• Title/Summary/Keyword: Garnet crystal

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고출력 microchip laser용 Yb:YAG 단결정의 결정성장 및 분광 특성 (Crystal Growth and Spectroscopic Properties of Yb:YAG Crystals for High Power Microchip Laser Applications)

  • 유영문;정석종;이성영;김병호
    • 한국광학회:학술대회논문집
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    • 한국광학회 2000년도 하계학술발표회
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    • pp.246-247
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    • 2000
  • Yb$^{3+}$ 이온은 InGaAs LD 및 Ti:sapphire 레이저로 펌핑할 수 있는 940 nm에서의 흡수대를 가지고 있고, 1.03 $mu extrm{m}$의 형광방출 특성을 가지고 있으며, 지금까지 알려진 1 $\mu\textrm{m}$ 파장대의 레이저 활성이온 중에서 가장 적게 열을 발생하는 특성을 가지고 있음이 알려져 최근에는 Yb$^{3+}$ 이온을 첨가한 여러 가지 레이저 매질이 연구되고 있다.[1] 그 중에서도 Yb$^{3+}$ ion doped yttrium aluminum garnet (Yb:YAG) 단결정은 충분하게 넓은 흡수선폭, 좋은 열광학적 특성, 고출력 작동을 하게 하는 stokes shift, 그리고 LD에 의한 펌핑을 가능하게 하는 940 nm 영역에서의 흡수 및 긴 여기시간을 가진 이상적인 매질로 알려져 있다.[2] 이러한 특성으로 인해 Yb:YAG 단결정은 femtosecond 레이저 등 각종 레이저 시스템의 소형화[3]를 가져왔으며, 레이저 결정의 양산 가능성 및 레이저 기기의 소형화에 따르는 시스템의 가격 감소가 가능하므로 Yb:YAG microchip 레이저는 향후 고출력 레이저 기기 산업의 중추가 될 것으로 기대된다. (중략)

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YIG, Bi:YIG, TbBi:YIG 단결정 후막의 성장과 특성 (Growth and Characteristics of YIG, Bi:YIG, TbBi:YIG Single Crystal Thick Films)

  • 윤석규;김근영;김명진;이형만;김회경;윤대호
    • 한국세라믹학회지
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    • 제40권7호
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    • pp.672-676
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    • 2003
  • Y$_3$Fe$_{5}$O$_{12}$(YIG), $Y_3$Fe$_{5}$O$_{12}$(Bi:YIG), TbBi:YIG를 (GdCa)$_3$(GaMgZr)$_{5}$O$_{12}$ (SGGG)기판 위에 Liquid Phase Epitaxy (LPE)법으로 단결정 후막을 성장시켰다. 기판회전속도, 과냉도, 성장시간을 고정하여 치환되는 원소의 종류와 양에 따라 가네트 단결정의 격자상수, Bi 치환양, 표면형상, 자기적 특성을 조사하였다. TbBi:YIG 조성의 경우 격자상수는 12.500 $\AA$으로 기판의 격자상수인 12.496 $\AA$에 근접하게 나타났으며, 포화자계는 150 Oe로 향상된 결과가 나타났다.

Gd3Ga5O12 기판위에 성장된 Y3Fe5O12 박막의 열처리 조건에 따른 강자성 공명 특성 연구 (Effect of the Annealing Conditions on the Ferromagnetic Resonance of YIG Thin Film Prepared on GGG Substrate)

  • 이예림;;박승영;정종율
    • 한국재료학회지
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    • 제25권12호
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    • pp.703-707
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    • 2015
  • In this study, we investigated the effect of annealing conditions on the ferromagnetic resonance(FMR) of yttrium iron garnet ($Y_3Fe_5O_{12}$, YIG) thin film prepared on gadolinium gallium garnet ($Gd_3Ga_5O_{12}$, GGG) substrate. The YIG thin films were grown by rf magnetron sputtering at room temperature and were annealed at various temperatures from 700 to $1000^{\circ}C$. FMR characteristics of the YIG thin films were investigated with a coplanar waveguide FMR measurement system in a frequency range from 5 to 20 GHz. X-ray diffraction(XRD) and X-ray photoelectron spectroscopy(XPS) were used to characterize the phase formation, crystal structure and composition of the YIG thin films. Field dependent magnetization curves at room temperature were obtained by using a vibrating sample magnetometer(VSM). The FMR measurements revealed that the resonance magnetic field was highly dependent on the annealing condition: the lowest FMR linewidth can be observed for the $800^{\circ}C$ annealed sample, which agrees with the VSM results. We also found that the Fe and O composition changes during the annealing process play important roles in the observed magnetic properties.

