• 제목/요약/키워드: Atomic ion beam

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6 MeV 전자선의 차폐물질 원자번호와 조사야 크기에 따른 선량변화 연구 (The Study of Dose Change by Field Effect on Atomic Number of Shielding Materals in 6 MeV Electron Beam)

  • 이승훈;곽근탁;박주경;김양수;차석용
    • 대한방사선치료학회지
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    • 제25권2호
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    • pp.145-151
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    • 2013
  • 목 적: 본 연구에서 우리는 6 MeV 전자선의 조사야 확대에 따른 선량변화가 차폐물질 원자번호와 관계가 있음을 알아보고 그 영향인자를 분석 하고자 한다. 대상 및 방법: 먼저 평행평판형 전리함(Exradin P11)을 $25{\times}25cm^2$ 폴리스티렌 팬텀표면에 평탄하게 끼운다. 허용투과율 5% 두께의 알루미늄, 구리, 납 물질들을 팬텀 상단에 차폐시킨 후 조사야 $6{\times}6$, $10{\times}10$ 그리고 $20{\times}20cm^2$별로 측정하였다. 조사조건은 선원-표면간거리 100 cm에서 기준조사야인 $10{\times}10cm^2$에 6 MeV 전자선을 이용하여 100 cGy 조사하였다. 다음으로 MCNP (Monte Carlo N Particle Transport Code)를 이용하여 각 물질 통과 후 발생되는 광자수, 전자수, 그리고 축적에너지를 계산하였다. 결 과: 허용투과율 5% 두께에 대한 차폐물 종류에 따른 측정결과 조사야 $10{\times}10cm^2$을 기준으로 한 $6{\times}6cm^2$$20{\times}20cm^2$의 두께변화율은 알루미늄에서 각각 +0.06%와 -0.06%, 구리에서 각각 +0.13%와 -0.1%, 납에서 각각 -1.53%와 +1.92%였다. 계산결과 조사야 $10{\times}10cm^2$ 대비 $6{\times}6cm^2$, $20{\times}20cm^2$의 축적에너지는 차폐를 하지 않았을 경우 각각 -4.3%와 +4.85%, 알루미늄 사용 시 각각 -0.87%와 +6.93%, 구리 사용 시 각각 -2.46%와 +4.48%, 납 사용 시 각각 -4.16%와 +5.57%였다. 광자수의 경우 차폐를 하지 않았을 경우 각각 -8.95%와 +15.92%, 알루미늄 사용 시 각각 -15.56%와 +16.06%, 구리 사용시 각각 -12.27%와 +15.53%, 납 사용 시 각각 -12.36%와 +19.81%였다. 전자수의 경우 차폐를 하지 않았을 경우 각각 -3.92%와 +4.55%, 알루미늄 사용 시 각각 +0.59%와 +6.87%, 구리 사용 시 각각 -1.59%와 +3.86%, 납 사용 시 각각 -5.15%와 +4.00%였다. 결 론: 본 연구로 조사야 증가함에 따른 차폐물 두께가 저 원자번호에서 감소하며, 고 원자번호에서는 증가함을 볼 수 있었으며, 계산을 통해 저 원자번호물질에서는 저지방사선, 고 원자번호물질에서는 산란전자가 영향을 주는 것을 알 수 있었다.

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Determination of Layer Thickness of A/B Type Multilayer Films in SIMS Depth Profiling Analysis

  • Hwang, Hyun-Hye;Jang, Jong-Shik;Kang, Hee-Jae;Kim, Kyung-Joong
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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    • pp.231-231
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    • 2012
  • Correct determination of the interface locations is critical for the calibration of the depth scale and measurement of layer thickness in SIMS depth profiling analysis of multilayer films. However, the interface locations are difficult to determine due to the unwanted distortion from the real ones by the several effects due to sputtering with energetic ions. In this study, the layer thicknesses of Si/Ge and Si/Ti multilayer films were measured by SIMS depth profiling analysis using the oxygen and cesium primary ion beam. The interface locations in the multilayer films could be determined by two methods. The interfaces can be determined by the 50 at% definition where the atomic fractions of the constituent layer elements drop or rise to 50 at% at the interfaces. In this method, the raw depth profiles were converted to compositional depth profiles through the two-step conversion process using the alloy reference relative sensitivity factors (AR-RSF) determined by the alloy reference films with well-known compositions determined by Rutherford backscattering spectroscopy (RBS). The interface locations of the Si/Ge and Si/Ti multilayer films were also determined from the intensities of the interfacial composited ions (SiGe+, SiTi+). The determination of the interface locations from the composited ions was found to be difficult to apply due to the small intensity and the unclear variation at the interfaces.

