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- 저자 : 원유철 (검색결과 5 건)
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원유철 KYUSHU UNIVERSITY 1998 해외박사
最近.高品質シリコン單結晶の需要が伸び續けている.それはシリコン單結晶を基板材料としている大規模集積回路が我我の日常生活で幅廣く使われているからである.大規模集積回路(LSI)と超大規模集積回路(VLSI)は高品質シリコンウェ-ハ-上で制作されており,そのシリコンウェ-ハ-はシリコン單結晶をスライスして生産されるものである. 21世紀の情報化社會は高品質シリコン單結晶による電子機器の發展がなけれぱ成遂げられなぃ ものであると考えられる. このように現代社會を支えている巨視的な重要性からは勿論,電子材料の生産技術の徵視的な觀點からもシリコン單結晶は多くのエンジニアの關心を集めている.今は大最生産と原價削減の重要性が强調される時代であるので,それに從ってシリコン單結晶の高品質化と大口徑化が大きな課題になってかる.シリコン單結晶は主にCz法と呼ばれる引き上げ方法によって作られ,融液から凝固し,結晶になるまでの工程が最も製品の品質に影響を與える段階であると知られている.特に,シリコン單結晶の大口徑化に伴って融液の流れは不安定になり易く,それが品質に致命的な缺陷を齎すマ能性があることが知られている.從って, シリコン融液の特性,つまりシリコン融液の溫度分布,流れそして酸素濃度のような不純物の輪送現象のより深い理解が必要とされている.しかし,引き上げ工程は攝氏1400度以上のかなり高溫で行われており,可視化も簡單ではないので實驗だけではなかなか理解出來ないのが現狀である. 本論文ではシリコン融液流れのコントロ-ルのため,MCz法(Magnetic Czochralski法)の硏究を行った.導電性流體に磁場を印加するとLorentz力が發生し,不規則的な流れが抑制されることはよく知られており,報告も數多く存在している.しかし,ある條件では磁場印加により規則的な振動現象が生じることによってシリコン單結晶に惡影響を與えることも報告されている.これはシリコン單結晶の品質に惡影響を與えるので避けるべき現象として理解することもできるが,その振動現象の生じる物理的狀態を敎えてくれる-つの사き窓として理解することもできる. 本硏究ではカスプ磁場を印加した場合,Lorentz力がシリコ ン融液の溫度,流れそして酸素濃度分布にどのような影響を及ぼすのかを調べるため非定常3次元數値計算を行った.計算條件は Ra=3.92xl05,Pr=0013,Recu=-1596,Recx,=1329 そしてHa=161である. 第1章では, 本硏究の目的を述べると共に,磁場下Cz法に關連する旣往の硏究についてまとめた. 第2章では 本硏究の數値計算モデル,支配方程式,境界條件, 計算差分法および必要な假定をまとめた. 第3章ではカスブ磁場の對稱面が自由表面と一致する場合(Symmetric case)の Cz法におけるシリコン融液の非定常熱流動の計算を行い,それと磁場なしの場合の熱流動と比較した.カスプ磁場なしの場合(Ha=0).シリコン融液は不規則的でランダムな流れになるのが分かり,時間的,空間的に小さなスケ-ルの渦が存在していることが分かった.しかし,カスプ磁場を印加すると(Ha=161),楕円形の溫度分布,流速分布ができ,それが?과回轉向きに回轉していることが分かった. 第4章では第3章に見られた熱流動現象が酸素濃度分布にどのような影響を及ぼすのかを調べた.酸素濃度分布は溫度分布と比べ對流の影響を受けやすい. それはSchmidt數とPrandtl數の差による.この結果,カスプ磁場を印加すると固液界面の酸素濃度は減少することが分かった. 第5章ではカスプ磁場の對稱面を下げた場合(Lower case & Lowermost case)と上げた場合(Upper case & Uppermost case)の數値計算を行い,それによる振動現象の變化を調べた. 楕円形の溫度分布,速度が布は Symmetric caseでも上下にずらした場合でも認められた.また,Lowermost caseとUppermost caseの場合には相變化界面近くの流れが抑えられ,流速,溫度,濃度がほぼ一定値となったのに對し,Lower case,Symmetric case,Upper caseでは流速が大きく,濃度も大きく變動した.また.對稱面の位置變化により固液界面のNusselt數の分布もその影響を受け,カスブ磁場の位置により對流の支配的な溫度分布と傳導の支配的な分布の間で周期的な振動現象が生じることが分かった. 第6章では第5章に見られた熱流動現象が酸素濃度分布にどのような影響を及ぼすのかを調べた.カスプ磁場の對稱面の位置變化は固液界面の酸素分布のコントロ-ルに有?な手段であることが分かリ,渡邊ら(1998)による實驗結果と定性的に一致することが分かった. 第7章では第3章から第6章までの硏究により得られた知見をもとに,その總括を行った.
