• Nuclear Engineering and Technology
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• 제55권3호
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• pp.958-967
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• 2023

This work studies the defect features in a dilute FeMnNi alloy by an Object Kinetic Monte Carlo (OKMC) model based on the "grey-alloy" method. The dose rate effect is studied at 573 K in a wide range of dose rates from 10^-8 to 10^-4 displacement per atom (dpa)/s and demonstrates that the density of defect clusters rises while the average size of defect clusters decreases with increasing dose rate. However, the dose-rate effect decreases with increasing irradiation dose. The model considered two realistic mechanisms for producing <100>-type self-interstitial atom (SIA) loops and gave reasonable production ratios compared with experimental results. Our simulation shows that the proportion of <100>-type SIA loops could change obviously with the dose rate, influencing hardening prediction for various dose rates irradiation. We also investigated ways to compensate for the dose rate effect. The simulation results verified that about a 100 K temperature shift at a high dose rate of 1×10^-4 dpa/s could produce similar irradiation microstructures to a lower dose rate of 1×10^-7 dpa/s irradiation, including matrix defects and deduced solute migration events. The work brings new insight into the OKMC modeling and the dose rate effect of the Fe-based alloys.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1995년도 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1385-1387
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• 1995

The Monte Carlo method for studying the steady-state behavior of electrons under the influence of a electric field is described. In this simulation used a Free Flight Time technique based on determination of the increase in kinetic energy between two collisions. The electron behavior in the cathode region of a corona discharge has been analysed using this method; spatial variations of the energy and excitation, ionization, and the multiplication of electrons were discussed.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제6회(2017년)
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• pp.64-74
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• 2017

본 연구에서는 동역학 격자기반 대정준 Monte Carlo (Kinetic Lattice Grand Canonical Monte Carlo, KLGCMC) 모의실험 방법과 Poisson-Nernst-Planck (PNP) 계산 방법을 이용하여 이온채널의 전하분포, 채널 반지름, 그리고 이온의 농도와 이온의 크기가 이온전류와 이온전도도에 미치는 영향과, 이온 간 상관관계 (correlation)가 이온전류와 이온전도도에 미치는 영향을 조사하였다. 이로부터 이온 간 상호작용에 의해 이온 이동에 제약이 가해지는 이온 간 상관관계 효과는 채널 내 이온 수가 증가할수록 커지는 것을 알 수 있었다. 또한, 평균장 이론에 기반한 PNP 이론은 이온 간 상관관계 효과를 적절하게 기술하지 못하며, 이온 간 상관관계 효과가 중요해지는 이온 채널 관련 결맞음 공명 (coherence resonance) 등 특이 현상을 연구하기 위해서는 이온 간 상관관계를 기술할 수 있는 KLGCMC 모의실험 방법이 필요함을 알 수 있었다.

• ETRI Journal
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• 제44권3호
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• pp.504-511
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• 2022

Monte Carlo simulations show that, as temperature increases, the average kinetic energy of channel electrons in a GaN transistor first decreases and then increases. According to the calculations, the relative energy change reaches 40%. This change leads to a reduced barrier height due to quantum coupling among the three-dimensional motions of channel electrons. Thus, an analysis and physical model of the gate leakage current that includes drift velocity is proposed. Numerical calculations show that the negative and positive temperature dependence of gate leakage currents decreases across the barrier as the field increases. They also demonstrate that source-drain voltage can have an effect of 1 to 2 orders of magnitude on the gate leakage current. The proposed model agrees well with the experimental results.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2000년도 제18회 학술발표회 논문개요집
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• pp.138-138
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• 2000

Kinetic behaviors of homoepitaxial growth on Ni(110) surface was studied at the growth-temperature ranges 290~380 K with scanning tunneling microscopy. At low temperature (~290 K), deposited Ni grows layer-by-layer mode in the first several layers with one-dimensional islands but eventually (at > monolayers) forms three-dimensional islands througy the kinetic shortening of the average length of one-dimensional islands. At the intermediat temperature (~340 K), the three-dimensional islands were observed to be I) regular mesa-like structure with high aspect ratio (~1:10) at ~15 monolayer, ii) hut-like structure with low aspect ratio (~1:1.5) at ~35 monolayer, and iii) rounded mound structure at ~55 monolayers, due to the competition of kinetic and energetic terms. At the high temperature (~ 380 K), the flat surface with layer-by-layer mode was observed up to 50 monolayers. Microscopic orgins for the observations will be discussed on the basis of kinetic Monte Carlo simulations.

