• 제목/요약/키워드: Raman shift

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Effect of Residual Stress on Raman Spectra in Tetrahedral Amorphous Carbon(ta-C) Film

  • Shin, Jin-Koog;Lee, Churl-Seung;Moon, Myoung-Woon;Oh, Kyu-Hwan;Lee, Kwang-Ryeol
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
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    • pp.135-135
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    • 1999
  • It is well known that Raman spectroscopy is powerful tool in analysis of sp3/sp3 bonding fraction in diamond-like carbon(DLC) films. Raman spectra of DLC film is composed of D-peak centered at 1350cm-1 and G-peak centered at 1530cm-1. The sp3/sp3 fraction is qualitatively acquired by deconvolution method. However, in case of DLC film, it is generally observed that G-peak position shifts toward low wavenumber as th sp3 fraction increases. However, opposite results were frequently observed in ta-C films. ta-C film has much higher residual compressive stress due to its high sp3 fraction compared to the DLC films deposited by CVD method. Effect of residual stress on G-peak position is most recommendable parameter in Raman analysis of ta-C, due to its smallest fitting error among many parameters acquired by peak deconvolution of symmetric spectra. In current study, the effect of residual stress on Raman spectra was quantitatively evaluated by free-hang method. ta-C films of different residual stress were deposited on Si-wafer by modifying DC-bias voltage during deposition. The variation of the G-peak position along the etching depth were observed in the free-hangs of 20~30${\mu}{\textrm}{m}$ etching depth. Mathematical result based on Airy stress function, was compared with experimental results. The more reliable analysis excluding stress-induced shift was possible by elimination of the Raman shift due to residual compressiove stress.

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잡음과 스펙트럼 이동에 강인한 CNN 기반 라만 분광 알고리즘 (CNN based Raman Spectroscopy Algorithm That is Robust to Noise and Spectral Shift)

  • 박재현;유형근;이창식;장동의;박동조;남현우;박병황
    • 한국군사과학기술학회지
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    • 제24권3호
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    • pp.264-271
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    • 2021
  • Raman spectroscopy is an equipment that is widely used for classifying chemicals in chemical defense operations. However, the classification performance of Raman spectrum may deteriorate due to dark current noise, background noise, spectral shift by vibration of equipment, spectral shift by pressure change, etc. In this paper, we compare the classification accuracy of various machine learning algorithms including k-nearest neighbor, decision tree, linear discriminant analysis, linear support vector machine, nonlinear support vector machine, and convolutional neural network under noisy and spectral shifted conditions. Experimental results show that convolutional neural network maintains a high classification accuracy of over 95 % despite noise and spectral shift. This implies that convolutional neural network can be an ideal classification algorithm in a real combat situation where there is a lot of noise and spectral shift.

라만 분광법을 이용한 잔류응력 측정에 관한 연구 (A Study on Residual Stress Measurement Using Raman Spectroscopy)

  • 강민성;김상영;박수;구재민;석창성
    • 한국정밀공학회지
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    • 제27권1호
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    • pp.113-118
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    • 2010
  • A straight pipe is used after complicated bending work in a mechanical system. In this work process, the plastic deformation of the pipe produces residual stress in the pipe. This residual stress significantly affects the behavior of pipe fracture. For this reason, residual stress must be evaluated. Measuring the residual stress of a U-shaped pipe is difficult with existing destructive and nondestructive measurement methods. In this paper, the residual stress of a U-shaped aluminum pipe (99.7% pure aluminum) was evaluated from the Raman shift by Raman spectroscopy and FEM(Finite Element Method, FEM) analysis. The results of the stiffness test by FEM analysis are compared with those by experiments. The analyzed results of the Raman spectra showed a similar tendency with the results of the FEM analysis with respect to the residual stress distributions in U-shaped pipes. Also, the results of the bending tests showed resemblance to each other.

