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토양 수분함량 변화에 따른 용적전기전도도 변화와 포화침출액전기전도도의 상관관계
백누리(Nuri Baek),서보성(Bo-Seong Seo),정영재(Young-Jae Jeong),이승민(Seung-Min Lee),김한중(Han-Joong Kim),오효림(Hyo-Lim, Oh),최현수(Hyeon-Su Choi),박서우(Seo-Woo Park),허수빈(Su-Bin Seo),신은서(Eun-Seo Sin),최우정(Woo-Jung Choi) 한국토양비료학회 2021 한국토양비료학회 학술발표회 초록집 Vol.2021 No.11
간척농지 염농도 관리를 위해서 염농도 자동계측기 설치가 확대되고 있다. 자동계측기에서는 용적전기 전도도(Bulk electrical conductivity, EC<SUB>b</SUB>)가 측정되는데, EC<SUB>b</SUB>는 토양 수분에 크게 영향을 받는다. 따라서, EC<SUB>b</SUB>를 토양 수분함량에 독립적인 포화침출액 전기전도도(Saturated-paste extract EC, EC<SUB>e</SUB>)로 환산할 필요가 있다. 본 연구에서는, 실내 토조실험을 통해 사양토와 미사질 양토를 이용하여 EC<SUB>b</SUB>와 EC<SUB>e</SUB>의 상관관계를 구명하였다. 토조에 세 가지 수준의 염농도로 조정된 토양을 충진하고 염농도 센서(Teros12)를 설치한 후 수분을 과포화 상태로 조정하여 각각의 토양에 대해 약 2주간 실험을 수행하였다. 사양토의 EC<SUB>e</SUB>는 4.5, 7.0, 10.5 dS m<SUP>-1</SUP> 였고, 미사질양토의 EC<SUB>e</SUB>는 4.3, 7.8, 11.4 dS m<SUP>-1</SUP> 였다. 시간이 경과함에 따라 토양 수분 함량은 증발에 의해 약 0.2 cm³ cm<SUP>-3</SUP>로 감소하였다. 수분 함량이 과포화에서 약 0.3 cm³ cm<SUP>-3</SUP> 수준으로 감소하는 동안 EC<SUB>b</SUB>는 염 농축에 의해 증가하였지만, 그 이후부터는 수분 함량이 감소함에 따라 이온 활동도가 감소하여 EC<SUB>b</SUB>도 감소하였다. EC<SUB>b</SUB>가 EC<SUB>e</SUB>에 가장 근접하게 측정되는 수분함량은 토양 염농도 수분별로 상이하였는데, 사양토의 경우 ECe는 4.5, 7.0, 10.5 dS m<SUP>-1</SUP>에서 각각 0.39, 0.39, 0.28 cm³ cm<SUP>-3</SUP> 였고, 미사질양토의 경우에는 ECe는 4.3, 7.8, 11.4 dS m<SUP>-1</SUP>에서 각각 0.48, 0.62, 0.50 cm³ cm<SUP>-3</SUP> 였다. 해당 수분 함량에서 EC<SUB>b</SUB>와 EC<SUB>e</SUB>는 매우 강한 상관관계를 보였는데, 회귀식은 사양토와 미사질양토가 각각 EC<SUB>b</SUB>=EC<SUB>e</SUB> 0.80 x + 1.3, EC<SUB>b</SUB>=EC<SUB>e</SUB> –0.27 x² + 4.7 x - 9.8 였다. 본 연구결과는 염농도 자동계측기에서 측정하는 EC<SUB>b</SUB>가 토양 수분함량이 높을 때는 염농도 희석, 그리고 수분함량이 낮을 때는 이온 활동도 감소에 의해 크게 변하는 것을 보여준다. 따라서, EC<SUB>b</SUB>가 EC<SUB>e</SUB>와 유사한 토양 수분 함량 조건에서만 EC<SUB>b</SUB>를 직접 활용할 수 있는 것으로 나타났다. 따라서, 향후 염농도 자동계측기의 활용도를 높이기 위해서는 토양수분함량에 따른 EC<SUB>b</SUB> 변화를 정량화하여 토양수분함량의 영향을 제거할 수 있는 방법 개발이 필요하다.
저온 GaN의 성장 온도에 따른 에피택셜 GaN의 stress relaxation 효과
이승훈,이주형,오누리,이성철,박형빈,신란희,박재화,Lee, Seung Hoon,Lee, Joo Hyung,Oh, Nuri,Yi, Sung Chul,Park, Hyung Bin,Shin, Ran Hee,Park, Jae Hwa 한국결정성장학회 2022 한국결정성장학회지 Vol.32 No.3
이종 기판과 GaN의 물성 차이로 인해 발생하는 결함을 제어하기 위한 다양한 방법 중 동종 물질을 완충층으로 사용하는 LT-GaN 방법을 사용하여 완충층과 성장 온도의 상관성을 자체 제작한 성장 장비를 통해 확인하고자 하였다. 성장 온도에 따라 표면에 형성된 LT-GaN 결정성에 변화가 있었으며, annealing 후 LT-GaN가 나타내는 결정성에 따라 epiGaN의 응력 완화 효과에 차이점이 있었다. 반면 LT-GaN의 높은 결정성은 다결정을 형성하는 원인으로 작용하여 그 위에 성장하는 epi-GaN의 결정질을 저해하는 결과를 유발하였다.
