Switching an elementary excitation by injecting a single carrier would offer the exciting opportunity for the ultra-high data storage technologies. However, there has been no methodology available to investigate the interaction of low energy discrete carriers with nano-structures. In order to map out the spatial dependency of such single carrier level interactions, we developed a pulse-and-probe algorithm, combining with low temperature scanning tunneling microscopy. The new tool, which we call single carrier spectroscopy, allows us to track the interaction with the target macrostructure with tunneling carriers on a single carrier basis. Using this tool, we demonstrate that it is possible not only to locally write and erase individual bi-solitons, reliably and reversibly, but also to track of creation yields of single and multiple bi-solitons. Bi-solitons are pairs of solitons that are elementary out-of-phase excitations on anti-ferromagnetically ordered pseudo-spin system of Si dimers on Si(001)-c(42) surfaces. We found that at low energy tunneling the single bisoliton creation mechanism is not correlated with the number of carriers tunneling, but with the production of a potential hole under the tip. An electric field at the surface determines the density of the local charge density under the tip, and band-bending. However a rapid, dynamic change of a field produces a potential hole that can be filled by energetic carriers, and the amount of energy released during filling process is responsible for the creation of bi-solitons. Our model based on the field-induced local hole gives excellent explanation for bi-soliton yield behaviors. Scanning tunneling spectroscopy data supports the existence of such a potential hole. The mechanism also explains the site-dependency of bi-soliton yields, which is highest at the trough, not on the dimer rows. Our study demonstrates that we can manipulate not just single atoms and molecules, but also single pseudo-spin excitations as well.
Mohd Aizuddin Zakaria;Mohammad Khairul Azhar Abdul Razab;Mohd Zulfadli Adenan;Muhammad Zabidi Ahmad;Suffian Mohamad Tajudin;Damilola Oluwafemi Samson;Mohd Zahri Abdul Aziz
Nuclear Engineering and Technology
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제56권1호
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pp.301-308
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2024
Ceramic materials are being explored as alternatives to toxic lead sheets for radiation shielding due to their favorable properties like durability, thermal stability, and aesthetic appeal. However, crafting effective ceramics for radiation shielding entails complex processes, raising production costs. To investigate local viability, this study evaluated Malaysian ceramic tiles for shielding in diagnostic X-ray rooms. Different ceramics in terms of density and thickness were selected from local manufacturers. Energy Dispersive X-ray Fluorescence (EDXRF) and X-ray Fluorescence (XRF) characterized ceramic compositions, while Monte Carlo Particle and Heavy Ion Transport code System (MC PHITS) simulations determined Linear Attenuation Coefficient (LAC), Half-value Layer (HVL), Mass Attenuation Coefficient (MAC), and Mean Free Path (MFP) within the 40-150 kV energy range. Comparative analysis between MC PHITS simulations and real setups was conducted. The C3-S9 ceramic sample, known for homogeneous full-color structure, showcased superior shielding attributes, attributed to its high density and iron content. Notably, energy levels considerably impacted radiation penetration. Overall, C3-S9 demonstrated strong shielding performance, underlining Malaysia's potential ceramic tile resources for X-ray room radiation shielding.
본 연구에서는 다양한 농도의 BCzVBi를 청색 형광도판트, DPVBi를 청색 호스트 물질로 적용한 청색OLED 소자를 제작하였다. 최적화된 고효율 청색 OLED 소자의 적층 구조는 NPB (500 ${\AA}$)/DPVBi:BCzVBi-6%(150 ${\AA}$)/$Alq_3$(300 ${\AA}$)/Liq(20 ${\AA}$)/Al (1000 ${\AA}$)으로 구성되었다. 청색 OLED의 최대휘도는 구동전압 13.8V에서13200 cd/$m^2$이고 전류밀도 및 최대효율은 각각 1000 cd/$m^2$의 휘도에서 26.4 mA/$cm^2$, 구동전압 3.9 V에서 4.24 cd/A 이었다. 도핑된 청색 OLED 소자의 발광효율은 도핑되지 않은 소자의 2배에 이른 반면 색좌표는 (0.16, 0.19)로 서로 비슷하였다. BCzVBi가 6% 도핑된 청색 OLED 445 nm와 470 nm에 2개의 EL 스펙트럼의 Peak이 존재하는 반면 도핑되지 않은 순수한 DPVBi 청색OLED 소자는 456 nm에서의 유일한 Peak만을 보여주고 있다. 이는 호스트 물질인 DPVBi의 LUMO와 도판트 물질인 BCzVBI의 LUMO 사이에 분자 진동에 의한 페르스터 에너지 전이에 기인한 것이다.