• Journal of the Korean Data and Information Science Society
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• 제26권4호
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• pp.813-826
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• 2015

본 연구는 화학 반응 모형의 추정 문제를 다루고 있다. 화학 반응 모형이란 생화학 분야에서 종(species) 들 간의 상호작용을 통한 변화 과정을 설명하기 위한 모형으로 생화학 분야 뿐 만 아니라 질병의 확산과정을 설명하는데 적용하는 모형이다. 본 연구에서는 화학 반응 모형 안에서 종들의 움직임이 확률적이라는 가정하에 Gillespie 알고리즘을 이용하여 모형 추정을 위한 우도함수를 구축하였다. 제한적인 자료구조 하에서 베이지안 접근법에 기반하여 MCMC (Markov chain Monte Carlo)방법에 기반한 모수의 추정 방법을 제안하였다. 제안된 방법들은 생태계 포식자-피식자 관계를 설명하기 위한 Lotka-Volterra 모형과 유전자 전사 (gene transcription) 과정을 설명하기 위한 L1 retrotransposition 모형에 적용하였다. 그 결과 우수한 추정 결과를 보였다.

• 한국결정성장학회:학술대회논문집
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• 한국결정성장학회 1999년도 PROCEEDINGS OF 99 INTERNATIONAL CONFERENCE OF THE KACG AND 6TH KOREA·JAPAN EMG SYMPOSIUM (ELECTRONIC MATERIALS GROWTH SYMPOSIUM), HANYANG UNIVERSITY, SEOUL, 06월 09일 JUNE 1999
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• pp.69-80
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• 1999

Computer simulations have played a central role in the development of out understanding of the atomic scale processes involved in crystal growth. The assumptions underlying computer modeling will be discussed and out recent work on modeling of the kinetic formation of thermodynamically unstable phases in alloys or mixtures will be reviewed. Our Monte Carlo computer simulations have reproduced the experimental results on the rapid recrystallization of laser-melted doped silicon. An analytical model for this phenomenon has been developed, and its applicability to other materials will be discussed.

• 한국결정성장학회지
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• 제9권4호
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• pp.365-370
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• 1999

Computer simulations have played a central role in the development of our understanding of the atomic scale processes involved in crystal growth. The assumptions underlying computer modeling will be discussed and our recent work on modeling of the kinetic formation of thermodynamically unstable phases in alloys or mixtures will be reviewed. Our Monte Carlo computer simulations have reproduced the experimental results on the rapid recrystallization of laser-melted doped silicon. An analytical model for this phenomenon has been developed, and its applicability to other materials will be discussed.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
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• pp.209-209
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• 1999

