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Kim Ha Jin
No full text학위논문(석사)--아주대학교 일반대학원 :에너지시스템학부,2009. 8반도체와 반도체 미세구조의 비선형 광학적 특성은 기존의 전자소자가 안고 있는 물질 내 유효 질량에 의한 운반자 이동 속도의 감소, 전자기적 간섭 잡음 및 병렬처리 방식이 곤란하다는 점 등 여러 가지 한계를 보완 혹은 극복할 수 있는 광소자의 개발 가능성을 제시하고 있을 뿐만 아니라 그 자체가 매우 흥미로운 물리 현상이다.
본 연구에서는 이러한 반도체 물질의 특성 및 성능을 평가하기 위해 시간 상관 단일 광자 계수(Time-Correlated Single Photon Counting; TCSPC)장치를 구성하였고, 이를 이용하여 새로운 광소자로 각광 받고 있는 ZnO 나노구조물 중 nanorod와 nanonail의 광학적 특성을 측정, 분석하였다.
ZnO는 상온에서 3.36 eV의 밴드 갭 에너지와 60 meV의 엑시톤 결합에너지를 가지고 있고 광소자로 많이 쓰이고 있는 GaN와 구조적, 광학적으로 비슷한 특성을 가지고 있어 GaN의 대체 물질로 각광을 받고 있다.
근적외선 영역에서 80 MHz의 반복률을 가지며 150 fs의 펄스폭을 갖는 Ti:sapphire 펨토초 레이저와 Time-to-Amplitude Converter(TAC), Multichannel Analyzer(MCA), Microchannel Plate Photo Multiplier Tubes(MCP-PMT) 및 Photodiode 등을 사용하여 TCSPC 장치를 구성하였다. 또한, 각 구성 장치의 특성을 알아보았고, 이를 이용하여 ZnO 나노구조물의 Photoluminescence와 형광 소멸 시간 측정 하였다.
Thermal Chemical Vapor Deposition(TCVD) 방법으로 제작된 ZnO nanorod와 nanonail의 Photoluminescence와 형광 소멸 시간은 20 ~ 300 K까지 측정 온도의 변화에 따른 특성을 연구하였다. 온도가 증가함에 따라 Photoluminescence의 최대 피크가 낮은 에너지 쪽으로 이동하게 되고 최대 피크의 세기는 점점 작아짐을 확인하였다. 이는 열효과(thermal effect)와 전자-정공 쌍의 분리에 의한 것이라고 해석하였고, 20 K에서 Near Band Edge(NBE) 발광 특성도 알아보았다.국 문 요 약 ⅰ
차 례 ⅱ
그 림 차 례 ⅳ
표 차 례 ⅵ
제 1 장 서 론 1
제 2 장 이 론 3
제 1 절 발광(Luminescence) 4
1항 광발광(Photoluminescence; PL) 4
2항 반도체내에서의 발광원리 6
제 2 절 시분해발광(Time-Resolved Photoluminescence; TRPL) 10
제 3 장 산화아연(Zinc Oxide; ZnO) 11
제 1 절 ZnO의 물성 12
1항 구조적, 물리적 특성 12
2항 광학적 특성 14
3항 ZnO 발광과 엑시톤 16
제 2 절 ZnO 나노 구조물 18
제 3 절 ZnO 나노 구조물 제작 방법 21
제 4 장 시간 상관 단일 광자 계수법(Time-Correlated Single Photon Counting ; TCSPC) 24
제 1 절 TCSPC의 원리 24
제 2 절 TCSPC의 검출 광자 분포 27
제 3 절 결과 처리법 29
제 4 절 TCSPC 시스템 33
1항 레이저 광원 34
2항 전자장치 37
제 5 장 실험 장치 및 실험 결과 40
제 1 절 TCSPC 실험 장치 40
제 2 절 실험 결과 41
1항 Photoluminescence 41
2항 형광 소멸 시간 측정 47
제 6 장 결론 51
참 고 문 헌 53
Abstract 58|그림 1. Photoluminescence 기본 원리 5
그림 2. ZnO 결정 구조 13
그림 3. ZnO의 일반적인 발광 스펙트럼 15
그림 4. ZnO의 결정 내에서의 결함들의 준위 16
그림 5. TCVD의 장비 모식도 22
그림 6. ZnO nanorod의 SEM 영상 23
그림 7. ZnO nanonail의 표면(좌), 측면(우)의 SEM 영상 23
그림 8. TCSPC 원리(위)와 전자 장치(아래)의 개략도 26
그림 9. 펄스폭에 의한 convolution 30
그림 10. TCSPC 시스템 개략도 33
그림 11. Ti:sapphire fundamental(좌)과 SHG(우) 빔의 파장에 따른 출력특성 34
그림 12. Ti:sapphire fundamental 빔의 파장에 따른 스펙트럼 35
그림 13. Ti:sapphire SHG 빔의 파장에 따른 스펙트럼 36
그림 14. CFD의 동작 원리 38
그림 15. TCSPC 실험 장치 모식도 40
그림 16. 250 K에서 ZnO nanorod와 nanonail의 photoluminescence 41
그림 17. 20 K에서 ZnO nanorod와 nanonail의 photoluminescence 43
그림 18. 온도 변화에 따른 ZnO nanonail의 photoluminescence 45
그림 19. 온도 변화에 따른 ZnO nanonail의 피크 위치 45
그림 20. 온도 변화에 따른 ZnO nanorod의 photoluminescence 46
그림 21. 250 K에서 ZnO nanorod의 형광 소멸 곡선 48
그림 22. 250 K에서 ZnO nanonail의 형광 소멸 곡선 48
그림 23. 온도 변화에 따른 ZnO nanorod의 형광 소멸 곡선 50|표 1. ZnO의 물리적 성질 13
표 2. 저온 photoluminescence에서의 ZnO 발광 원인별 영역 17
표 3. Ti:sapphire fundamental(좌)과 SHG(우) 빔의 파장에 따른 출력값 35
표 4. Ti:sapphire fundamental(좌)과 SHG(우) 빔의 파장에 따른 반치폭(FWHM) 36