Raman Spectroscopy를 이용한 $SF_6$ 혼합 하이드레이트의 분광학적 해석에 관한 연구 (A Study on Spectroscopic Analysis by using Raman Spectrometer of Multi-Guest Mixed Hydrates Containing $SF_6$)

  • 신형준;문동현;김민철;김영석;서용원;이강우
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2008년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.223-225
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    • 2008
  • 하이드레이트는 저온.고압에서 저분자량의 게스트(guest)가 호스트(host)인 물분자 속에 포획되어 만들어지는데 일련의 과정은 물리적 반응을 통해 생성된다.본 연구에서는$CO_2$보다 지구온난화지수(Global Warming Potential)가 23,900배 높은 $SF_6$의 회수 및 정제기술로써 하이드레이트화를 이용하는 신기술 개발의 일환으로 분광학적 접근을 통해 $SF_6$ 혼합 하이드레이트의 정성 및 정량분석을 수행하였다. Raman Shift 분석 결과 $SF_6$$770cm^{-1}$에서 $v_1$ 진동주파수를 확인함으로써 하이드레이트 내 $SF_6$가 안정적으로 포집됨을 확인하였고 혼합가스 내 $SF_6$ 농도별로 만들어진 샘플의 Raman Shift를 통해서 $SF_6$의 하이드레이트 전환율을 가늠할 수 있었다.

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Selecting Characteristic Raman Wavelengths to Distinguish Liquid Water, Water Vapor, and Ice Water

  • Park, Sun-Ho;Kim, Yong-Gi;Kim, Duk-Hyeon;Cheong, Hai-Du;Choi, Won-Seok;Lee, Ji-In
    • Journal of the Optical Society of Korea
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    • 제14권3호
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    • pp.209-214
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    • 2010
  • The Raman shift of water vapor is 3657 $cm^{-1}$, and this Raman signal can be easily separated from other Raman signals or elastic signals. However, it is difficult to make simultaneous Raman measurements on the three phases of water, namely, ice water, liquid water, and water vapor. This is because we must consider the overlap between their Raman spectra. Therefore, very few groups have attempted to make Raman simultaneous measurements even on two elements (water vapor and liquid water, or water vapor and ice water). We have made an effort to find three characteristic Raman wavelengths that correspond to the three phases of water after measuring full Raman spectra of water on particular days that are rainy, snowy or clear. Finally, we have found that the 401-nm, 404-nm, and 408-nm wavelengths are the most characteristic Raman wavelengths that are representative of the water phases when we are using the 355-nm laser wavelength for making measurements.

라만 산란에서 다공질 규소의 크기 분석 (Analysis of Porous Silicon Size in Raman Scattering)

  • 조창호;서영석
    • 자연과학논문집
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    • 제11권1호
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    • pp.27-31
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    • 1999
  • 양극반응 전류밀도와 전류가 흐르는 시간을 변화시키면서 다공질 규소를 제작하여 라만 산란을 관측하였다. 전류밀도가 증가함에 따라 라만 신호의 봉우리가 이동되었고, 반치폭이 증가함을 실험적으로 관측하여 이론적 모델로서 분석하였다.

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라만 분광분석과 NMR 화학 이동 양자 계산을 이용한 엔스테타이트에 용해된 탄소의 원자 환경 연구 (Atomic Structure of Dissolved Carbon in Enstatite: Raman Spectroscopy and Quantum Chemical Calculations of NMR Chemical Shift)

  • 김은정;이성근
    • 한국광물학회지
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    • 제24권4호
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    • pp.289-300
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    • 2011
  • 규산염 물질의 탄소 용해도에 대한 미시적 연구는 규산염 물질의 성질 변화와 지구 시스템 진화에 탄소가 미치는 영향의 이해에 매우 중요하다. 본 연구에서는 탄소가 용해된 엔스테타이트 시료에 대하여 라만(Raman) 분광분석을 실시하고, 양자 화학 계산을 통해 결정구조 내에 용해된 탄소의 원자 환경과 핵자기공명 분광 특성을 예측하였다. 1.5 GPa $1,400^{\circ}C$의 온도 압력 조건에서 2.4 wt%의 비정질 탄소와 함께 합성한 엔스테타이트의 라만 실험에서 엔스테타이트의 진동양상은 확인할 수 있었으나, $CO_2$나 탄산염 이온의 진동양상에 대한 정보는 획득하지 못하였다. 이는 엔스테타이트 내에 용해된 탄소의 양이 매우 적어 시료를 구성하는 원자들의 집합적인 진동양상을 측정하는 라만 분광분석으로는 검출이 어려움을 지시한다. 특정 핵종 중심의 핵자기공명 분광분석을 이용하면, 구조 내에 존재하는 탄소만 선택적으로 측정할 수 있다. 특히 $^{13}C$ NMR 화학 이동(chemical shift)은 원자 환경에 따라 민감하게 변하므로, 양자 화학 계산을 이용하여 $CO_2$와 C가 치환된 엔스테타이트 클러스터의 $^{13}C$ NMR 화학 차폐 텐서(chemical shielding tensor)를 계산하였다. 계산 결과 $CO_2$의 피크는 125 ppm에서 나타나며 이는 기존의 실험결과와 일치하며, 상압에서는 생성이 어렵지만 고압환경에서 생성될 가능성이 있는 배위수가 4인 C의 화학 이동 값은 ~254 ppm으로 예측되었다. 이와 같은 양자 화학 계산 결과는 고분해능 $^{13}C$ NMR 실험의 이해를 돕고 탄소의 원자 환경을 연구하는데 도움을 줄 것이다.