현재 magnetron sputter는 반도체, LCD 등을 포함하는 microelectronics 산업에서 박막형성을 위한 주요 장비로 널리 쓰이고 있으며, 소자의 고집적화 및 대형화 추세에 따라 그 이용가치는 더욱 증대되고 있다. 본 연구엣는 TFT-LCD용 Color Filter 제조시 ITO박막형성을 위해 사용하는 magnetron sputter 내부의 플라즈마 분포 및 ion kinetic energy에 대한 해석을 실시하였으며, ITO target의 erosion 형상의 원인을 실험결과와 비교하였다. Magnetron sputtering은 target에 가해지는 bias 전압(DC 혹은 RF)에 의해 target과 shield 혹은 target과 substrate 사이에서 생성될 수 잇는 플라즈마를 target 및 부분에 붙어있는 영구자석을 이용하여 target 근처에 집중시키고, target 표면과 플라즈마 사이의 전위차에 의해 가속된 이온들이 target 표면과 충돌하여 이차 전자방출을 일으킴과 동시에 target 표면에서 sputtering을 일으키고, 이들 sputtered 된 중성의 atom 들이 substrate로 날아가 박막을 형성하는 원리로 작동된다. 이때 target에서 방출되는 이차전자들은 영구자석에 의한 자기장 효과에 의해 target 근처에 갇히게 되어 중성 기체분자들과 이온화반응을 통해 플라즈마를 유지하고 그 밀도를 높혀주는 역할을 담당하게 된다. 즉 낮은 압력 및 bias 전압에서도 플라즈마 밀도를 높일수 있고 sputtering 공정이 가능한 장점을 가지고 있다. Magnetron sputtering 현상에 대한 시뮬레이션은 크게 magnetron discharge와 sputtering에 대한 해석 두가지로 나누어 볼 수 있는데, sputtering 현상 자체를 수치묘사할 수 있는 정량적인 모델은 아직까지 명확하게 정립되어 있지 않다. 따라서 본 연구에서는 magnetron plasma 자체에 대한 수치해석에 주안점을 두고 아울러 bulk plasma 영역에서 target으로 입사하는 이온들의 입사에너지 및 입사각도 등을 Monte Carlo 방법으로 추적하여 sputtering 현상을 유추해보았다. Sputtering 현상을 살펴보기 위해 magnetron sputter 내 플라즈마 밀도, 전자온도, 특히 target 및 substrate를 충돌하는 이온의 입사에너지 및 입사각 분포등을 계산하는데 hybrid 방법으로 시뮬레이션을 하였다. 즉 ion과 bulk electron에 대해서는 fluid 방식으로 접근하고, 이차전자 운동과 그로 인한 반응관계 및 target으로 입사하는 이온의 에너지와 입사각 분포는 Monte-Carlo 방법으로 처리하였다. 정지기장해석의 경우 상용 S/W인 Vector Fields를 사용하였다. 이를 통해 sputter 내 플라즈마 특성, target으로 입사하는 이온에너지 및 각 분포, 이들이 target erosion 형상에 미치는 영향을 살펴보았다. 또한 이들 결과로부터 간단한 sputtering 모델을 사용하여 target으로부터 sputter된 입자들이 substrate에 부착되는 현상을 Monte-Carlo 방법으로 추적하여 성막특성도 살펴보았다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제39권3호
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• pp.205-214
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• 2014

Purpose: Phytosanitary irradiation treatment can effectively control regulated pests while maintaining produce quality. The objective of this study was to establish the best irradiation treatment for mangosteen, a popular tropical fruit, using a Monte Carlo simulation. Methods: Magnetic resonance image (MRI) data were used to generate a 3-D geometry to simulate dose distributions in a mangosteen using a radiation transport code (MCNP5). Microsoft Excel with visual basic application (VBA) was used to divide the image data into seed, flesh, and rind. Radiation energies used for the simulation were 10 MeV (high-energy) and 1.35 MeV (low-energy) for the electron beam, 5 MeV for X-rays, and 1.25 MeV for gamma rays from Co-60. Results: At 5 MeV X-rays and 1.25 MeV gamma rays, all areas (seeds, flesh, and rind) were irradiated ranging from 0.3 ~ 0.7 kGy. The average doses decreased as the number of fruit increased. For a 10 MeV electron beam, the dose distribution was biased: the dose for the rind where the electrons entered was $0.45{\pm}0.03$ kGy and the other side was $0.24 {\pm}0.10$ kGy. Use of an electron kinetic energy absorber improved the dose distribution in mangosteens. For the 1.35 MeV electron beam, the dose was shown only in the rind on the irradiated side; no significant dose was found in the flesh or seeds. One rotation of the fruit while in front of the beam improved the dose distribution around the entire rind. Conclusion: These results are invaluable for determining the ideal irradiation conditions for phytosanitary irradiation treatment of tropical fruit.