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Bi 박막의 성막 특성에 관한 연구 (Study on the deposition Characteristics of Bi Thin Film)

  • 양동복;박용필;이희갑
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2003년도 제5회 학술대회 논문집 일렉트렛트 및 응용기술연구회
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    • pp.61-64
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    • 2003
  • This paper presents Bi thin films have been fabricated by atomic layer-by-layer deposition and co-deposition at an IBS method. The growth rates of the films was set in the region from 0.17 to 0.27 nm/min. Mg(100) was used as a substrate. In order to appreciate stable existing region of Bi 2212 phase with temperature and ozone pressure, the substrate temperature was varied between 655 and $820^{\circ}C$ and the highly condensed ozone gas pressure$(PO_3)$ in vacuum chamber was varied between $2.0{\times}10^{-6}$ and $2.3{\times}10^{-5}$ Torr. Bi 2212 phase appeared in the temperature range of 750 and $795^{\circ}C$ and single phase of Bi 2201 existed in the lower region than $785^{\circ}C$. Whereas, $O_3$ dependance on structural formation was scarcely observed regardless of the pressure variation. And high quality of c-axis oriented Bi 2212 thin film with $T_c$(onset) of about 90 K and $T_c$(zero) of about 45 K is obtained. Only a small amount of CuO in some films was observed as impurity, and no impurity phase such as $CaCuO_2$ was observed in all of the obtained films.

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표면 조성분석의 정량화를 위한 Pt-Co 합금박막 표준시료의 개발 및 공동분석 (Development and Round Robin Test of Pt-Co Alloy Thin Film Standard Materials for the Quantification of Surface Compositional Analysis)

  • 김경중
    • 한국진공학회지
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    • 제7권3호
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    • pp.176-186
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    • 1998
  • Si 기판 위에 3종의 Pt-Co 합금박막 (Pt66-Co34, Pt40-Co60, Pt18-Co82)과 순수한 Pt, Co 박막 시료를 제작하여 표면 조성분석의 정량화 및 표준화를 위한 표준시료로 제안하 였다. in-istu X-ray photoelectron spectroscopy(XPS)분석에 의해 증착된 이원 합금박막의 조성이 정확히 조절되었으며, 합금박막의 실제 조성은 유도결합플라즈마-원자방출분광법 (inductively coupled plasma-atomic emission spectroscopy: ICP-AES)과 러더퍼드 후방산 란분광법(Ruthford back-scattering spectrometry: RBS)에 의해 결정되었다. in-situ XPS 결과와 ICP에 의한 조성을 비교한 결과 매질 효과를 고려하면 비교적 정확한 조성을 구할 수 있음이 확인되었다. 이 시료를 이용한 XPS와 Auger electron spectroscopy(AES)에 의한 국내 공동분석 결과는 약4%내외의 큰 편차를 보이고 있지만, 평균 조성 값은 약1%의 오차 범위 내에서 두 방법에 의한 결과가 서로 잘 일치하였다. 이온빔 스퍼터링에 의해 Pt조성이 증가된 표면층이 형성되어 정확한 조성분석을 위해서는 선택스퍼터링에 의한 표면 변형을 정량적으로 함을 알았다.

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Formation and Intergrowth of the Superconducting Phase in the Bi2Sr2Can-1CunOx (n=2~4) System

  • Cheon, Min-Woo;Park, Yong-Pil
    • Transactions on Electrical and Electronic Materials
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    • 제5권5호
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    • pp.199-203
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    • 2004
  • Superconducting B $i_2$S $r_2$C $a_{n-l}$C $u_{n}$ $O_{x}$(n=2~4) thin films were prepared by single target DC-magnetron sputtering. And, that was compared with the B $i_2$S $r_2$C $a_{n-l}$C $u_{n}$ $O_{x}$(n=1~3) thin film fabricated by using the ion beam sputtering. Phase intergrowth among n=2-3, 3-4 and 4-5 phases was observed. The molar fraction of each phase in the mixed crystal of the deposited films was determined by x-ray diffraction analyses and investigated as a function of $O_2$ gas pressure during sputtering. We investigated the changes of the superconducting properties by molar fraction of each phase. Also, the thin film surface observation was carried out by atomic force microscope. The images show the average particle size decreases, and the distribution density of particles on the film surface was to increase with lower gas pressures. The fabrication conditions for selective growth of the single n=2, 3 and 4 phases in BiSrC $a_{n-l}$C $u_{n}$ $O_{x}$(n=2~4) thin film are discussed.e discussed.ussed.

