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Tungsten 및 molybdenum 게이트를 사용한 3D VNAND flash memory의 mechanical stress 분포 확인
윤동관(DongGwan Yoon),송윤흡(YunHeub Song) 대한전자공학회 2021 대한전자공학회 학술대회 Vol.2021 No.6
해당 논문은 TCAD simulation을 이용해 3D VNAND flash memory gate의 물질을 텅스텐과 몰리브덴으로 제작하여 poly-silicon channel에 영향을 확인하기 위해 channel 수평인 XX 방향stress를 확인했다. 두 물질에서 stress 경향성은nitride와 poly-silicon을 제외하고는 경향성이 일치했으며, CTE가 더 큰 몰리브덴에서 비교적 더 큰 stress 분포가 이루어졌지만 stress의 차이는 작았다. 따라서 몰리브덴을 사용했을 때, poly-silicon channel이 stress에 의한 on-current감소가 발생될 것으로 보이지만 그 크기가 작아 영향이 없을 것으로 예상된다.
고형배지 재배에서 배액 재사용을 위한 마이크로버블 시스템 적용 연구
이동관 ( Donggwan Lee ),장재경 ( Jae Kyung Jang ),심영호 ( Young Ho Sim ),백이 ( Yee Paek ),이태석 ( Taeseok Lee ),임류갑 ( Ryu Gap Lim ) 한국농업기계학회 2020 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.25 No.2
순환식 양액재배를 위해서는 배액 내 양액 성분을 센싱하여 작물에 필요한 성분을 유지시켜주어야 하며 또한 세균에 의한 영향이 없어야 한다. 작물에 필요한 양액 성분은 다량원소와 미량원소로 구성되어 있는데 이중 N, P와 배액에 포함될 수 있는 유기오염물질(COD)과 부유물질(SS)의 농도를 알아보고, 마이크로버블 시스템을 이용하여 이들 성분의 저감효과를 파악하고자 하였다. 또한 N, P, 그리고 유기오염물질이 포함되는 경우, 녹조 및 세균이 번식할 수 있어 이들 성분의 변화를 알아보고자 하였다. 본 연구를 통해 국내 양액재배 시설원예 단지의 대표 작물인 파프리카 농가에서 배출되는 배액을 이용하여 마이크로버블 시스템을 적용하여 N, P, 유기오염물질, 부유물질 성분의 저감 효과를 알아보았다. 본 연구에서는 강원도 P시에 위치한 Cupra(빨강), Coletti(노랑) 파프리카 품종을 재배하는 온실을 대상지로 선정하였으며, 작기 말기 시점에 배액을 샘플링하여 이용하였다. 마이크로버블 시스템에서 4시간 반응시켰으며, 일정시간 간격으로 샘플링하여 분석에 이용하였다. 이 결과 SS, COD, PO4-P, NO3-N 제거율은 4시간 반응 후 각각 91.7%, 39.0%, 31.3%, 13.7%를 나타내었다. PO4-P, NO3-N의 경우, 저감율이 낮게 나타났으나 이는 재순환시 재이용이 가능하여 필요한 영양염류의 손실을 최소화할 수 있는 것으로 나타났다. 마이크로버블 산화반응에 의한 각 성분의 감소되는데 성분별 반응 시간 차이가 크게 나타났으나, N, P의 농도를 최대한 재이용하는 수준에서 시간을 선택하는 것이 필요할 것으로 판단되며, 추후 박테리아와 곰팡이류 저감 효과를 분석하여 지속 가능한 농업을 위한 순환식 양액재배를 위한 배액 재이용 기술을 개발하는데 기초자료로 이용할 수 있다.
환경부하 대응 가축분뇨 특성을 고려한 처리 및 관리 기술 제안
이동관 ( Donggwan Lee ),백이 ( Yee Paek ),임류갑 ( Ryugap Lim ),이태석 ( Taeseok Lee ),장재경 ( Jae Kyung Jang ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2020 한국폐기물자원순환학회 춘계학술발표논문집 Vol.2020 No.-
최근 기후변화 대응을 위해 농업생산 활동에서 배출되는 환경부하의 안정적인 처리와 자원순환의 필요성이 증가하고 있다. 가축분뇨의 경우, 고농도의 유기물, N, P를 포함하고 있어 적정 관리가 되지 않은 상태에서 배출시 토양, 수질, 지하수 오염과 토양 혐기화로 인한 온실가스 배출 가능성 또한 배제할 수 없다. 현재 가축분뇨는 퇴·액비화하여 경종 농가의 비료 원으로 공급하여 경종 농업의 비료 대체제로 사용하여 상생하는 체계로 운영되고 있다. 그러나 공동처리시설에 유입되는 가축분뇨 농도 편차가 있음이 확인되었다. 따라서 본 연구에서는 현재 가동 중인 가축분뇨 공동자원화시설 3개소를 선정하여(I시, C군, D시) 가축분뇨 유입농도, 처리효율등 가축분뇨 처리 실태를 알아보고 이에 대응하는 처리 및 관리에 이용하고자 하였다. 선정한 3개소의 공동자원화시설로 유입되는 가축분뇨의 TCOD(BOD)는 6,200(5,100)~11,000(13,000)mg/L로 거의 두 배 차이를 보였으며, 처리 효율은 TCOD 10~65%, BOD 37~73%, SS 48~80%, NH3-N 42~55%, TP 40~55%로 각 성분별 차이가 큰 것으로 나타났다. 공동처리 시설은 대부분 수거, 저류조, 고액분리, 생물 반응조, 액비 생산이라는 유사한 공정을 거쳐 처리되고 있으나 생산되는 액비 성분에도 차이 큰 것으로 나타났다. 비료 대체 성분인 N과 P성분을 제외하고도 액비의 유기물과 부유물질(SS) 농도가 각각 최대 5,300mg/L와 3,200mg/L으로 나타났는데, 단위 시설 추가에 의한 농업용수 생산, 작물에 특성에 따른 맞춤형 발효 액비 생산으로의 활용 등을 고려하여 각 처리시설 상황에 맞는 다각적인 관리 및 이용이 필요할 것으로 판단되었다.
