III-nitride nanowire arrays driven by diffusion-induced process of plasma-assisted molecular beam epitaxy (PA-MBE) has provided straight and axially-grown one-dimensional (1-D) nanostructures for optoelectronic device applications. As compared with the planar layer platform, nanowires-based epitaxial growth technology has distinct advantages of dislocation-free nature combined with reduced...
‘양자 물질의 시대가 도래했다.’
1926년 양자역학이 본격적으로 꽃피우기 시작한 이래로 다양한 미시적 세상의 입자들의 거동이 규명되었다. 특히 미시적 입자들은 집합체를 이룸으로써 무한히 다양한 물질을 구성하고 이들의 양자역학적 거동은 ‘발현 성질(emergent property)’을 이끌어낸다. 초전도성, 자성과 스핀, 강유전성, 위상물성과 강한 상호작용계 같은 기초물리학적인 현상은 물론 반도체 물성, 양자컴퓨터 및 에너지 밴드 구조를 통한 물질간 화학반응 등의 응용적 현상 등 물질 종류의 다양성만큼이나 발현 성질 또한 다양하고 비로소 양자 물질의 시대가 시작됐다고 할 수 있다.
양자 물성은 극한의 환경을 요구한다. 극저온 혹은 높은 압력에서 보이는 초전도성, 저온 및 특별한 자기장 환경을...
알렉산드라이트(Alexandrite, Cr3+:BeAl2O4)의 형광 수명은 약 0.066〜1540 ms로 온도에 따라 변하며, 온도가 높아질수록 상준위 수명이 짧아지고, 상온에서는 약 250㎲〜300㎲이다. Cr:BeAl2O4의 방출 스펙트럼은 0.68㎛〜0.82㎛ 정도이고, 결정은 3축 중에서 b-축의 편광이 가장 효율적인 방출(emission) 특성을 나타내므로 a-축 또는 c-축을 rod 축으로 하고 b-축을 rod 축에 수직이 되도록 제작하고 있다. 여기상태와 방출상태의 흡수단면적이 같아지는 파장은 각각 0.83㎛와 0.68㎛이다. 이 영역(0.68~0.83㎛)을 벗어나면 실제적으로 레이저 발진은 불가능하게 된다. 그리고 이 단면적은 온도에 따라 변하는데 파장 0.77㎛에서 유효 유도 방출...
We demonstrate digital alloy (DA) Al0.4Ga0.07In0.53As PIN structures nearly lattice-matched to InP substrates. Ternary and quaternary alloys on InP substrates have suffered from phase separation during the growth. The thin AlInAs and InGaAs layers were periodically stacked as a superlattice. Using photoluminescence (PL) spectroscopy, we have studied the thickness effect in AlGaInAs PIN...
Recently, low-carbon green energy developing units are getting much attention due to the exhaustion of energy and environmental issues. The wind power generator, a typical low-carbon green energy developing unit, has less influence on the weather. Also, its generation quantity compared to the ground contact area has a point. Moreover, the generation quantity can be expanded through enlarging...
두께가 1 mm인 Nd:YVO4 결정을 출력이 1 W이고 파장이 808 nm인 레이저 다이오드로 종펌핑하여 CW 레이저를 발진 시키고 시뮬레이션 결과와 비교하였다. 파장이 1064 nm인 레이저의 발산각, M2, 포인팅 안정성(pointing stability) 등을 공진기의 길이를 달리하며 측정하였으며, 공진기 길이가 늘어날수록 M2는 감소하였다. 이 공진기에 초기 투과율이 95%인 Cr:YAG 결정을 넣어서 수동형 Q-스위칭된 펄스 출력이 나오게 하였으며, 펄스 레이저의 반복율과 시간폭을 측정하였다.
The recent bottom-up synthesis of a crystal lattice of nanoporous graphene (NPG) gives a way of making new multifunctional carbon material [1]. In addition, by forming NPG/graphene (Grp) bilayers, graphene can exhibit various functionalities depending on the sizes, shapes, and periodicity of nanopores in NPG. Here, we present two mechanisms for the electric-field-tunable bandgap in NPG/Grp...
Since the chirality by the inversion symmetry breaking has been observed in magnetic ordered system,[1] researches on the system with asymmetric exchange coupling were actively investigated.[2] Here, diverse reports proves that the chirality affects to the dynamic and static characteristics of spin phenomena, so it also influences on the magnetization switching.[3-6] However, in the view of...