Solution processed organic photovoltaic devices have relatively less attention compared to polymer photovoltaic devices even though they have high possibility to be developed because they have both advantages of polymer and organic, such as solution processable, no synthetic batch dependence of photovoltaic performance, high purity and high charge carrier mobility as well as relatively high efficiency (~7%). In addition, solution processed organic photovoltaic devices have an advantage of easiness to study the relationship between the molecular structure and photovoltaic performance due to its simple structure. In this work, five isoindigo based low band gap donor-acceptor-donor (D-A-D) small molecules with different electron donating strength were synthesized for investigating the relationship between the molecular structure and photovoltaic performance, especially, investigating the effects of different electron donating effect of donor group in isoindigo backbone to photovoltaic device performance. The variation of electron donating strength of donor group strongly affected the optical, thermal, electrochemical and photovoltaic device performances of isoindigo organic materials. The highest power conversion efficiency of ~3.2% was realized in bulk heterojuction photovoltaic device consisted of the ID3T as donor and PC70BM as acceptor. This work demonstrates the great potential of isoindigo moieties as electron deficient units as well as guideline for synthesis of donor-acceptor-donor (D-A-D) small molecules for realizing highly efficient solution processed organic photovoltaic devices.
네트워크기술을 이용한 서버-클라이언트 원격의료기술은 특히 의료시설이 낙후된 지방도시의 의료기관에 질 높은 의료서비스를 제공할 수 있는 기술이다. 이러한 기술은 중앙 집중 방식으로 진단과 검사용으로 사용되는 대형 컴퓨터 하드웨어와 소프트웨어를 매우 효율적이고 경제적으로 관리할 수 있게 하게 때문에 궁극적으로는 의료수가를 감소시키는데도 기여할 것이다. 각 환자에 대해 환자 맞춤형 방사선 치료계획은 매우 효율적인 암 치료를 가능하게 하기 때문에 환자와 의사 모두에게 매우 유익한 방법이다. 치료계획전문가들은 환자에게 너무 적은 선량을 주면 암이 계속 재발할 확률이 높고 너무 많은 선량을 주면 환자를 다치게 할 수도 있다는 것을 잘 이해한다. 최고의 해법은 가장 정확한 선량을 주는 것인데 이것은 각 환자의 CT 자료를 기반으로 정확한 선량계획 시뮬레이션 시스템을 사용하는 것이다. 우리는 네트워크 기반과 웹 기반을 이용한 환자 맞춤형 치료계획 시뮬레이션 시스템개발을 위해 관련된 4가지 컴퓨터 프로그램을 개발하고 있다. 환자의 CT자료를 이용하여 각 환자의 표적 자료를 만드는 프로그램, 이 표적자료를 바탕으로 방사선 선량 시뮬레이션을 하는 병렬 몬테카를로 프로그램, 선량주사변수들을 최적화시키는 프로그램, 그리고 계산결과를 시각화하는 프로그램들이다. 모든 소프트웨어는 약 100-200개의 개인컴퓨터로 구성된 클러스터에서 병렬모드로 운영이 된다. 이와 같이 방대한 하드웨어와 소프트웨어의 효과적인 관리를 각 병원에 맡기는 것은 효율적이지 못하기 때문에 이를 중앙에서 관리하면서 각 병원에서는 네트워크나 웹을 통하여 마치 모든 것이 자기 병원에 있는 것과 같이 편리하게 쓸 수 있게 하는 시스템으로 의사와의 계속적인 의사소통은 클라이언트-서버 시스템의 메신저 기능을 이용한다.