자동차용 레이저 헤드램프를 위한 형광체 세라믹 제조 및 발광 특성 분석 (Fabrication and analysis of luminous properties of phosphor ceramic for laser headlamp in automotive application)

  • 최승희;권석빈;유정현;김재필;김완호;정호중;김보영;윤대호;송영현
    • 한국결정성장학회지
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    • 제30권2호
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    • pp.73-77
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    • 2020
  • 본 연구에서는 차세대 자동차 레이저 헤드램프 적용을 위하여 분무건조법을 통하여 가넷 구조를 갖는 구형의 YAG : Ce 형광체를 합성하였으며 이를 기반으로 형광체 세라믹을 제조하고 광학적 특성을 분석하였다. 분무건조법 기반으로 합성된 구형의 YAG : Ce 형광체를 이용한 형광체 세라믹의 두께를 100 ㎛, 150 ㎛, 200 ㎛로 조절하여 두께에 따른 광변환 효율, 열 소광, 휘도 및 색온도의 광학적 특성을 비교하였다. 연구 결과, 양자효율 및 광속 값은 두께가 150 ㎛ 일 때, 가장 높게 나타났다. 본 연구 결과는 기존의 액상법을 기반으로 한 YAG : Ce 나노 형광체 제조의 고 비용, 저 수율 등의 문제점을 개선한 방법으로 향 후, 형광체 세라믹 제조에 큰 역할을 할 수 있을 것이라 기대된다.

$\alpha-SiC $seed의 첨가가 상압소결된 $\beta-SiC$의 미세구조와 파괴인성에 미치는 영향 (Effect of $\alpha-SiC $seed on microstructure and fracture toughness of pressureless-sintered $\beta-SiC$)

  • Young-Wook Kim;Won-Joong Kim;Kyeong-Sik Cho;Heon -Jin Choi
    • 한국결정성장학회지
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    • 제7권1호
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    • pp.18-26
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    • 1997
  • 소결조제로 Y 3Alo012를 첨가한 {3- SiC 분말에 seed로서 1 wt%의 a- SiC 분말을 첨 가한 시편과 첨가하지 않은 시편을 1950$^{\circ}$C, argon 분위기에서 0.5~4시간 동안 소결하였다. S Seed로써 1 wt% a-SiC 분말의 첨가는 소결 도중에 길게 자란 업자틀의 성장을 가속시켰고, a a- SiC seed를 첨가한 시편에서 더 조대한 미세구조가 얻어졌다 .. a-SiC seed를 첨가하여 4시간 동안 소결한 시편의 파괴인성은 7.5 MPa'ml/2이었고, seed를 첨가하지 않은 시편의 파괴인성은 6 6.1 MPa'm1/2이었다 .. Seed를 첨가한 시편의 높은 파괴인성은 조대한 미세구조에 포함된 길게 자란 입자들에 의한 균열가교 기구의 활발한 작용에 기인한다.

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적색 석류석 보석의 보석.광물학적 특징 (Gemological and Minearlogical Properties of the Red Garnet Stones)