HVPE 법을 활용한 GaN 성장 시 질화처리에 관한 연구
이승훈,이주형,이희애,오누리,이성철,강효상,이성국,양재득,박재화,Lee, Seung Hoon,Lee, Joo Hyung,Lee, Hee Ae,Oh, Nuri,Yi, Sung Chul,Kang, Hyo Sang,Lee, Seong Kuk,Yang, Jae Duk,Park, Jae Hwa 한국결정성장학회 2019 한국결정성장학회지 Vol.29 No.4
HVPE is one of the GaN single crystal manufacturing methods which has been commercially widely used due to its high growth rate. HVPE method consists of a number of processes, in particular the nitridation of the substrate prior to GaN growth has a significant effect on the crystalline quality of the manufactured GaN single crystal. In this study, we investigated the effect of nitridation for crystalline quality of GaN when it was grown on the sapphire substrate. The whole growth conditions except for the nitridation process were the same, and the gas flow rate supplied to the sapphire substrate was variously changed during the nitridation. Here, we examined the effect of nitridation via the surface characterization of GaN single crystal grown by HVPE. HVPE는 GaN 단결정의 제조 방법 중 하나로 빠른 성장 속도가 장점인 상업적으로 널리 사용되는 성장 방법이다. HVPE 법에 의한 GaN 단결정 성장은 여러 공정으로 이루어지며, 특히 GaN 성장 전 기판의 질화 처리는 성장되는 GaN 단결정 품질에 상당한 영향을 미친다. 본 연구에서는 사파이어 기판 위에 GaN 단결정 성장 시 기판의 질화처리가 성장되는 GaN 단결정 품질에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 질화 처리를 제외한 다른 성장 조건은 동일하게 하였고 질화처리 시 기판에 공급되는 가스 유량을 다양하게 변화시킨 후 GaN 박막을 성장시키고, 성장된 GaN의 표면 특성평가를 통하여, HVPE 법에서의 질화처리 효과를 고찰하여 보고자 하였다.
HVPE 법을 통한 GaN 성장 시 기판 종류 및 V/III 비에 따른 잔류 stress 특성 연구
이주형,이승훈,이희애,강효상,오누리,이성철,이성국,박재화,Lee, Joo Hyung,Lee, Seung Hoon,Lee, Hee Ae,Kang, Hyo Sang,Oh, Nuri,Yi, Sung Chul,Lee, Seong Kuk,Park, Jae Hwa 한국결정성장학회 2020 한국결정성장학회지 Vol.30 No.2
본 연구에서는 HVPE 성장법으로 GaN 성장 시 GaN 내에 잔류하는 stress로 인한 crack 현상을 감소시키고자 기판 종류 및 V/III 비를 조절하여 잔류 stress 특성을 알아보고자 하였다. Sapphire, GaN template 위에 각각 V/III 비 5, 10, 15의 조건으로 GaN을 성장시켜 형성된 hexagonal pit의 분포 및 깊이를 분석하였다. 이를 통해 GaN on GaN template 성장에서 V/III 비가 높을수록 hexagonal pit의 분포 영역 및 깊이가 증가하는 것을 확인하였다. Raman 측정을 통해 hexagonal pit 영역 및 깊이가 컸던 GaN on GaN template 성장에서 V/III 비가 높을수록 stress가 감소하는 것을 확인하였다. 이를 통해 hexagonal pit의 분포 및 깊이가 증가할수록 잔류 stress가 낮아짐을 확인할 수 있었으며, 향후 후막 GaN 성장 시 stress 감소 가능성에 대해 확인하였다. The characteristics of the residual stress on the types of the substrate was investigated with adjusting the V/III ratio during GaN growth via the HVPE method. GaN single crystal layers were grown on a sapphire substrate and a GaN template under the conditions of V/III ratio 5, 10, and 15, respectively. During GaN growth, multiple hexagonal pits in GaN single crystal were differently revealed in accordance with growth condition and substrate type, and their distribution and depth were measured via optical microscopy(OM) and white light interferometry(WLI). As a result, it was confirmed that the distribution area and depth of hexagonal pit tended to increase as the V/III ratio increased. Moreover, it was found that the residual stress in GaN single crystal decreased as the distribution area and depth of the pit increased through measuring micro Raman spectrophotometer. In the case of GaN growth according to substrate type, the GaN on GaN template showed lower residual stress than the GaN grown on sapphire substrate.