편광자-보정기-시료-보정기-검광자 배치를 가지는 준 수직입사 타원계의 타원식

김상열,Kim, Sang Youl 한국광학회 2021 한국광학회지 Vol.32 No.4

A near-normal-incidence ellipsometer (NNIE) is suggested as an optical critical dimension (OCD) measurement system that is highly sensitive to the bottom defect of a sample with high-aspect-ratio structured patterns. Incident light passes through a polarizer and a phase retarder in sequence, and the reflected light from the sample also passes through them, but in reverse order. The operating principle of this NNIE, where a single polarizer and a single phase retarder are shared by the incident and reflected light, is studied, and a method to determine the ellipsometric constants from the measured intensities at proper combinations of the azimuthal angles of polarizer and retarder is presented. 높은 종횡비를 가지는 미세 패턴 시료의 하부층 구조결함에 대해 높은 민감도를 가지는 광학적 임계치수 측정 장비로서 준 수직입사 타원계를 제안한다. 이 준 수직입사 타원계에서는 입사광은 편광자와 위상지연자를 순차적으로 통과하며 반사광은 이들을 역순으로 통과한다. 하나의 편광자와 하나의 위상지연자를 입사광과 반사광이 공유하며 편광자와 위상지연자의 여러 방위각 조합에서 측정한 빛의 세기로부터 타원상수를 결정하는 이 준 수직입사 타원계의 측정원리를 검토하고 최적의 타원상수 측정방법을 제시한다.

수치해석적인 방법으로 규명한 정렬된 단축이방성 분자들의 질서변수와 상대 복굴절의 준선형 관계식

김상열,Kim, Sang Youl 한국광학회 2016 한국광학회지 Vol.27 No.6

액정과 같은 단축 이방성 분자들의 정렬 정도에 따라 달라지는 복굴절으로부터 상대 복굴절 ${\Delta}n_{rel}$를 구하고 ${\Delta}n_{rel}$과 방향질서변수(orientational order parameter) S의 관계를 탐색하였다. 무질서한 분포를 하고 있는 경우를 포함하여 액정의 정렬정도를 달리 표현할 수 있는 분포함수를 도입하고 이 분포함수를 사용하여 질서변수 S가 0부터 1까지 변하도록 액정분자들의 정렬정도를 달리하며 ${\Delta}n_{rel}$과 S를 수치계산 하였다. 이 계산 결과로부터 s와 ${\Delta}n_{rel}$는 $S=(1+a){\Delta}n_{rel}-a{\Delta}n^2_{rel}$와 같이 준선형적인 관계를 만족하며 a는 $n_o{\frac{{\Delta}n}{4}}$으로 근사할 수 있음을 확인하였다. 또한 복굴절으로부터 Vuks의 방법에 따라 구한 분자분극의 이방성과 Neugebauer의 방법에 따라 구한 분자분극의 이방성이 각각 질서변수 S와 또 다른 준선형 관계식들을 따름을 보였다. The birefringence of distributed, uniaxially anisotropic molecules like liquid crystals is calculated as the degree of ordering is varied. The relation between the normalized birefringence ${\Delta}n_{rel}$ and the orientational order parameter S is investigated. The distribution function, which enables one to monitor the degree of ordering of liquid crystals including randomly distributed ones, is introduced. Using this distribution function, a series of distributed liquid crystals with order parameters ranging from 0 to 1 are generated, and ${\Delta}n_{rel}$ and S of the correspondingly distributed liquid crystals are calculated. Based on the calculated data, it is revealed that ${\Delta}n_{rel}$ and S satisfy the quasi-linear relation of $S=(1+a){\Delta}n_{rel}-a{\Delta}n^2_{rel}$, where a can be approximated as $n_o{\frac{{\Delta}n}{4}}$. The anisotropy of molecular polarizability is also calculated, using the birefringence, and separately following Vuks' method and Neugebauer's method, and it is shown that the relations between S and the molecular-polarizability anisotropy are also quasi-linear.