Bifacial and semitransparent hydrogenated amorphous silicon (a-Si:H) thin-film solar cells in p-i-n configuration were prepared with front and rear transparent conducting oxide (TCO) electrodes using plasma-enhanced chemical vapor deposition method. Fluorine-doped tin oxide and tin-doped indium oxide films were used as front and rear TCO contacts, respectively. Film thickness of intrinsic a-Si:H absorber layers were controlled from 150 nm to 450 nm by changing deposition time. The dependence of performance characteristics of solar cells on the front and rear illumination direction were investigated. For front illumination, gradual increase in the short-circuit current density (JSC) from 10.59 mA/㎠ to 14.19 mA/㎠ was obtained, whereas slight decreases from 0.83 V to 0.81 V for the open-circuit voltage (VOC) and from 68.43% to 65.75% for fill factor (FF) were observed. The average optical transmittance in the wavelength region of 380 ~ 780 nm of the solar cells decreased gradually from 22.76% to 15.67% as the absorber thickness was changed from 150 nm to 450 nm. In case of the solar cells under rear illumination condition, the JSC increased from 10.81 to 12.64 mA/㎠ and the FF deceased from 66.63% to 61.85%, while the VOC values were maintained at 0.80 V with increasing the absorber thickness from 150 nm to 450 nm. By optimizing the deposition parameters, a high-quality bifacial and semitransparent a-Si:H solar cell with 350 nm-thick i-a-Si:H absorber layer exhibited the conversion efficiencies of 7.69% for front illumination and 6.40% for rear illumination, and average visible optical transmittance of 17.20%.
The extragalactic background suggests half the energy generated by stars was reprocessed into the infrared (IR) by dust. At z~1.3, 90% of star formation is obscured by dust. To fully understand the cosmic star formation history, it is critical to investigate infrared emission. AKARI has made deep mid-IR observation using its continuous 9-band filters in the NEP field ($5.4deg^2$), using ~10% of the entire pointed observations available throughout its lifetime. However, there remain 11,000 AKARI infrared sources undetected with the previous CFHT/Megacam imaging (r ~25.9ABmag). Redshift and IR luminosity of these sources are unknown. These sources may contribute significantly to the cosmic star-formation rate density (CSFRD). For example, if they all lie at 1< z <2, the CSFRD will be twice as high at the epoch. We are carrying out deep imaging of the NEP field in 5 broad bands (g, r, i, z, and y) using Hyper Suprime-Camera (HSC), which has 1.5 deg field of view in diameter on Subaru 8m telescope. This will provide photometric redshift information, and thereby IR luminosity for the previously-undetected 11,000 faint AKARI IR sources. Combined with AKARI's mid-IR AGN/SF diagnosis, and accurate midIR luminosity measurement, this will allow a complete census of cosmic star-formation/AGN accretion history obscured by dust.