  • 김금조;김진섭;김원사;최진범
    • 한국광물학회지
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    • 제16권1호
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    • pp.19-31
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    • 2003
  • 보석으로 사용되고 있는 파이로프-알만딘 계열의 보석을 대상으로 하여 이들의 화학성분, 결정구조, 굴절율, 비중, 색, 광택 등의 광물학적 성질을 알아보았다. 또한 위 고용체의 광물학적 성질이 화학성분의 치환 정도에 따라 점이적인 변화 양상이 나타나는지에 대해서도 연구하였고, 발색소에 대한 연구를 실시하였다. 특별히 보석업계에서 관행적으로 분류 기준으로 삼아 온 굴절율과 비중 값이 광물학적으로 오류가 없는 것인지를 검증하는 것 등도 주요 연구목적에 포함되었다 적색석류석 시료 중 화학성분에 따른 분류기준에 의하면 17개가 파이로프이며, 6개가 알만딘임을 알 수있다. 파이로프의 굴절율은 1.77까지이며, 알만딘은 그 이상임을 알 수 있으며, 비중은 파이로프인 경우 3.88까지의 범위이며, 파이로프는 적어도 4.11이상임을 알 수 있었다. 따라서 보석업계에서 파이로프와 알만딘을 구분하여 온 굴절율 기준(R.I. 1.75)은 오류이며, 비중값 기준(S.G. 3.88)은 무난한 것으로 밝혀졌다. 단결정 X-선회절분석 결과에 따르면, 파이로프-알만딘 석류석이 모두 등축정계의 Ia3d 공간군에 속하며, 화학성분의 변화에 따른 단위포의 크기는 변화를 느낄 정도의 차이는 없었다. 또한 굴절율과 비중은 파이로프-알만딘 고용체에 있어 특히 FeO 함량에 따라 일정한 변화양상을 나타내는데, FeO의 함량이 증가할수록 굴절율과 비중이 증가함을 알 수 있다. 화학분석 자료에 의하면, 적색 및 보라색은 $Fe^{+2}$, 황색은 $Mn^{+2}$ 함량에 따라 크게 좌우됨을 알 수 있다. 적색 석류석내에 들어있는 결정 내포물은 주로 저어콘과 금홍석이었다.

상동(上東) 중석광상(重石鑛床)의 유체포유물(流體包有物) 연구(硏究) (Fluid Inclusion Study of Sangdong Tungsten Deposits)

  • 문건주
    • 자원환경지질
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    • 제12권4호
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    • pp.197-206
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    • 1979
  • Sangdong scheelite deposit is confirmed to have been formed by replacement of limestone beds by metasomatic mineralization. Mineralogical zonal distribution and filling temperatures are related with order of its formation and tungsten mineralization. The first formed garnet-pyroxene zone, left in the margins of the ore body, shows the highest filling temperature of fluid inclusions in pyroxene, averaging $420^{\circ}C$. The central part of the ore body, mainly composed of quartz-mica-scheelite, shows higher fi11ing temperatures of fluid inclusions in quartz, than hornblende-quartz-scheelite zone surrounding the quartz-mica-scheelite zone, averaging $240^{\circ}C$. The distribution of highter filling temperatures above average temperature is applicable to the richest part of scheelite distribution. Generally scheelite shows higher filling temperature by about 20 to $100^{\circ}C$ than quartz in a given sample. The crystallization temperature of the main phase of scheelite deposition is $311^{\circ}C$ at the pressure of 230 to 500 bars at Sangdong area. Gas-rich inclusions in the pyroxene are homogenized into either gas or liquid phase or into both phases in a given crystal of the pyroxene, which suggests boiling at the formation of skarn.

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열분해법에 의해 제조한 비화학양론조성을 갖는 비스머스 치환 이트리움-철-가네트 박막의 구조적, 자기적 및 자기광학적 특성 (Structural, Magnetic, and Magneto-Optic Properties of Nonstoichiometric Bismuth-Substituted Yttrium lron Gamet Films Prepared by Pyrolysis)