표 5. 온도 변화에 따른 ZnO nanorod의 형광 소멸 시간 50MasterNonlinear optical properties of semiconducting materials and their nanostructures are of much interest as they suggest the possibility of developing ultra-fast optical devices that can overcome the limitations of electronic devices. Especially, research on applying semiconductor nanostructures to optical memory, optical communication, optical modulation and all-optical computing systems is in progress across the world. In order to achieve these desired goals, yet, there are various issues, such as the study of life time of an exciton in semiconductors, to address and experiments are being performed in this direction. It is necessary to develop measurement techniques to study the nonlinear optical properties of a system with excited states using time-resolved spectroscopy and nonlinear spectroscopy. Photoluminescence is one such nondestructive and powerful technique for the optical characterization of semiconductors. The exciton lifetime, an important parameter related to material quality and device performance, can be measured by time-resolved photoluminescence spectroscopy.
In the present work, we constructed a time-correlated single photon counting system to measure photoluminescence lifetime of zinc oxide(ZnO) nanostructures. ZnO is one of the most interesting Ⅱ-Ⅵ compounds with a wide direct band gap of 3.36 eV and large exciton binding energy of 60 meV at room temperature. It has been used for various kinds of application, such as transparent conductive films, gas sensors, surface acoustic wave devices and solar cell windows. ZnO shows n-type semiconducting properties due to defects, such as the oxygen vacancy and interstitial zinc atoms. Time-correlated single photon counting system was built using a mode-locked Ti:sapphire laser, a Time-to-Amplitude Converter(TAC), a Multichannel analyzer(MCA), a MCP-PMT(Multichannel plate PMT) and a Photodiode. The system was employed to record photoluminescence of ZnO nanorods and nanonails grown by the Thermal Chemical Vapor Deposition(TCVD), and to measure carrier lifetime of at temperatures at and very much below the room temperature. The output laser pulses were frequency tripled by a BBO crystal to meet the band gap energy of ZnO nanostructures. The experimental data gave useful information on dynamics of photo-excited ZnO. Various excitons and free carrier dynamics were observed with different ZnO structures. The carrier recombination lifetime, near-band-edge emission at low temperature and thermal effect on these properties of ZnO nanostructures were estimated
Implications of Persistent Pain in Patients With Rheumatoid Arthritis Despite Remission Status: Data From the KOBIO Registry
No full textObjective: This study aimed to assess the prevalence of pain in patients with RA in clinical remission and analyze the demographic and clinical characteristics of those who experienced persistent pain despite remission status. Methods: Data from 1,891 patients with RA registered on the Korean College of Rheumatology Biologics and Targeted Therapy registry were obtained. Remission was defined as a Disease Activity Score of 28 joints-erythrocyte sedimentation rate (ESR) <2.6. Pain intensity was classified as severe (pain visual analog scale [VAS] ≥7), moderate (4≤VAS<7), or mild (VAS <4). Results: Our analysis showed that 52.6% of patients complained of severe pain at the start of or during switching biological disease- modifying anti-rheumatic drugs (bDMARDs) or targeted synthetic DMARDs (tsDMARDs). Despite having a 36.0% (n=680) remission rate after the use of bDMARDs or tsDMARDs at their 1-year follow-up, 21.5% (n=146) of