코발트-60 근접조사선원을 대체할 Ir-l92 선원주변의 2차원적 선량분포를 얻기 위하여, 조사선량률과, 조직감쇠계수를 구하였다. 조직감쇠계수는 선원에서 20 cm 지점까지 실험식을 구하였다. ?보기 방사능은 조사선량상수를 사용하여 결정하였으며, 2.5mm 직경에 두께 2.5 mm 의 선원은 조직선량을 정하기 위해 선원을 4401 개로 분할하여 선원 자체의 흡수효과와 ?슐벽의 차폐 효과와 조직감쇠계수를 적용하였다. 조직감쇠계수는 4차식을 사용하여 1% 오차범위내에서 실험값을 얻을 수 있었으며, Meisberger 상수는 선원에서 많이 떨어질수록 오차가 커서, 10 cm 위치서 7%, 20 cm 에서 33%의 오차를 발견할 수 있었으나, 겉보기방사능과 선원모양 및 크기가 달라 다른 결과를 가져올 수 있다고 본다. 발표된 Ir-192 선원의 에너지스펙트럼을 이용한 선량률상수는 절삭에너지 10 keV인 경우 4.69 R$cm^2$/mCi-hr을 얻었으며 Air Kerma는 0.973 을 구하였다. 이 실험에서 고안 선원의 분할선원에 의한 선원자체흡수와 ?슐벽에 의한 감쇠는 실선원의 54.6%가 겉보기방사능으로 나타남을 알 수 있었으며, 선량계획에 이용하기 위해 단위 ?보기 방사능에 대한 2차원적 선량표를 준비함으로써 기하학적선량과 선량 비등방성을 쉽게 이용할 수 있도록 하였다.
항문암 및 자궁경부암 치료시 사용되는 고선량률 강내 근접치료기와 병행하여 사용할 원통형 초음파 온열치료가 개발되었다. 온열치료를 위한 에너지원으로 원통형 트랜스듀서가(PZT-8 물질, 길이=1.5 cm 두께=1.5 mm 외경= 2.5cm) 사용되었다. PZT-8 물질의 특성을 측정하기위해 세 개의 단일 엘리멘트 어플리케이터가 제작되었다. PZT 물질을 작동하기 위한 주파수를 결정하기 위하여 벡터 임피던스가 측정되었다. 선택된 물질이 온열치료에 사용될 수 있는지 가능성을 타진하기위해 방사능력을 측정하는 방법으로 각 엘리맨트의 초음파발생 효율을 입력한 전기량과 발생한 초음파량의 비로 계산하였다. 마지막으로 질암의 온열치료에 사용할 수 있는 다채널 초음파 치료기가 디자인 되었다. 임피던스 실험결과 각 엘리맨트 1, 2, 그리고 3에 대해 1.78, 1.77, 그리고 1.77 MHz의 주파수에서 최대 임피더스 값을 얻었다. 방사능력 측정 실험결과 본 연구에서 사용된 에너지 소스는 40와트 이상의 초음파량이 방출되었다. 또한 각 엘리맨트 1, 2, 그리고 3의 평균 효율은 61.4, 65.2, 그리고 54.0% 이다. 본 연구에서 디자인되어진 원통형 초음파 치료기는 질 또는 항문 치료 시 고선량 강내근접치료와 더불어 사용할 수 있음이 증명되었다. 따라서 본 연구에서 개발된 온열 치료기구가 고 선량 강내 근접치료와 함께 사용하여 병변조직의 방사능 민감도를 증가시켜 암 치료효율을 높일수 있다.
사격장 피탄지에 잔류되는 고폭화약으로 인한 환경오염 문제를 해결하기 위해 표면적이 큰 나노입자를 사용한 분해반응을 연구하였다. 수질오염을 가상하여 물에 용해시킨 research department explosive (RDX)와 high melting explosive(HMX) 니트라민 폭발물에 PdO를 첨가하여 313 K에서 분해반응시켰다. 폭발물의 분해반응속도를 측정하기 위해 반응 초기부터 종료시까지 시료 손실없이 반응속도를 측정할 수 있고 스펙트럼을 통하여 반응의 진행 정도를 관찰 가능한 1H NMR을 사용하였다. NMR 피크의 chemical shift 및 peak intensity 분석으로 유사 1차 분해반응이 일어남을 확인하였으며, 측정된 RDX와 HMX의 분해반응 속도상수는 각각 2.10 × 10-2과 6.35 × 10-4 h-1이었다. 본 연구로부터 산화금속 PdO 나노입자는 니트라민 폭발물 분해반응연구에 적용 가능함을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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