The W$_{18}$O$_{49}$ nanostructures assembled on carbon felt electrodes (WNAC) were fabricated using a simple solvothermal method. We report the effect of surface modification of Carbon felt (CF) and morphology of nanostructure on supercapacitor performance. The CF was pre-treated with HNO3 to form oxygen-containing groups on the surface. The pretreatment of CF promotes the uniform...
The valleys in transition metal dichalcogenide monolayers have received great attention as new degrees of freedom to encode and store information due to easy addressing using circular light. However, the valley information is easily depolarized and the resonant generation of the valley excitons must be required for achieving high degrees of valley polarization. In this work, we demonstrate the...
Organic-inorganic hybrid perovskites are promising active materials for optoelectronic and photovoltaic applications due to their large exciton binding energy, long carrier diffusion length, and tunable band gap [1-3]. Interestingly, these perovskites experience the crystalline phase transition depending on the temperature, where the intrinsic excitonic properties can be largely altered. Until...
Purpose: The purpose of this study is to make a heterogeneous phantom that reproduce the commercial Rando phantom by mixing the plaster powder and the poly lactic acid (PLA) powder.
Methods: In order to match the mean Hounsfield units (HU) values of Rando phantom, the bone tissue changes from plaster and PLA powder 0% to 35% to find an appropriate HU value, and soft tissue changes the...
GaAs 기판 위에 MBE를 통해 성장시킨 InAs 양자점을 PL과 PR을 이용하여 광 특성을 확인하였다. 샘플은 n+ GaAs 기판 위에 n=41018 cm-3의 도핑농도를 가지는 n-GaAs 버퍼를 5000Å 성장시키고 그 위에 n=31016 cm-3의 농도를 가지는 Si로 도핑된 n-GaAs층을 3100Å쌓고 그 위에 InAs 양자점을 MBE를 통해 성장시켰으며 그 위에 AlAs 배리어를 10Å만큼 쌓고 top layer로는 n=3*1016 cm-3의 도핑농도를 가지는 Si로 도핑된 n-GaAs를 2500Å만큼 쌓았다. 633nm의 여기광을 사용하여 20K에서 PDPL을 진행한 결과 1.49 eV 에서 GaAs 기판의 피크를 확인 할 수 있었으며 1.35 eV, 1.39 eV에서 InAs...
The Green-Kubo theory of atomic heat transport relies on the ambiguous decomposition of total energy into energies of individual atoms. The key challenge is to understand how thermodynamic properties such as heat conductivity can emerge from inherently ill-defined atomic energies. Here, we show that such ambiguity can be exploited as a guide to construct a general theory of heat transport by...
Hitting time in random walks on graphs is a substantial quantity for classical and quantum studies of Markov chains. The connection between random walks and electric networks has been recognized for long time. Recently, the expression of hitting time was introduced in terms of the effective resistance and the total conductance. This expression has been used as a key element for proof of...
The optical properties of InAsxP1-x metamorphic buffers grown by metal-organic chemical vapor deposition (MOCVD) on InP substrates have been investigated. From photoreflectance spectrum, the optical bandgap energy shows around the 0.81 eV, 0.72 eV, and 0.61 eV with As composition x= 0.5,0.55, and 0.7, respectively. Furthermore, the Franz-Keldysh oscillation (FKO) signal shown above at...
One effective antitumoral nano therapy is magnetic hyperthermia, which is mediated by magnetic nanoparticles, primarily for its capacity to eradicate malignancies. The present magnetic hyperthermia with nanoparticles is an experimentally explored method for eliminating cancer cells. Spinel ferrites' regulated particle size and superparamagnetic properties are essential for magnetic...
An in-depth investigation was carried out to determine the relationship between morphological, structural conversion, and photoelectrochemical water-splitting properties of β-$Bi_2O_3$ nanostructured thin film annealed at temperatures ranging from $500^oC$ to $650^oC$. Apart from the phase transformation it has also been observed that the basic nanostructure were converted from nanoflakes to...
Among the various transition metal oxide semiconductor nanomaterials, cupric oxide (CuO) is getting attention due to low cost, easy synthesis, and its attractive physical/chemical properties. CuO is considered as a p-type semiconductor due to the presence of copper vacancies and has narrow band gap of ~1.4 eV. Thus, CuO nanostructure is used as various electronic applications such as solar...
During collision among the particles, energy or mass exchange occurs and leads to changes in the trajectories of the collision of the particles; therefore, it's essential to analyze the physical information regarding the interactions. Many researchers have studied particles with their initial energies in a relatively uniform or gradient static energy landscape. Nonetheless, the locomotion of...