GATE6를 이용한 Varian 21EX Clinac 선형가속기의 6 MV X-선 특성모사 (Monte Carlo Simulation of a Varian 21EX Clinac 6 MV Photon Beam Characteristics Using GATE6)

  • 안수정;이창래;백철하
    • 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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    • 제39권4호
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    • pp.571-575
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    • 2016
  • 본 연구에서는 몬테칼로 전산모사 코드인 GATE6 (Geant4 Application for Tomographic Emission ver.6)를 사용하여 의료용 선형 가속기인 Varian사의 Clinac 21EX를 모사하고, 6 MV 광자선의 선량 특성을 평가하였다. 몬테칼로 방법은 방사선 치료시 환자 내의 선량분포를 계산하는 가장 정확한 방법으로 널리 이용되고 있다. 몬테칼로 기반의 코드를 이용하여 선형가속기의 조사 헤드부를 통과하는 입자의 흐름을 모사하는 것은 조사선량을 정량화 하는데 필요한 입자들의 에너지, 공간 분포와 같은 임상적인 빔의 특성을 결정하기 위한 실용적인 방법이다. 본 연구에서 모사한 선형가속기의 조사 헤드부는 빔 경로에 위치한 타겟, 일차 콜리메이터, 선속 평탄 필터, 이온전리함, 이차 콜리메이터로 구성된다. 모사된 선형가속기를 이용하여 선원-표면간 거리 100 cm, 조사야 $10{\times}10cm^2$ 조건에서 물팬텀 내의 광자선 에너지 스펙트럼(energy spectrum), 심부선량백분율(percentage depth dose), 선량프로파일(dose profiles)을 측정하였으며, 이 결과값을 실험 측정값과 비교하여 정확성을 검증하였다. 본 연구에서는 모사를 통한 결과값과 실험값이 매우 일치함을 보였으며, 이를 통해 GATE6 전산모사 코드는 방사선치료에 사용되는 광자선을 모사하기에 효과적임을 입증하였다.

이온화 N2 가스 입사를 이용한 SiNx 나노구조 내부의 Si 나노결정 형성 (Nanocrystalline Si formation inside SiNx nanostructures usingionized N2 gas bombardment)

  • 정민철;박용주;신현준;변준석;윤재진;박용섭
    • 한국진공학회지
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    • 제16권6호
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    • pp.474-478
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    • 2007
  • 실리콘 표면에 이온화된 $N_2$ 가스를 입사한 후 어닐링을 통해서 $SiN_x$ 나노구조를 형성하였다. 원자힘 현미경으로 관찰한 결과 이 나노구조의 밀도는 $3\times10^{10}/cm^2$였으며, 가로 크기는 40$\sim$60 nm 이고 높이는 약 15 nm 임을 알 수 있었다. 엑스선광전자 분광기술을 이용하여 이 나노구조의 화학상태를 측정하였는데, 입사하는 이온화된 $N_2$의 단위시간당 양이 증가함에 따라서 화학상태가 $SiN_x$에서 $Si_3N_4\;+\;SiN_x$형태로 변화함을 알 수 있었다. 열처리를 한 시료를 투과전자 현미경으로 측정된 결과는 $SiN_x$ 나노구조를 내부에 Si 나노 결정이 형성된 것을 보여주었다. 광여기 발광특성에서 관찰된 400 nm파장의 스펙트럼은 Si 나노결정의 크기를 고려할 때 나노결정과 $SiN_x$ 나노구조 사이의 계면상태에서 기인한 것으로 생각된다.

NiFe/FeMn 이중박막의 증착시 자기장에 의한 교환결합력 이방성 효과 (Anisotropy Effect of Exchange Bias Coupling by Unidirectional Deposition Field of NiFe/FeMn Bilayer)

  • 박영석;황도근;이상석
    • 한국자기학회지
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    • 제18권5호
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    • pp.180-184
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    • 2008
  • 이온빔 증착법으로 제작한 코닝유리(Corning glass)/Ta(5 nm)/NiFe(7 nm)/FeMn(25 nm)/Ta(5 nm) 다층박막 구조에서 반강자성체 FeMn층 증착시 인가한 일축 이방성 자기장 방향에 따른 강자성체 NiFe층의 자화 스핀배열 의존성을 조사하였다. NiFe층과 FeMn 층 증착시 인가한 자기장 방향을 달리한 각도는 각각 $0^{\circ},\;45^{\circ},\;90^{\circ}$였다. 용이축 MR(magnetoresistaice) 곡선으로부터 얻은 교환결합세기(Hex)는 증착 자기장 각도가 $45^{\circ}$일 때 40 Oe로, $90^{\circ}$일 때는 거의 0 Oe로 감소하였다. 반면에 곤란축 MR 곡선으로부터 얻은 $H_{ex}$ 값은 증착 자기장 각도가 $45^{\circ}$일 때 35 Oe로, 90o일 때는 79 Oe로 증가하였다. 강자성체 층의 용이축과 반강자성체 층의 일축 이방성 방향이 $90^{\circ}$ 차이가 나는 계면에서도 FeMn층이 NiFe층의 자기모멘트 스핀방향을 회전시켜 교환결합 이방성 효과가 발생함을 알 수 있었다.