these patients had moderateto- severe pain, higher frequency of foot erosions, and comorbidities, such as mental illness, endocrine, renal, and neurological disorders, than patients with a milder degree of pain. The multivariable regression analysis showed that presence of foot erosions, neurological disorders, and use of corticosteroids were independently associated with moderate-to-severe pain in patients with RA despite being in remission. The level of ESR and use of Janus kinase inhibitors were inversely associated with moderate-to-severe pain. Conclusion: Persistent pain and discomfort continue to be a problem for patients with RA in clinical remission. Continued research on insistent pain in patients with RA is warranted to better alleviate distress and improve the quality of life in patients. © 2022 by the Author(s)
ON TWO APPROACHES FOR PARTIAL DIFFERENTIAL EQUATIONS IN SEVERAL COMPLEX VARIABLES
Full text linkThe aim of this thesis is to present influence of notations of ''type" on partial differential equations in several complex variables. The notations of "type" here include the finite and the infinite type in the sense of Hormander, and D'Angelo. In particular, in the first part, under the finite type condition, we will consider the existence and uniqueness of solutions for the initial value problem associated to the heat operator δs+□b on CR manifolds. The finite type m is the critical condition to provide pointwise estimates of the heat kernel via theory of singular integral operators developed by E. Stein and A. Nagel, D.H. Phong and E. Stein. Next, in the second part, we will introduce a new method to investigate the Cauchy-Riemann equations δu = φ. The solutions are constructed via the integral representation method. Moreover, we will show that the new method here is also applied well to the complex Monge-Ampère operator (ddc)n inCn. The main point is that our method can pass some well-known results from the case of finite type to infinite type
Effective Management of PASS Syndrome With Intravenous Immunoglobulin and Anti-Interleukin-1 Therapy: An Insightful Case Study
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Effect of composition of SiAlON ceramics on microwave dielectric properties
No full text학위논문(석사) - 한국과학기술원 : 신소재공학과, 2005.2, [ [iv], 81 p. ]SiAlON은 에서 Si와 N이 Al과 O로 각각 치환된 고용체(solid solution) 형태의 세라믹 재료로서 와 동일한 결정구조를 가지고 있으며 치환된 Al-O의 결합에 의한 결정 격자의 변형량(lattice strain)이 적어 치환 고용체 형성이 용이하다. 상온에서의 SiAlON의 기계적 특성은 와 유사하지만, 보다 우수한 소결성, 내 부식성, 내 산화성 등의 높은 화학적 안정성을 나타낸다.
SiAlON에는 α, β 의 두 종류의 상이 존재하며, β상은 β - 의 결정 구조에서 Si와 N이 Al과 O로 치환된 형태인 것에 비해, α 상은 Si와 N이 Al과 O로 치환됨과 동시에 α - 결정 구조 내부의 격자간 위치(interstitial site)에 금속 이온이 침투해 있는 구조를 나타낸다. α 상은 상대적으로 경도가 높으며, β 상은 강도 및 파괴인성이 높은 특성을 보인다. SiAlON의 경우 α 상과 β 상 모두 넓은 고용범위를 가지고 있어 조성변화를 통하거나 , 등의 소결조제들을 첨가하여 기계적 특성과 화학적 특성을 조절할 수 있다. 소결조제를 첨가한 경우 소결체의 조직 내부에 elongated grain을 형성하여 파괴 인성이나 강도를 향상 시킬 수 있으며, 고용되는 Al, O 및 금속 이온의 양이 조절되면 밀도, 강도, 경도, 영률, 열팽창계수, 열전도도, 내 산화성, 내 부식성 등의 다양한 특성 조절이 가능하여, 고온에서도 강도 및 경도 유지가 가능하고 내 산화성이 뛰어난 특성을 보인다.
SiAlON의 이러한 고온에서의 우수한 특성으로 인해 고온용 금속 성형틀, 금속 절단 공구 등의 구조용 재료로 널리 연구되어 왔으며, 상온에서 고온에 이르기까지 다양한 기계적 특성 및 화학적 특성에 대한 연구가 이루어지고 있다. 또한, 고온용 마이크로파 투과창인 질화물계 고온용 레이돔으로의 적용 가능성도 검토되고 있으나, 아직까지 SiAlON의 유전 특성, 특히 고온 유전특성에 관한 연구는 거의 이루어져 있지 않다.