결맞음길이보다 두꺼운 두 개의 막에 덮여있는 시료의 타원식

김상열,Kim, Sang Youl 한국광학회 2013 한국광학회지 Vol.24 No.2

회전검광자 방식의 타원계 구조에 기초하여 두꺼운 막들 내부에서 일어나는 다중반사에 인한 빛의 세기를 결맞지 않도록 중첩함으로써 결맞음길이보다 두꺼운 막 두 개가 다층박막시료 위에 있을 때 적용되는 타원상수 표현들을 유도하였다. 유도된 표현들을 커버유리와 공기층 아래에 있는 산화규소 박막이 코팅되어 있는 시료의 타원법 분석에 적용하여 그 유용성을 확인하였다. The expressions for ellipsometric constants of a sample covered with two thick films are derived, where incoherent superposition of multiply reflected lights inside thick films is properly considered in the frame of the rotating analyzer ellipsometry. The derived expressions are successfully applied to the analysis of a silicon wafer with a thin silicon dioxide film on it, which is placed beneath a cover glass and an air gap.

단축 이방성 박막들이 코팅된 시료의 타원식

김상열,Kim, Sang Youl 한국광학회 2015 한국광학회지 Vol.26 No.5

단축이방성 박막들과 등방성 박막들이 코팅되어 있는 시료에 비스듬히 입사한 빛의 유효반사계수 표현들을 유도하였다. 단축 이방성 박막 내에서의 다중반사 효과를 반영하여 여러 층의 등방성 박막들과 이방성 박막들이 섞여 있는 시료의 유효반사계수 표현들과 타원상수 표현들을 제시함으로써 시료면에 수직한 방향으로 균일하지 않은 단축이방성 분포를 가진 시료의 광학이방성을 여러 개의 단축이방성 박막으로 나누어 분석할 수 있도록 하였다. The effective reflection coefficients for light obliquely incident upon a substrate coated with uniaxially anisotropic films and with isotropic films are derived. Multiple reflections inside anisotropic films, as well as those inside isotropic films, are properly treated. These expressions, together with the related ellipsometric expressions, can be used to find the nonuniform distribution of an uniaxially anisotropic film perpendicular to the film's surface, by approximating it as consisting of uniaxially anisotropic uniform layers and applying the conventional modeling technique for spectroscopic ellipsometry.

In situ 타원법을 사용한 광기록매체용 Ge-Sb-Te 박막의 최적성장조건 연구

김상열,이학철,Kim, Sang-Youl,Li, Xue-Zhe 한국광학회 2003 한국광학회지 Vol.14 No.1

타원법(ellipsometry)을 사용하여 광기록 매체용 Ge$_2$ Sb$_2$ Te$^{5}$ (GST) 박막의 성장과정에 따른 타원상수 Ψ와 $\Delta$를 측정하여. GST 박막의 최적성장조건을 연구하였다. 아르곤기체압력과 DC 출력 그리고 기판의 온도를 변화시키면서 GST 박막을 성장시켰다. 제작된 시료들의 분광타원 데이터를 모델링 분석하여 GST박막의 밀도분포를 구하고 한편으로는 GST 박막이 성장하는 동안 측정한 in situ 타원 성장곡선을 분석하여 박막의 밀도분포의 변화를 추적하였다. 아르곤기체압력이 7 mTorr일 때 박막의 상대적인 밀도분포가 고르게 되었고 DC출력이 증가함에 따라 그리고 기판의 온도가 증가함에 따라 GST 박막의 밀도 균일성은 크게 향상되었다. 주사형전자현미경(SEM)을 사용하여 최적 밀도 균일성을 가지는 성장조건(7 mTorr, 45 W, 15$0^{\circ}C$)에서 제작된 GST 시료가 가장 균일한 구조를 보여줌을 확인하였다. 균일한 밀도 분포를 가지는 GST 박막의 성장조건 확립을 통하여 여러번 기록/재생할 때 광기록 박막의 안정성을 유지하는데 크게 기여할 것이다. The spectroe-ellipsometric constant $\Delta$, Ψ and the ellipsometric growth curves at the wavelength of 632.8 nm are collected. These are critically examined to find out the optimum growth condition of phase change $Ge_2Sb_2Te_5(GST)$ thin films as an optical recording medium. GST films are prepared using DC magnetron sputtering technique, under the selected experimental conditions of Ar gas pressure (5 mTorr, 7 mTorr and 10 mTorr), DC power of sputtering gun (15 W, 30 W and 45 W), and substrate temperature (from room temperature to 18$0^{\circ}C$). Based on the three film model, the density distribution of deposited GST films are obtained versus Ar gas pressure and DC power by analyzing spectro-ellipsometric data. The calculated evolution curves at the wavelength of 632.8 nm, are fit into the in situ observed ones to get information about the evolution of density distribution during film growth. The density distribution showed different evolution curves depending on deposition conditions. The GST films fabricated at DC power of 30 W or 45 W, and at Ar gas pressure of 7 mTorr turned out to be the most homogeneous one out of those prepared at room temperature, even though the maximum density difference between the dense region and the dilute region of the GST film was still significant (~50%). Finally, in order to find the optimum growth condition of homogeneous GST thin films, the substrate temperature is varied while Ar gas pressure is fixed at 7 mTorr and DC power at 30 W and 45 W respectively. A monotonic decrease of void fraction except for a slight increase at 18$0^{\circ}C$ is observed as the substrate temperature increases. Decrease of void fraction indicates an increase of film density and hence an improvement of film homogeneity. The optimum condition of the most homogeneous GST film growth turned out to be 7 mTorr of Ar gas pressure, 15$0^{\circ}C$ of substrate temperature. and 45 W of DC power. The microscopic images obtained using scanning electron microscope, of the samples prepared at the optimum growth condition, confirmed this conclusion. It is believed that the fabrication of homogeneous GST films will be quite beneficial to provide a reliable optical recording medium compatible with repeated write/erase cycles.

