mV 이하의 막전압에 대해서만 막전압 의존성을 구하는 방법을 사용하여 실제 관계와 근접한 결과를 얻을 수 있었다. 따라서, 본 시뮬레이션 프로그램을 적절히 이용한다면 실제 세포실험에서 정확한 수치를 얻기 위한 펄스 프로토콜을 얻는데 활용할 수 있을 것으로 본다.
유기발광소자의 발광층의 전압에 따른 임피던스의 변화를 살펴보았다. 임피던스는 전압의 변화에 따른 의존성을 보이며, 그에 따른 임피던스와 Cole-Cole 반원의 변화를 전기전도기구와 비교하여 살펴보았다. 소자의 구조는 ITO/$Alq_3$/Al의 구조로 발광층의 두께는 60 nm로 열증착하여 실험하였다. 실험에서 전기전도기구의 Ohmic 영역, SCLC 영역, 부성저항영역, TCLC 영역에서 각각 임피던스를 측정하였고, 전압의 증가에 따라 임피던스의 크기가 감소하고, 위상각은 0V에서 용량성을 보이다가 발광영역에서 저항성을 나타내는 것을 알 수 있었다. 또한 전압에 따른 Cole-Cole 반원을 살며보면 전압이 증가할수록 반원의 크기가 감소하는 것을 알 수 있으며, 이를 통해 간단한 등가회로를 예측할 수 있었다.
본 연구자를 위시한 많은 연구자에 의해 칼슘이 N형 칼슘통로의 비활성화를 촉진시킨다는 것이 보고되었다. 그러나 칼슘에 의한 비활성화 촉진 효과가 고전적인 칼슘의존성 기전에 의해 기인하는지는 아직 확실하지 않다. L형 칼슘통로의 칼슘의존성 비활성화기전을 밝히기 위하여 지금까지 사용해온 방법의 하나는 세포내, 외의 칼슘농도를 변화시켜보는 것이다. 그러므로 본 연구에서는 칼슘의존성 비활성화기전의 존재 여부를 알아보기 위하여 2가 양이온을 1가 양이온인 메틸아민($MA^+$)으로 치환하였다. 선행 연구를 통해 우리는 5초 동안의 긴 저분극 자극 시 바륨과 칼슘을 사용하여 얻은 전류에서 모두 빠른 성분(${\tau}{\sim}150ms$)과 느린 성분(${\tau}{\sim}2,500ms$)의 비활성화가 있음을 알 수 있었다. 본 연구에서 세포외 2가 양이온의 농도가 0이 되도록 하였을 때 빠른 비활성화가 소실된 반면 느린 비활성화에는 영향이 거의 없었다. 또한 바륨를 사용하였을 때보다 10 mV씩 과분극시킨 전압에서의 메틸암모늄 전류 데이터를 비교하여 보았을 때 느린 비활성화의 시정수가 서로 잘 일치하였으며 이 시정수는 막전압이 저분극될수록 감소하는 막전압의존성 비활성화의 특성을 보였다. 본 연구결과와 선행연구의 결과를 종합하여 볼 때 세포외 2가 양이온의 존재는 N형 칼슘통로의 빠른 비활성화가 일어나기 위하여 필수적인 조건이며 이러한 2가 양이온의존성 비활성화기전은 기존의 칼슘의존성 또는 막전압의존성 기전과 다르다는 가설을 제안한다.
ANSI N13.32는 손목팬텀과 손가락팬텀에서 말단선량계의 특성조사를 위하여 방향의존성인자를 선량계의 성능평가에 적용하도록 권고하고 있다. 본 연구에서는 말단선량의 정확한 선량평가를 위하여 ANSI N13.32에 제안된 팬텀과 동일하게 모사하고 그 팬텀내의 7mg/$\textrm{cm}^2$ 깊이에서 단일에너지를 가진 광자의 선량당량환산인자 및 방향의존성인자를 MCNP 전산코드를 사용함으로써 계산하였다. 또한 본 연구의 최종목적인 ISO Narrow X-선 빔에 의해 조사된 손가락팬텀에서 선량당량환산인자 및 방향의존성인자를 도출하였다. 전산 수행한 결과 낮은 전압에서 발생된 X-선 빔인 경우, 팬텀의 주축을 따라 수평회전각이 증가할수록 방향의존성인자가 크게 감소하며, 한편 높은 전압에서 생성된 X-선 빔인 경우, 수평회전각이 증가할수록 방향의존성인자간 처음에는 근소하게 감소하지만 90。까지는 증가하고 있음을 알 수 있었다.
스핀전달토크는 나노구조에서 자성상태를 제어하는데 유용한 수단이다. 자기터널접합에서 스핀전달토크는 자성물질층의 자화가 이루는 평면에 평행한 성분과 수직인 성분으로 나눌 수 있다. 이중 평행한 성분의 스핀전달토크의 성질은 상당히 잘 알려져 있으나, 수직인 성분의 스핀전달토크의 성질에 대해서는 여전히 이견이 많다. 비대칭 자기터널접합에서의 최근 실험에서, 수직전달토크의 전압 의존성이 전압의 이차항 성분뿐만 아니라 일차항 성분도 가짐을 보고하였다. 하지만 물질 변수에 대한 의존성은 여전히 잘 알려지지 않았다. 이 논문에서는 비대칭 자기터널접합에서의 스핀전달토크의 전압의존성을, 강자성층의 스핀 갈라짐 에너지와 일함수의 차이, 그리고 페르미 에너지를 변화시켜 가면서 체계적인 조사를 하였다.