High-performance chip inductors are essential components in hyper-frequency applications, in particular, radio frequency. Among the different types of inductors, wire inductors have shown high Q-factor and self-resonance frequency thanks to their low resistance and parasitic capacitance between coils, making this type an excellent component to be used in automotive applications.
In this...
Pseudospin, a degree of freedom in a two-level quantum system of two sublattices, is a basic quantum number posing the fundamental symmetry prone to the electronic nature of graphene. We propose an extended Hamiltonian to involve the SU(2) rotation of pseudospin for the electron-phonon scattering, which has a significant merit over the conventional second-quantized polar coupling. A phonon...
Bilayer quantum Hall systems host quantum phases which cannot be realised in single-layer systems. Bose–Einstein condensation is the prototypical example where electron and hole excitations from different layers form exciton condensates owing to interlayer Coulomb interactions. However, such an exotic quantum state has only been realised at sub-Kelvin temperatures in conventional GaAs systems,...
Hexagonal phases where 3d transition metals are involved may show intriguing phenomena derived from spin frustration. Herein we report single crystal growth of isostructural T_(2-x)Sn hexagonal phases and their magnetic behaviors. All single crystals were grown by flux method. We found Mn_3Sn_2 and Fe_5Sn_3 exhibited ferromagnetic ordering. Fascinatingly, Mn_3Sn_2 exhibited spin...
Superparamagnetic nanoparticles for local hyperthermia have taken the interest of researchers as it is one of the safest ways nowadays for local tumor treatment using the heat possibility of the magnetic nanoparticles in the presence of an AC magnetic field. Iron oxide nanoparticles have been considered for magnetic hyperthermia application for a long time ago and have been widely studied....
The theoretical model, which is based on the density functional approach, has been developed for studying the electrostatic adsorption of uniformly charged soft and hard spherical ions confined in the charged electrode, where the charge is uniformly smeared on the surface and uniformly smeared inside a sphere. The present theory explains the layering phenomenon arising from the packing effect...
We analyzed the detectivity in different type of planar Hall magnetoresistive sensors by varying parameters such as power operating mode, geometry, sensor stack, and temperature. Voltage noise characteristics in 0.5-200 Hz and sensor sensitivity are measured in an unshielded environment. We observed less significant Barkhausen noise in planar Hall magnetoresistive sensor configuration. We...
To investigate the potential barrier effect in the localized electric field of a quantum dot solar cell, we fabricated it with and without 2.8nm Al0.75Ga0.25As potential barriers. The localized electric fields of both structures with and without potential barriers were estimated using a fast Fourier transform of photoreflectance spectra. The signal of the wetting layer and Franz-Keldysh...
It has been suggested that thin FePt (or CoPt) layer can be formed by intermixing in general Pt/FM structures such as Pt/Fe(Co) or Pt/CoFeB structures. The addition of the inter-mixed layer, such as a dusting layer, is expected to affect various interfacial properties such as interfacial perpendicular magnetic anisotropy and spin Hall angle, and so on. In the case of the Dzyaloshinskii-Moriya...
Transition metal dichalcogenides (TMDs), such as Tungsten disulfide (WS2) is a promising alternative non-noble metal catalysts to drive the electrocatalytic hydrogen evolution reaction (HER) and oxygen evolution reaction (OER). However, their electrocatalytic performance is critically limited by the low density of active sites as well as their low electrical conductivity in a pristine form....
Molybdenum disulfide (MoS2) is synthesized by the easy hydrothermal method for bifunctional electrocatalysts. Time-dependent hydrothermal treatment was applied for the MoS2 synthesis from 6 to 72 hours. The synthesized sample at 200°C for 48 hours exhibits the best performance for hydrogen evolution reaction (HER) and oxygen evolution reaction (OER) activity. The morphology of MoS2 changed...
Electronic band structure and wavefunction determine the topology of a specific material. The signature of topology has been observed by various physical quantities like anomalous hall current, high-harmonic generation, circular dichroism, etc. Here, we theoretically present a new fingerprint of topology through the photoemission delay, which manifests the microscopic dynamics of the quantum...
다양한 산소분압에서 VO$_2$ 박막을 n-GaN 층 위에 제작하고 결정구조, 온도에 따른 저항, 이종 접합구조의 전류-전압 특성, 광기전력 효과를 조사하였다. x-선 회절 측정으로 (0002) n-GaN 층 위에 (100) VO$_2$ 층이 이종 에피탁시 박막으로 성장됨을 확인하였으며, 온도에 따른 저항 측정으로 (100) VO$_2$ 박막이 약 350 K에서 부도체-금속 상전이를 함을 확인하였다. VO$_2$/n-GaN의 접합구조의 전류-전압 곡선은 상온에서 정류 비율이 약 100이었지만 VO$_2$가 금속으로 상전이 함에 따라 정류특성을 거의 사라졌다. 또한, 상온에서 UV 빛을 쪼였을 때 VO$_2$/n-GaN의 접합구조는 뚜렷한 광기전력 효과와 UV 켜짐/꺼짐에 따라 광전류의 스위칭 현상이...