두 개의 위상지연판이 중첩된 가변 4분파장 위상지연자 및 원편광자의 설계

김상열,Kim, Sang Youl 한국광학회 2014 한국광학회지 Vol.25 No.3

서로 다른 위상지연각을 가지는 두 개의 위상판을 중첩하여 4분파장 위상지연자로 구동시키기 위한 필요조건을 찾고 선편광자와 이들 위상판들의 방위각이 만족해야할 관계식들을 위상지연각들의 함수로 해석적으로 유도하였다. 해석적인 방법으로 구한 각도 관계식들과 Poincare 구상에서의 자취분석을 통해 구한 각도 관계식들이 동일함을 확인하였고 동일한 두 개의 위상판을 사용할 경우 몇가지 응용예를 제시하였다. The conditions under which a composite retarder consisting of two different retardation plates can be operated as a tunable quarter-wave plate are derived. The explicit expressions for the azimuthal angle of a linear polarizer and those of two retardation plates to generate circularly polarized light are presented as a function of retardation angles. Those expressions for the azimuthal angles derived using the Jones matrix formalism are verified as identical to the expressions derived from the analysis of the trajectory on a Poincar$\acute{e}$ sphere. A couple of examples are presented for generating circularly polarized light when two identical retardation plates are used.

두개의 단축이방성 박막이 있는 다층박막 시료의 타원식

김상열,Kim, Sang Youl 한국광학회 2015 한국광학회지 Vol.26 No.2

광축의 각도가 서로 다른 두 단축이방성 박막이 다층박막 기층시료 위에 코팅되어 있을 때 비스듬히 입사한 빛의 유효반사계수 표현들을 유도하였다. 유효반사계수로부터 타원상수 표현들을 구하고 이 타원상수의 단축이방성 박막 광축각도 의존성으로부터 단축이방성 박막의 표면 이방성에 의한 효과와 주층 이방성에 의한 효과를 구분하여 해석할 수 있도록 하였다. Explicit expressions are derived for the effective reflection coefficients of obliquely incident light on a multilayered substrate coated with two uniaxially anisotropic films. Based on these reflection coefficients, ellipsometric constants are obtained as function of the tilt and azimuthal angles of the optical axes of the uniaxial films. Explicit expressions are provided, which can be used to separate the effects of surface anisotropy for anisotropic film from that of its bulk anisotropy, so that these expressions may be utilized in characterizing the surface anisotropy of alignment layers.

단축이방성 배향막이 코팅되어 있는 다층박막시료의 타원식

김상열,Kim, Sang Youl 한국광학회 2013 한국광학회지 Vol.24 No.5

다층박막이 있는 기층에 단축이방성 배향막이 코팅되어 있을 때 비스듬히 입사한 빛의 유효반사계수 표현들을 유도하였다. 유효반사계수들과 타원상수들을 다층박막의 미지상수들은 물론 단축이방성 배향막의 광학이방성의 크기와 광축의 방향 그리고 배향막의 두께로 표현하였다. 이를 바탕으로 배향막의 정상굴절률과 이상굴절률, 배향된 두께 그리고 광축의 방위각과 기울임각을 다층박막의 두께나 조성비 등과 함께 타원법이 가지고 있는 높은 수준의 측정 정밀도를 유지하며 기존의 모델링 분석방법으로 결정할 수 있도록 하였다. The effective reflection coefficients of an obliquely incident wave on a multi-layered substrate coated with a uniaxially anisotropic alignment layer are derived. The effective reflection coefficients as well as explicit ellipsometric expressions are provided as a function of film constants of multiple layers together with magnitude of anisotropy, direction of optic axis, and thickness of the alignment layer. It is expected that by adapting these expressions to the conventional modelling technique, the ordinary refractive index, the extra-ordinary refractive index, the azimuth angle and the tilt angle of the optic axis, and the thickness of the aligned surface can be determined simultaneously together with the thickness and volume fraction of each layer beneath the alignment layer.