The effects of Hydroxyapatite nano-coating implants on healing of surgically created circumferential gap in dogs

  • Chae, Gyung-Joon;Lim, Hyun-Chang;Choi, Jung-Yoo;Chung, Sung-Min;Lee, In-Seop;Cho, Kyoo-Sung;Kim, Chong-Kwan;Choi, Seong-Ho
    • Journal of Periodontal and Implant Science
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    • 제38권sup2호
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    • pp.373-384
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    • 2008
  • Purpose: The aim of this study is to compare the healing response of various Hydroxyapatite(HA) coated dental implants by Ion-Beam Assisted Deposition(IBAD) placed in the surgically created circumferential gap in dogs. Materials and methods: In four mongrel dogs, all mandibular premolars and the first molar were extracted. After an 8 weeks healing period, six submerged type implants were placed and the circumferential cylindrical 2mm coronal defects around the implants were made surgically with customized step drills. Groups were divided into six groups : anodized surface, anodized surface with 150nm HA and heat treatment, anodized surface with 300nm HA and heat treatment, anodized surface with 150nm HA and no heat treatment, and anodized surface with 150nm HA, heat treatment and bone graft, anodized surface with bone graft. The dogs were sacrificed following 12 weeks healing period. Specimens were analyzed histologically and histomorphometrically. Results: During the healing period, healing was uneventful and implants were well maintained. Anodized surface with HA coating and $430^{\circ}C$ heat treatment showed an improved regenerative characteristics. Most of the gaps were filled with newly regenerated bone. The implant surface was covered with bone layer as base for intensive bone formation and remodeling. In case that graft the alloplastic material to the gaps, most of the coronal gaps were filled with newly formed bone and remaining graft particles. The bone-implant contact and bone density parameters showed similar results with the histological findings. The bone graft group presented the best bone-implant contact value which had statistical significance. Conclusion: Within the scope of this study, nano-scale HA coated dental implants appeared to have significant effect on the development of new bone formation. And additional bone graft is an effective method in overcoming the gaps around the implants.

Development of a polystyrene phantom for quality assurance of a Gamma Knife®

  • Yona Choi;Kook Jin Chun;Jungbae Bahng;Sang Hyoun Choi;Gyu Seok Cho;Tae Hoon Kim;Hye Jeong Yang;Yeong Chan Seo;Hyun-Tai Chung
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제55권8호
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    • pp.2935-2940
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    • 2023
  • A polystyrene phantom was developed following the guidance of the International Atomic Energy Association (IAEA) for gamma knife (GK) quality assurance. Its performance was assessed by measuring the absorbed dose rate to water and dose distributions. The phantom was made of polystyrene, which has an electron density (1.0156) similar to that of water. The phantom included one outer phantom and four inner phantoms. Two inner phantoms held PTW T31010 and Exradin A16 ion chambers. One inner phantom held a film in the XY plane of the Leksell coordinate system, and another inner phantom held a film in the YZ or ZX planes. The absorbed dose rate to water and beam profiles of the machine-specific reference (msr) field, namely, the 16 mm collimator field of a GK PerfexionTM or IconTM, were measured at seven GK sites. The measured results were compared to those of an IAEA-recommended solid water (SW) phantom. The radius of the polystyrene phantom was determined to be 7.88 cm by converting the electron density of the plastic, considering a water depth of 8 g/cm2. The absorbed dose rates to water measured in both phantoms differed from the treatment planning program by less than 1.1%. Before msr correction, the PTW T31010 dose rates (PTW Freiberg GmbH, New York, NY, USA) in the polystyrene phantom were 0.70 (0.29)% higher on average than those in the SW phantom. The Exradin A16 (Standard Imaging, Middleton, WI, USA) dose rates were 0.76 (0.32)% higher in the polystyrene phantom. After msr correction factors were applied, there were no statistically significant differences in the A16 dose rates measured in the two phantoms; however, the T31010 dose rates were 0.72 (0.29)% higher in the polystyrene phantom. When the full widths at half maximum and penumbras of the msr field were compared, no significant differences between the two phantoms were observed, except for the penumbra in the Y-axis. However, the difference in the penumbra was smaller than variations among different sites. A polystyrene phantom developed for gamma knife dosimetry showed dosimetric performance comparable to that of a commercial SW phantom. In addition to its cost effectiveness, the polystyrene phantom removes air space around the detector. Additional simulations of the msr correction factors of the polystyrene phantom should be performed.