  • Jae-Kyong Cho
    • 한국자기학회지
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    • 제4권1호
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    • pp.39-43
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    • 1994
  • 열분해법을 이용하여, 양이온 비가 Bi:Y:Fe=1.5+u:1.5:5 및 Bi:Y:Fe=1.5:1.5+v:5 ($-0.7{\leq}u{\leq}1.0,\;-0.7{\leq}v{\leq}1.3$)인, 비화학양혼조성을 갖는 비스머스 치환 이트리움 철 가네트 다결정 박막을 제조했다. 각 열처리 온도에서 생성된 이 박막들내의 결정상들을 고출력 X-선 최절 분석기를 이용하여 분석했다. 또한, u, v에 따른 이 박막들의 포화자화, 큐리온도 및 파장 633nm에서의 훼러데이 회전각을 측정했다. 비스머스 및 이트리움을 화학양론조성보다 소량 투여한 박막들에서는, 가네트상과 함께 불순물상이 관찰되었다. 한편, 비스머스 및 이트리움을 과량 투여한 박막들에서는 불순물상에 의한 회절 라인은 검출되지 않고, 가네트상에 의한 최절 라인만이 넓은 조성 영역($0{\leq}u{\leq}0.5,\;0{\leq}v{\leq}0.7$)에서 관찰되었다. 그러나, 이 과량 투여한 박막들의 자기적 및 자기광학적 특성은, X-선 분석으로는 검출되지 않는 미량의 불순물상이 존재한다고 가정하는 것에 의해서만 설명할 수 있었다.

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펄스 레이저 증착기술에 의한 $Y_{3}Fe_{5)O_{12}$ 에피택셜 박막제조 (Magnetic Properties of Heteroepitaxial $Y_{3}Fe_{5)O_{12}$ Films Grown by a Pulsed Laser Ablation Technique)

  • 양충진;김상원
    • 한국자기학회지
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    • 제5권2호
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    • pp.128-133
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    • 1995
  • YIG 단결정 소재가 주로 circulator, isolator, filter 및 resonator 등의 고주파 협대역 이동통신용 소자에 사용되고 있으나, 최근 소형/경량화에 따른 YIG 박막의 소요가 예상되면서 에피택셜 박막성장 기술이 많이 연구되고 있다. 본 연구에서 KrF excimer laser 를 사용하고, 산소분압을 20~500 mTorr로 조절하면서 박막을 제조하여 산소분압과 박막두께가 박막의 조직, 조성 및 자기특성에 미치는 영향을 조사하였다. 기판으로는 GGG(111)을 사용하였고 $700^{\circ}C$에서 증착을 실시하였다. 사용한 laser beam의 에너지 밀도는 $7.75\;J/cm_{2}$였다. 20 mTorr 산소분압 하에서 증착한 박막은 항상 에피택셜 성장을 보이고, $2.75\;{\mu}$ 두께의 시편은 $800\;^{\circ}C/20분$ 열처리 후에 $4{\pi}M_{s}$가 1500 Gauss, $H_{c}$는 3 Oe의 값을 보였고, 특히 $0.8\;\mu\textrm{m}$ 두께의 시편은 열처리 없이 $4{\pi}M_{s}$ 값이 1730 Gauss, $H_{c}$는 7 Oe의 우수한 특성을 보여, YIG 단결정의 자기특성에 육박하는 값을 보였다.

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Homogeneous precipitation method를 통한 나노 YAG : Ce 형광체 합성과 광학 특성 (Synthesis and luminescence characteristics of nano-sized YAG : Ce phosphors by homogeneous precipitation method)

  • 이철우;권석빈;지은경;송영현;정병우;김은영;정몽권;윤대호
    • 한국결정성장학회지
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    • 제27권1호
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    • pp.18-21
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    • 2017
  • 본 연구에서는 homogeneous precipitation method를 통하여 구형의 단분산(monodispersed) YAG : $Ce^{3+}$를 합성했다. 단분산 YAG : $Ce^{3+}$의 전구체를 합성하는 과정에서 aluminum ion들이 먼저 석출되어 aluminum 화합물을 형성하고 후에 yttrium 화합물들이 aluminum 화합물들의 표면에서 석출된다. 합성된 전구체를 파우더형태로 얻기 위해 건조과정을 거치는데, oven에서 건조했을 때 보다 동결건조기에서 건조했을 때 비교적 구형의 단분산 YAG : $Ce^{3+}$ 입자를 얻을 수 있었다. 하소 과정에서 공정을 진행하는 온도로서 $1100^{\circ}C$$1200^{\circ}C$를 비교해 보았다. 실험 결과 $1200^{\circ}C$의 온도로 상압에서 6시간 동안의 하소 과정을 진행하였을 때 400~500 nm 입자크기를 가진 단분산된 구형의 나노 YAG : $Ce^{3+}$ 입자가 합성되었다.