대전 문화예술교육의 현황과 개선방안 연구

김상열 ( Sang Youl Kim ) 영주어문학회 2012 영주어문 Vol.24 No.-

Since the law to boost arts and culture education was enacted in 2005, the policy of arts and culture education has maintained the keynote to improve citizens` cultural life and to strengthen the national culture power in spite of several policy changes. But today we feel the need to discuss not only the policy direction and the method to choose the agenda, but also the policy development tailored to regional characteristics and its practical use. Today ``Korea Arts and Culture Education Service`` sets the agenda and takes charge of funding for arts and culture education while the ``metropolitan arts and culture education center`` and ``local arts and culture eudcation center`` assumes the role of putting the policy into action. This centralization of government had been effective in terms of the utility of agenda decision and facility of execution. But if the regional system is provided, this central system will disturb the flexibility of regional characteristic policy and, most of all, turn out having the limit in inducing citizens` voluntary participation. Therefore in order to solve the problem, we should discuss several questions. First, we have to determine the direction of the basic policy. Also We need to develop the program and build the infrastructure. This study is an attempt to solve this problem. In addition I will examine Daejeon arts and culture education, and I will suggest the direction for Daejeon arts and culture education.

물류 네트워크 확보를 위한 국외 항만 선정 정보시스템 개발과 활용에 관한 연구

김상열(Sang Youl Kim),박호(Ho Park),김태훈(Taehun Kim) 한국자료분석학회 2021 Journal of the Korean Data Analysis Society Vol.23 No.5

항만의 역할이 국제전자상거래 및 글로벌 공급사슬관리로 확대되어서, 세계 주요국은 글로벌 항만물류 거점으로 성장될 수 있는 지역을 전략적으로 선정 및 진출하고 있는 상황으로 변화되었다. 이에 국내 물류·항만·해운 관련 기업들도 글로벌 경쟁력 확보를 위해 해외시장 진출을 통한 양적 확대 및 물류네트워크 확보의 필요성에 직면해 있다. 또한, 물류 기업의 해외 시장 진출은 해외진출을 용이하게 하고 국제경쟁력을 향상시킬 수 있으며, 신성장 동력을 확보하고 서비스 역량을 향상시킬 수 있는 방안일 될 것이다. 본 논문에서는 우리나라의 해운항만물류산업의 경쟁력 확보와 서비스역량 강화를 위한 글로벌 물류네트워크 확보를 통해 선점이 요구되는 국외 항만을 선정하기 위한 기본적인 정보를 제공하는 정보시스템 개발을 연구목적으로 한다. 이를 위해 물류 네트워크를 위한 데이터베이스를 구축하기 위하여 분산되어 있는 대량의 정보를 하나의 데이터베이스로 저장하고, 구축된 데이터베이스를 기반으로 사용자 기반 정보시스템을 개발하였고, 정보시스템 활용에 대해서 구성된 데이터베이스 일부 변수의 타당성을 검증하고, 시스템 활용 시 지표별 중요도 설정 문제에 대해서 전문가 조사를 실시하여 물류 네트워크 확보를 위한 국외 항만 선정시 고려해야 주요 지표에 대해 분석 결과를 제시하였다. The main purpose of this research is to develop an information system to select overseas ports to secure a logistics network. It is important to establish a basis for collecting and verifying the distributed information only with necessary information for securing a logistics network. Therefore a database was developed, and an information system was implemented to present an information system application case. In order to verify the validity of some variables in the database through this, and to estimate the importance of indicators to be considered when selecting overseas ports, the importance of each indicator was presented by analyzing the results of expert surveys. This study has the following limitations. First, a method for collecting variously dispersed data, that is, regular updating or appending, should be considered. Second, the developing and updating the information systems to reflect additional requirements should be considered.