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고전압 펄스 전기장(PEF)는 제품의 조직에 큰 변화를 가져오지 않으면서 매우 짧은 시간(㎲ ∼ ㎳) 내에 세포막의 투과성의 증가를 유도하는 기술이다. PEF 기술을 이용한 세포막의 투과도 유도는 식물성 조직의 질량/열 전달률을 향상 시켜주어 건조의 가속을 가져온다. 본 연구는 홍고추 세포막의 파괴 수준과 건조 시간의 감소를 파악하기위해 실행되었다. 홍고추 세포막의 파괴 정도는 PEF 처리 후에 홍고추 조직의 임피던스를 측정함으로써 추정되었다. PEF 처리 조건은 전계 강도(Field strength)가 1, 1.5, 2, 2.5 kV/cm의 세기와 일정한 주파수(Frequency)이 50, 100, 200 Hz, 펄스 폭(Pulse duration)이 30 ㎲, 처리시간(Duration time)이 1, 2, 4 초의 조건으로 실행했다. PEF 처리 조건이 증가하면서 홍고추의 Conductivity 값이 증가하는 것을 관찰 할 수 있다. conductivity는 PEF 처리 조건과 세포막의 투과성 사이에 직접적인 상관관계가 있음을 나타낸다. 건조 실험은 45℃의 온도에서 진행되었다. PEF 처리는 건조속도의 증가와 수분함량의 감소를 가져온다. 비선형 회귀 분석은 수분율을 이용하여 건조 모델(Newton, Page, Logarithmic, Two term, Modified Henderson and Pabis)의 적합성을 확인하기 위해 사용되었다. 이 모델식은 R2(coefficient of determination), EMD (mean relative percent error), MBE (mean bias error) and RMSE (root mean square error)을 사용하여 실제 값과 예측 값을 비교 하였다. logarithmic 모델식은 다른 모델식에 비교 했을 때 가장 홍고추의 건조 결과에 일치하는 값을 나타냈다. 색상변화는 분광광도계를 이용하여 Hunter's color values, 비색계를 이용하여 ASTA value를 측정했다. Hunter's ΔE values은 처리하지 않은 시료와 PEF 처리한 시료의 차이가 2.30에서 3.42의 값을 나타냈다. 또한 ASTA values의 경우 처리하지 않은 시료와 PEF 처리한 시료가 각각 136.94와 152.52 값을 나타냈다. 결과적으로 처리되지 않은 홍고추에 비해 PEF 처리한 홍고추가 최대 30%의 건조시간을 단축 할 수 있는 것을 확인했다. Pulsed electric field (PEF) has the features of inducing cell membrane permeabilization within a very short time (㎲–㎳ range) leaving the product matrix largely unchanged. The PEF induced permeabilization of cell membrane enhances the mass/heat transfer rates through the vegetable tissues which result in the accelerated drying. This study was conducted to identify the destruction level of cell membrane of red peppers and the reduction of drying time. The conductivity of red pepper cell was increased especially at low frequency region as applied PEF treatment condition increased. The conductivity profile indicates that there was a direct correlation between PEF treatment and the degree of cell membrane permeabilization. A pulsed electric field (PEF) was applied to red pepper as a drying pretreatment. The PEF treatment was conducted with electric field strength of 2.5 kV/cm, pulse width of 20 µs, pulse frequency of 100 Hz, and treatment times of 1, 2, and 4 s. Drying of control and PEF-pretreated samples was conducted at 45C. The untreated control reached the target moisture ratio of 0.15 after 4.9 h of drying, whereas the PEF-pretreated sample (2.5 kV/cm, 100 Hz, 4 s) required only 3.2 h for the same moisture ratio, indicating a 34.7% reduction in drying time. Even the lowest PEF pretreatment (2.5 kV/cm, 100 Hz, 1 s) required 3.9 h to reach the target moisture ratio, which corresponded to a 20.4% reduction in drying time. A non-linear regression procedure was used to fit five thin layer drying models (Newton, Page, Logarithmic, Two term and Modified Henderson and Pabis) available in the literature to the moisture ratio data. The performance of these models was compared based on their R2(coefficient of determination), EMD (mean relative percent error), MBE (mean bias error) and RMSE (root mean square error) between the observed and predicted moisture ratios. The logarithmic model has shown a better fit to the experimental drying data of thin layer red pepper samples as compared to other models. Colour changes were assessed by measuring Hunter's color values using a colorimeter and the American Spice Trade Association (ASTA) using a spectrophotometer. Samples were observed in Hunter's ΔE values 2.30 to 3.42 and ASTA color values 136.94 to 152.52 of PEF treatment samples were significantly higher than untreated samples. The application of PEF resulted in enhanced rate of transfers as indicated by an increase of 20~30% in water loss as compared to the untreated red pepper.
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