본 연구에서는 조성이 다른 다양한 SiAlON을 제조하고, SiAlON의 조성변화가 마이크로파 유전 특성에 미치는 영향을 고찰하였다. 소결조제와 기공의 효과를 최소화 하기 위해 고온가압소결 방법을 통해 이론밀도에 가까운 β -SiAlON을 조성별로 제조하여 상온 및 고온에서의 유전 특성을 분석하였으며, 이트륨이 포함된 α -SiAlON 에서 소결조제가 유전특성에 미치는 영향에 대해 평가하였다.한국과학기술원 : 신소재공학과
평면 충격파를 이용한 나노결정화 물질의 압축 성형 및 특성 평가
No full text학위논문(박사) - 한국과학기술원 : 신소재공학과, 2010.2 , [ xii, 127 p. ]Nanocrystalline materials have been widely focused for the interesting subject of research for a few of decades, and their understanding have been advanced significantly in the last few years. Nanocrystalline materials are structurally characterized by a large volume fraction of grain boundaries, which may significantly alter their physical, mechanical, and chemical properties in comparison with conventional coarse-grained polycrystalline material because of the change of the volume fraction of inter-crystal regions and triple-junctions. Thus, nanocrystalline materials provide industrial or commercial applications an attractive potential with their novel properties mentioned above. A number of techniques have suggested and explored for couple of decades to produce nanostructured materials, but most of them takes a multiple processes and long time to achieve bulk specimen. Moreover, the inevitable heat-treatment to bond particles with each other promotes the grains to grow.
Single-step consolidation of powders using high pressure shock-waves generated by planar impact or explosives is considered to be a potentially important method for the synthesis and processing of bulk nanocrystalline materials. The shock-wave compaction (SWC) processes occur during on microsecond timescale and involve the heterogeneous deposition of shock energy, resulting in interparticle bonding and configurational changes in particles, such as the dislocations, subgrains, distorted regions and partially melted regions. Thus, SWC-processed dense monolithic bulks or composites are considerably different from samples densified conventionally via powder processing techniques that involve additional sintering steps at high temperature. Rapid consolidation of powders by SWC can form bulk material that retaining the nanosize of the powder without any substantial grain growth
In this study, nanocrystalline bulk materials were fabricated by planar shock wave compaction technique without addit...한국과학기술원 : 신소재공학과
Toll-Like Receptor Blockage by TIP-1 and MIP-2 Treatment Mitigates Inflammation in a Mouse Model of Adult-Onset Still's Disease or Still's Disease
No full textThe inflammatory response triggered by Toll-like receptors (TLRs) may implicated in the development of the pathogenesis of adult-onset Still's disease (AOSD). This study evaluated the efficacy of TLR inhibitor peptides, specifically TLR inhibitor peptide 1 (TIP-1) and MAL/MyD88 inhibitory peptide 2 (MIP-2) in animal models of AOSD. THP-1 cells were stimulated with TLR agonists and treated with TIP-1 or MIP-2. Interferon (IFN)-gamma knock-out mice were induced with AOSD-like symptoms using Mycobacterium mixed with Freund's complete adjuvant (CFA), then treated with the peptides. THP-1 cells treated with TIP-1 and MIP-2 showed significantly decreased expression of TLRs agonist-induced MyD88 and phosphorylated NF-kappaB, except TLR9 agonists. Furthermore, the peptides resulted in a significant decrease in the concentrations of interleukin (IL)-1beta and IL-6 in the culture supernatants, except TLR9 agonists. In animal models of AOSD, treatment with inhibitor peptides significantly improved their clinical symptoms. The administration of these peptides resulted in a significant decrease in serum levels of IL-1beta and IL-18. The expression of inflammatory cytokines were downregulated in the spleen and lymph node of TIP-1 and MIP-2 treated mice. These findings suggest that TIP-1 and MIP-2 may be effective candidates for AOSD treatment, as they have broad specificity for TLRs
Targeting neutrophil-driven inflammation in adult-onset still’s disease: molecular insights from gene expression profiles
No full textBACKGROUND: The rarity and heterogeneity of adult-onset Still's disease (AOSD) pose significant challenges in understanding its precise pathogenic mechanisms, developing effective treatment options, and establishing therapeutic strategies. A comprehensive analysis of gene expression profiles could help to bridge the knowledge gaps in those areas. METHODS: A blood transcriptomic dataset comprising 31 patients with AOSD and 22 healthy controls was fetched. Cellular and molecular features were identified by analyzing differentially expressed genes (DEGs) and functional enrichment. Optimal molecular targets for neutrophil activation were identified using kernel-based diffusion scoring techniques. RESULTS: Blood molecular signatures indicate that neutrophil degranulation is the most enriched pathological process in AOSD. Neutrophil degranulation correlated significantly with the expression of Fcgamma receptors, IL-1 receptors, and chemokine receptors and their signaling activities. IL-1 inhibitors and IL-6 inhibitors did not exhibit a diffusion score favorable for directly deactivating neutrophil degranulation, but agents targeting CXCR1/CXCR2, C5AR1, neutrophil elastase, SRC, and SYK demonstrated significant diffusion scores for neutrophil degranulation. In particular, CXCR1, CXCR2, and C5AR1 were the DEGs predominantly expressed in neutrophils and closely associated with neutrophil degranulation in a context-specific functional analysis. CONCLUSIONS: Neutrophil activation is a key pathological module in AOSD. Therapeutic approaches aimed at neutrophils could offer a promising opportunity to regulate the inflammatory response in AOSD
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