Back gate가 있는 $SiO_2$ 기판에 SWCNT(Single Walled Carbon Nanotube) 분산액을 도포하여 SWCNT 네트워크를 형성하였다. 금선을 shadow mask로 사용하여 $10{\mu}m$ 간격의 2단자 금 전극을 열 증착을 통해 형성하였다. 현미경 포토리소그래피를 통하여 시료의 가장자리를 Photoresist로 남겨두어 시료 가장자리의 나노튜브를 통한 단락을 방지하였다. 전류-전압 특성, 게이트 특성과 온도 의존성은 DAQ(Data Aquisition) 보드와 Keithley 2400을 사용하여 측정하였고, Labview 기반 프로그램을 통해 제어하였다. 음의 게이트 전압에서의 저항 감소를 관측함으로써 네트워크 상태에서의 게이트 의존성이 P 형 반도체 성질을 보여줌을 알 수 있었으며, 온도가 올라감에 따라 저항이 지수 함수적으로 증가하는 것으로부터 네트워크의 온도 의존성이 금속성 온도 의존성을 가지는 것을 확인하였다.
결정형 光 전압/전류 센서에 있어서 내부다중반사(Multiple internal Reflection), 북굴절 및 물성의 온도의존성이 어떻게 불안정성 요인으로 작용할 수 있는지를 알아보았으며, 이들 요인들을 피해서 센서의 안정성을 높힐 수 있는 방법들을 소개하였다. 구성된 光 전압/전류센서의 간단한 동작도 보았다.
혈관의 평활근 세포막에 존재하는 포타슘채널은 근세포의 막전압을 조절하여 근수축 및 이완을 조절한다. 네가지 유형의 포타슘채널이 근세포막에 존재하며 이중 전도도가 큰 칼슘의존성-포타슘채널$(BK_{Ca})$은 평활근 막전압 조절에 중요한 기능을 담당하는 채널로 알려져 있다. 현재 홍삼 복합사포닌이 혈관 평활근의 이완을 증진시켜 혈압강하를 촉진시킨다고는 알려져 있으나 어떤 분자적 기전이나 전기생리학 기전으로 작용하는지 정확히 알려져 있지 않다. 본 연구는 홍삼 복합사포닌 및 사포닌 $Rg_3$ 성분이 토끼 관상동맥 평활근 세포의 $BK_{Ca}$채널의 활성을 증진시켜 막전압을 과분극시키고 곧 평활근 이완을 촉진한다는 가설을 테스트하였다. 관상동맥 평활근세포의 $BK_{Ca}$채널은 막전압 의존성, 외향정류(outward rectification) 특성을 보였고 단일채널의 전도도는 200pS으로 측정되었으며 charybdotoxin 및 tetraethylammonium에 억제되는 약리학적 특성을 보였다 Whole-cell $BK_{Ca}$활성은 홍삼 복합사포닌에 의해서 농도 의존적으로 증가되었으나 막전압 의존성은 변화되지 않았으며, 단일채널이 열리는 시간은 증가되었다. 홍삼 사포닌 $Rg_3$성분도 막전압 의존성에는 영향을 주지 않으면서$BK_{Ca}$의 활성을 증가시켰으며 단일채널이 열리는 시간도 증가시켰다. 따라서 홍삼 복합사포닌 및 사포닌 $Rg_3$성분은 $BK_{Ca}$의 활성을 증가시켜 막전압을 과분극시켜 평활관의 이완을 촉진한다고 여겨진다.
다중게이트 구조인 나노 와이어 n-채널 무접합(junctionless) 및 반전모드(inversion mode) MuGFET에서 문턱전압 이하의 급격히 작은 기울기 (subthreshold slope)가 온도에 따라 변하는 것을 비교 분석하였다. 온도가 증가함에 따라 무접합 및 반전모드 소자의 문턱전압 아래 기울기는 증가하는 것으로 관측 되었다. 문턱전압 아래 기울기 증가는 반전모드 소자보다 무접합 소자에서 더 심함을 알 수 있었다. 소자의 핀 폭이 다른 소자의 문턱전압 아래 기울기의 온도 의존성은 비슷한 것으로 관측되었다. 그리고 기판 전압에 따른 문턱전압 아래 기울기의 온도 의존성 측정으로부터 기판전압이 증가함에 따라 문턱전압 아래 기울기 변화는 심하지 않는 것으로 관측되었다. 기판에 양의 전압을 인가하므로 무접합 MuGFET 소자를 이용하여 400K 온도에서도 문턱전압 아래 기울기가 41mV/dec 이하인 소자를 구현할 수 있었다.
오늘날 대부분의 에너지를 전기에 의존함에 따라 전력사용이 급증하고 부하가 대용량화되어 및 정적 전력공급이 중요한 문제로 대두되었다. 이러한 추세에 따라 송ㆍ배전 설비도 점차 대용량화 및 고전압화 되고 신뢰성을 요구하게 되며, 각종 배전 설비의 제조기술이 더욱 복합 다양하게 발전하고 있다. 그 중 전력계통에서 뇌 혹은 개폐서지 등의 과전압을 흡수ㆍ억제하여, 전력설비와 계통보호를 위해 설치하는 것이 피뢰기이다. 따라서 어떻게 과전압을 낮게 억제할 수 있을까 하는 것이 피뢰기의 가장 중요한 성능이라고 말할 수 있다. (중략)
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[게시일 2004년 10월 1일]
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