철도에서의 동상방지를 위한 모형시험에서 XPS 및 PE골재의 설치 효과
김동관(Donggwan Kim),윤여원(Yeowon Yoon),김영진(Youngchin Kim) 한국지반환경공학회 2014 한국지반환경공학회논문집 Vol.15 No.10
본 연구에서는 철도노반에서의 동결융해로 인한 피해를 줄이고자 뛰어난 단열효과와 강도를 가진 XPS(eXtruded PolyStyrene)와 PE골재(polyethylene aggregates)를 사용하여 동상을 억제하는 방법을 연구하고자 대형동토실에서 모형시험을 수행하였다. 이를 위해 노반과 PE골재의 혼입비율을 변화시켜 건조밀도와 함수비, 온도에 따른 열전도율을 측정하였다. 시험결과 노반에 혼입된 PE골재 비율에 비례하여 단열효과가 증가하였지만, 간극의 함수비와 온도변화에 민감하였다. 또한 철도노반을 모사한 모형시험에서 각 단열재의 두께와 설치순서를 다르게 한 후 단열효과를 비교 결과, XPS의 단열효과가 우수한 것으로 나타났으며 XPS판자가 상부, PE골재가 하부에 설치될 때 그 반대의 경우보다 단열효과가 뛰어난 것으로 나타났다. In this research, in order to study insulation effect of commercial XPS and recycled PE aggregates for prevention of frost heave in the roadbed of railroad track from the freezing temperature, model tests were carried out in the large freezing room. For this, thermal conductivities were measured for various dry densities, water contents, temperatures and mixing ratios of PE aggregates. From the tests, it can be seen that thermal conductivities of roadbed decrease with the increase of the ratio of mixed PE aggregates. However it was sensitive to the changes of temperature and water content due to the amount of water in the voids. From the model test of railroad track, it can be seen that the time to reach 0 ℃ was longer for XPS than that for the PE aggregates. Also the test shows best insulation effect can be achieved when XPS board was installed above the PE aggregate layer rather than the opposite order.
잠재적 환경 위험을 줄이기 위한 저온플라즈마 시스템에서의 고농도 폐수 중 Sulfonamide 항생제 제거 경로 규명
이동관 ( Donggwan Lee ),김현우 ( Hyun-woo Kim ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2018 한국폐기물자원순환학회 춘계학술발표논문집 Vol.2018 No.-
글로우 고압 방전 방식에 의한 저온 플라즈마(Non-thermal Plasma, NTP) 공정은 액상에서 광전자, 전자, OH-라디칼, 전자기 에너지 등 반응성이 높은 화학물질의 형성할 수 있다. 이 NTP는 공기를 carrier 가스로 활용하여 반응성이 높은 화학종을 생성하는데, 유기물을 효과적으로 산화시키는 고도산화공법의 일종이다. NTP의 강력한 산화력에도 불구하고, NTP 공정에서 발현되는 오염물질의 분해 메커니즘과 그 중간부산물 및 최종 생성물의 경로는 명확하게 밝혀지지 않아 연구가 필요한 실정이다. 본 연구는 폐수 내 다양한 오염물질이 어떠한 메커니즘으로 분해되는가를 실험적으로 규명하고, 2종(sulfamethazine sodium salt와 sulfathiazole sodium salt)의 sulfonamide 계열 항생제에 NTP 공정을 적용하여 제거성능과 분해경로를 검증한다. 또한, 대상 항생제의 분해가 폐수처리 과정에서의 분해 동역학 및 생태 독성과 어떻게 관련되는지를 확인하기 위해 주요 중간부 산물 및 신규생성물의 fate를 확인한다. NTP 공정의 진보된 효과를 증명하기 위해 반응성 화학종인 과산화수소 (H<sub>2</sub>O<sub>2</sub>)의 순간 생성량을 정량하였으며, OH-라디칼 생성의 간접지표인 N-Dimethyl-4-Nitrosoaniline (RNO) 물질의 분해동역학적 성질을 바탕으로 분해속도계수를 산출하였다. H<sub>2</sub>O<sub>2</sub>의 농도는 초기 NTP 공정 적용 시 300 mg/L 까지 증가하였고, 1440 min 적용 시 약 12 mg/L로 감소하며 OH-라디칼 생성과 오염물질 분해에 관여하는 것을 확인하였다. 또한 RNO 물질은 일차함수 형태로 감소하며, 0.91/hr의 속도로 제거되었다. LC-MS/MS (6410 LC-ESI/MS/MS (QQQ), Agilent, USA) 분석을 통해 검출된 중간부산물과 신규생성물을 통해 분해경로를 확인하였다. 문헌과 실험결과의 비교는 NTP 공정이 OH-라디칼 발생 및 산화 환원제와 반응종의 상호 작용으로 인한 산화력 측면에서 다른 산화 공정보다 우수함을 보여준다. Daphnia magna를 이용한 생태독성(Toxicity Unit, TU) 결과는 폐수처리에 대한 NTP 공정 적용이 반응성 화학종의 생성촉진을 통해 독성의 저감에 기여함을 보여주며, 실험결과 TU 값은 초기 2.2 대비 24 hr 적용 후 0.8로 크게 감소하였고, 충분한 체류 시간이 핵심설계요소임을 밝혔다. 궁극적으로 본 연구는 항생제의 효과적인 제어 및 부산물 관리방안에 대한 유용한 정보를 제공한다.