펄스레이져 증착법(PLD)를 이용하여 MgAl$_2$O$_4$(001) 기판 위에 다양한 두께를 갖는 에피탁시 NiCo$_2$O$_4$ 박막을 제작하였다. X선 회절 실험에서 박막 피크 주변에 간섭무늬가 관찰되었으며, 간섭무늬의 주기로부터 박막의 두께가 12 nm - 103 nm임을 알 수 있었다. 두께에 따른 XRD 박막 피크 위치로부터 NiCo2O4의 격자상수는 두께가 60 nm일 때 0.8203 nm로 최소였으며, 락킹커브 반전치폭으로부터 박막의 두께가 증가할수록 결정성이 좋아짐을 알 수 있었다. 원자힘 현미경(AFM) 이미지에서 두께가 증가할수록 박막 표면에 작은 알갱이들이 많아졌다. 그리고 박막의 수직 자기이방성은 박막 평면에 수직 방향으로 자기장을 걸고 자기광 커 효과(MOKE)를 측정하여...
5 G, 6G 및 레이더 통신 기술 등의 급속한 발달로 인하여 밀리미터파 대역의 전자부품 및 기기들의 성능 저하 방지 및 전자 부품 및 기기들 간의 전자파 간섭 차단을 위한 차폐 흡수 등의 전자파 대책 기술에 대한 수요가 급증하고 있다 기존의 전자파 차폐 흡수 다기능 복합소재 연구는 수 GHz 이하 대역에서 차폐 성능 위주의 소재 개발에 집중되어 있으며 최근 소자 간 노이즈 간섭 문제 해결 요구가 증가하였다 무선통신기기의 모바일 AP 등 구 GHz 대역의 성능을 요구하는 부품들도 존재하지만 기존에 사용되던 것과 크게 다르지 않은 소재로 실제 고주파 영역 흡수 차폐 소재는 개발 사례가 적다 이에 대한 대책으로서 차폐 흡수체의 자성 유전 필러들의 형상 제어 및 구조의 하이브리드화 연구가 진행되고 있다 본...
LiPON은 대표적인 고체 전해질이며,대부분의 경우 물리기상증착 (PVD) 방법으로 제작이 된다. 본 연구는 기상화학증착법에서 LiPON 증착 시 발생하는 대표적인 양극재 물질인 LCO의 열화에 관한 것이다. LiPON 전해질의 질화를 위해서 암모니아가 주로 사용되며, 이때 양극재 물질인 LCO에서 암모니아 산화과정이 일어난다. 본 연구는 암모니아 분위기에서 LCO 열화 기구를 규명하였다. 그리고 LCO의 암모니아 산화를 방지층으로 초박막의 산화알루미늄을 사용하였으며, 그 효과를 확인하였다.
윈도우 셔터는 광학적 특성을 이용하여 빛의 투과 및 산란 상태를 조절하여 능동적, 혹은 수동적으로 빛의 투과여부를 조절할 수 있다[1]. 사용자의 의향에 따라 투명 및 불투명 상태를 조절할 수 있는 윈도우 셔터는 프라이버시 보호 등 폭넓은 분야에서 사용되고 있다. 이러한 윈도우 셔터들 중에서 액정을 활용한 윈도우 셔터들은 투과 상태와 산란 상태를 전환시키기 위해 필요로 하는 전압이 매우 크다는 단점들을 지닌다. 위와 같은 이유로 액정을 활용한 윈도우 셔터들은 사용에 있어 항상 감전의 위험성을 지니고 있다. 그렇기에 낮은 전압에서 구동시킬 수 있는 윈도우 셔터에 대한 연구를 필요로 한다[2-3].
액정을 이용한 윈도우 셔터의 구동 전압을 낮추기 위한 방법으로 액정에 강한 UV 광을 조사하는 방법을...