극초단 고차솔리톤펄스를 이용한 전광위상천이스위치에서 고차 비선형상호작용에 관한 연구 (A study of nonlinear interactions in all-optical phase-shift switch using higher-order soliton pulse with femtosecond width)

  • 윤기홍;송재원
    • 한국광학회지
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    • 제13권3호
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    • pp.245-250
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    • 2002
  • 전광위상천이스위치(All-optical phase-shift switch)에서 백 펨토초이하의 펄스폭을 가지는 두 극초단 직교펄스의 전파특성을 수치적으로 연구하였다. 이러한 전광스위치에서 자기라만산란 및 상호라만산란과 walk-off 효과를 고려하여, 솔리톤펄스와 고차솔리톤펄스간의 복잡한 비선형상호작용이 펄스의 형태변화, 펄스의 위상천이분포, 그리고 대조비등의 스위칭특성에 끼치는 영향들을 분석하였다. 특히 스위칭을 위해 필요한 walk-of f효과를 라만 walk-off효과에서 얻을 수 있기 때문에, 이러한 전광스위치에 전형적인 복굴절률(Δn = 2.4$\times$$10^{-5}$)을 가지는 광섬유를 사용해도 좋은 스위칭특성을 가짐을 보였다.

100fsec이하의 극초단 광펄스를 사용하는 전광위상천이스위치에서 비선형상호작용 및 최적화 초기조건에 관한 연구 (A study of nonlinear interactions and optimum input parameters in all-optical phase-shift switches using ultrashort pulses with pulse-width less than 100fsec)

  • 윤기홍;송재원
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제39권6호
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    • pp.8-18
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    • 2002
  • 본 논문에서는 π의 위상천이를 얻기 위해 솔리톤펄스열(soliton pulse-train)에 의한 다중충돌방법과 광섬유접합(fiber-splicing)에 의한 다중충돌방법을 사용하는 전광위상천이스위치(all-optical phase-shift switch)에서 백 펨토초(femtosecond)이하의 펄스폭을 가지는 두 극초단 직교펄스간의 복잡한 비선형상호작용을 비선형라만응답함수를 고려하여 연구하였다. 또한 이러한 전광스위치에서 입사펄스의 시간폭의 변화와 광섬유의 복굴절률의 변화에 따른 스위칭특성을 분석함으로 해서 π의 위상천이를 얻기 위한 최적의 초기조건을 찾을 수 있었다.

Rapid Detection of Methicillin Resistant Staphylococcus aureus Based on Surface Enhanced Raman Scattering

  • Han, Dae Jong;Kim, Hyuncheol
    • 대한임상검사과학회지
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    • 제46권4호
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    • pp.136-139
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    • 2014
  • Methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) is one of the severe nosocomial infectious agents. The traditional diagnostic methods including biochemical test, antibiotic susceptibility test and PCR amplification are time consuming and require much work. The Surface enhanced Raman spectroscopy (SERS) biosensor is a rapid and powerful tool for analyzing the chemical composition within a single living cell. To identify the biochemical and genetic characterization of clinical MRSA, all isolates from patients were performed with VITEK2 gram positive (GP) bacterial identification and Antibiotic Susceptibility Testing (AST). Virulence genes of MRSA also were identified by DNA based PCR using specific primers. All isolates, which were placed on a gold coated nanochip, were analyzed by a confocal Raman microscopy system. All isolates were identified as S. aureus by biochemical tests. MRSA, which exhibited antibiotic resistance, demonstrated to be positive gene expression of both femA and mecA. Furthermore, Raman shift of S. aureus and MRSA (n=20) was perfectly distinguished by a confocal Raman microscopy system. This novel technique explained that a SERS based confocal Raman microscopy system can selectively isolate MRSA from non-MRSA. The study recommends the SERS technique as a rapid and sensitive method to detect antibiotic resistant S. aureus in a single cell level.