전기조절이 가능한 윈도우셔터는 내외부의 빛의 출입을 자유롭게 조절하여 개인의 사생활 보호하는 동시에 주위 환경에 따라 빛의 출입량을 적절히 변화시켜 사용자에게 쾌적한 환경을 제공하는 윈도우를 말한다. 본 연구에서는 액정셀의 두께, 염료의 양, 그리고 카이럴 도펀트에 의해 생성되는 트위스트각이 다른 다양한 조건의 액정염료형 윈도우셔터를 제작하여, 전압의 변화에 따른 최적의 투과율 변화의 조건을 찾는 실험하였다. 실험 결과 제안된 액정염료형 윈도우셔터는 최적의 조건에서 액정셀에 가해지는 전압을 조절하여 45%정도 가변시킬 수 있어 다양한 분야에 활용될 수 있을 것으로 기대한다.
MBE 장비를 이용하여 디지털 합금(Digital Alloy, DA) 방식으로 성장된 InGaAlAs 다중 양자 우물(Multiple Quantum Wells, MQWs)구조의 광 특성을 조사하였다. 700도, 750도, 800도와 850도에서 급속 열처리(Rapid Thermal annealing, RTA)된 MQWs의 광학적 특성 변화를 알아보기 위해 photoluminescence와 photoreflectance의 방법을 이용하여 연구하였다. 14K에서 PL 세기 의존성 결과 0.3 mW/cm2 부근에서 850도로 RTA된 샘플에서 뚜렷한 피크 2개를 관측하였다. 이는 높은 어닐링 온도로 인해 MQWs 내에 다른 에너지 준위의 형성됨을 알 수 있다. 300K에서 PR의 결과 0.92eV와...
이 연구의 목적은 온라인 해외교육봉사 활동에 참여하는 예비교사의 경험을 질적으로 기술하고, 이러한 활동이 갖는 효과성을 과학 교수효능감 측면에서 분석하는 것이다. 연구 참여 대상은 경북 소재 사범대학 예비교사 17명이며, 연구의 맥락은 국립국제교육원에서 주관하는 해외교육봉사사업의 일환인 필리핀 해외 교육봉사활동이다. 온라인 해외교육봉사활동은 필리핀 안티케(Antique) 주(州) 시발롬(Sibalom) 지역 초등학생 및 중학생 93명을 대상으로 60시간 동안 진행되었다. 참가신청서, 수업도중 작성한 반성일지, 사후 평가지, 면담 등의 자료를 수집하였으며, 수집한 자료는 근거이론을 바탕으로 질적으로 분석하였다, 또한 이윤정과 임성민(2010)의 연구를 바탕으로 참여한 예비교사들의 과학교수효능감을...
현대 사회에서 양자역학의 중요성은 더 언급할 필요가 없을 정도로 지대하다. 양자역학이 실생활에 미치는 영향은 최근에는 양자 기술 (quantum technology)이라는 이름으로 더욱 확장되고 있다. 양자 기술은 국가의 핵심 전략기술로 간주되기 시작하면서 정부는 2021년에 ‘양자 기술 연구개발 투자 전략’을 발표했으며 국회에서는 2022년 초에 ‘양자 기술 개발 및 산업화 촉진에 관한 법률’을 입법하였다. 이 법률안에는 초중등학교 수준에서 양자 기술 관련 교육을 포함할 것이 포함되어있기도 하다. 그러나 당장의 현실은 초중등학교 수준에서 양자 기술 교육에 대한 사회적 수요에 대응하기가 어려운 실정이다. 이 연구에서는 초중등학교 수준에서 양자 기술을 포함하는 양자물리 교육을 도입하기 위한 기초...
마그네타이트(Fe₃O₄)는 지구상에서 가장 흔한 강자성체로서 다양한 분야로 활용되고 있다. 본 연구에서는 마그네타이트의 적용성 확대를 위하여 나노 크기의 마그네타이트 입자 표면에 다층의 그래핀이 형성된 Fe-그래파이트 코어쉘(Fe-graphite core-shell) 입자를 합성하였다. Fe-graphite core-shell은 열화학기상증착법(Thermal Chemical Vapor Deposition)를 이용하였고, 합성온도에 따른 합성 경향성을 확인하기 위하여 각각 600℃, 800℃, 1000℃, 1100℃에서 합성을 진행하였다. 합성과정에서 마그네타이트는 환원되어 FeO와 Fe로 변화됨을 확인하였고 FeO, Fe와 Fe₃O₄의 비율은 합성온도에 따른 경향성을 가짐을 확인하였다. 합성된...
In double-layer quantum Hall systems, collective modes represented by odd integer quantum Hall states are driven by the competition between interlayer and intralayer Coulomb interactions. However, such unusual quantum Hall states are only available at sub-kelvin temperatures owing to weak interlayer Coulomb interactions. Here, we report stable odd integer quantum Hall states, $\nu_{tot}$ = -1...
