Fabrication of silica photonic crystal and characteristics as liquid crystal layer

본 연구에서는 수백 나노미터 크기의 실리카 볼(ball)을 이용해서 보석의 일종인 오팔(opal)과 유사한 면심입방(face-centered cubic; fcc)구조를 가지는 3차원 광자결정을 제작하였다. 우선 깨끗이 세척한 유리 기판을 실리카 볼을 섞은 에탄을 용액에 수직으로 세운다. 그러면 에탄올이 증발하면서 유리 기판 표면에 fcc구조를 가진 약 1 ㎝ 두께의 광자결정이 만들어진다. 이렇게 만들어진 광자결정을 가시광선과 근적외선 영역에서 투과 스펙트럼을 측정해보면, 입사각이 변함에 따라 포토닉 밴드갭의 위치가 달라지는 것을 알 수 있다. 그리고 3차원 광자결정이 가지는 포토닉 밴드갭의 위치와 폭을 분석하기 위해서 스칼라 파동 근사 법(Scalar wave approximation)을 이용했다. 또한 두 개의 광자결정을 에탄올이 증발한 방향이 서로 나란하게 9.3㎛ 간격을 두고 맞붙였다. 그 후 네마틱 액정을 두 광자결정 사이에 주입해서 광자 결정 사이의 공간과 광자결정을 이루고 있는 실리카 볼 사이의 공간에도 액정이 채워지게 하였다. 그리고 편광현미경으로 확인한 결과 광자결정의 표면이 액정을 정렬시킬 수 있다는 것을 알았다. 이 때 액정의 정렬 방향에 따른 흡수의 비선형성을 측정해서, 액정이 정렬한 방향은 제작 시에 에탄올이 증발한 방향에 수직임을 알 수 있었다. 또한 이러한 시료에 외부 전기장을 인가했을 때 포토닉 밴드갭이 단파장 쪽으로 이동하는 것으로 보아, 실리카 볼 사이의 액정이 전기장의 방향으로 회전해서 유효굴절률이 변했다는 것을 실험으로 확인했다. 자기 조립 방법으로 제작한 광자결정의 표면이 액정을 정렬시킬 수 있으므로 이를 이용해서 에탄올의 증발방향이 서로 90℃가 되게 맞붙여서 비틀린 네마틱 구조를 만들어보았다. 그 후 직교하는 두 편광자 사이에 시료를 두고 검광자를 회전시키면서 투과율의 변화를 측정해서 예상대로 액정이 90˚ 비틀려 있음을 확인했다. 그리고 외부에서 전기장을 인가하면 비틀린 액정 구조가 풀려서 어두워지며, 그 반응시간 역시 디스플레이의 가장 간단한 형태인 비틀린 네마틱 구조의 일반적인 특성을 잘 따른다.;We fabricated 3-D photonic crystals possessing fcc opal structure with silica nano- spheres. An ITO glass is immersed vertically into a suspension of silica spheres and ethanol. After ethanol evaporates, fcc opal with the thickness of about l㎛ is formed on the surface of the ITO glass. Transmission spectra of the fabricated photonic crystal in the visible and near-infrared regions have been measured at different incident angles to find the distinct photonic band gaps. In order to relate the observed photonic band gaps with the microscopic arrangement of silica nano-spheres, the scalar wave approximation has been employed. We also fabricated a sandwiched cell of two photonic crystals grown on the ITO glasses with the separation of 9.3㎛. Then, a nematic liquid crystal has been infiltrated into the gap between the surfaces of opal, also the voids of opal. It is found that the opal surface serves as an alignment layer for liquid crystals as confirmed by polarized microscopic images. It is also found that the direction of alignment is normal to the evaporation direction of the ethanol from absorption anisotropy measurement. Moreover, upon applying an external electric field between ITO electrodes, a blue shift of the photonic bandgap position has been observed, which can be understood from the refractive index change incurred by field-induced re-orientation of liquid crystal. Twisted nematic (TN) liquid crystal structure made of photonic crystals is found to have an electric response similar to that observed for a standard alignment layer. With an electric field applied, TN structure is darkened and when the external electric field is removed, TN is brightened.논문개요 = 1 Ⅰ. 서론 = 2 Ⅱ. 이론 = 5 A. 3차원 광자결정 = 5 1. 오팔(opal)의 면심입방(face-centered cubic) 구조 = 5 2. 스칼라 파동 근사 법 (Scalar wave approximation method) = 9 B. 네마틱 액정 (Nematic liquid crystal) = 16 1. 네마틱 액정분자의 성질 = 16 2. 비틀린 네마틱 구조 (Twisted nematic cell) = 18 Ⅲ. 실험방법 = 23 A. 시료 제작 (Sample preparation) = 23 1. 3차원 광자결정의 제작과 확인 = 23 2. 광자결정으로 만든 시료와 네마틱 액정의 주입 = 24 B. 실험 장치 (Experimental setup) = 28 1. UV-VIS. Spectrophotometer (분광광도계) = 28 2. 전하결합소자(CCD) 사진기를 부착한 편광현미경 = 28 3. 투과율과 반응시간을 측정하기 위한 레이저 실험 장치 = 28 Ⅳ. 실험결과 및 분석 = 32 A. 3차원 광자결정 = 32 1. SEM(Scanning Electron Microscope) 사진과 광학현미경 사진 = 32 2. 투과 스펙트럼 = 35 B. 수평배향구조 (Homogeneous texture) = 38 1. 광자결정 내의 액정 = 38 가. 액정주입 전후의 밴드갭 변화 = 38 나. 전기장에 따른 투과율 변화 = 39 2. 광자결정 위의 액정 = 42 가. 액정의 배열 확인과 정렬 방향 = 42 나. 복굴절 = 45 다. 전기적 반응 = 45 C. 비틀린 네마틱 구조 (Twisted nematic cell) = 50 1. 시료 회전과 검광자 회전시의 투과율 변화 = 50 2. 전기적 반응 = 53 Ⅴ. 결론 = 56 참고문헌 = 57 Abstract = 6

Examination of Nitrogen retention in microcosms of Persicaria thunbergii and soil

Thesis (master`s)--서울대학교 환경대학원 :환경계획학과,1996.Maste

초등학생의 국어 교과와 수학 교과에 대한 유용가치 인식 양상

본고에서는 교과 가치 중 하나인 유용가치 즉，학습하는 내용이 자신에게 도움이 된다 혹은 유용하다라고 부여하는 가치에 주목하여, 초등학생들이 국어 교과와 수학 교과에 대해 유용가치를 인식하는 양상이 어떠한가를 구체적으로 확인하고자 한다. 이를 위해 교과 유용가치에 대한 설문 응답을 바탕으로 군집 분석을 실시하고，군집별로 면담 대상자를 선정하여 교과 유용가치에 대한 면담 을 실시하여 그 결과를 분석하였다. 면담은 2개 초등학교 학생，12명을 대상으로 진행되었고, 연구자들이 설문 응답 자료，면담 녹음 파일 및 전사 자료를 개별적으로 분석하고，교과 유용가치와 관련하여 논의할 점을 탐색하여 공동으로 논의 하는 과정을 거쳐 본 연구의 결과를 정리하고 시사점을 도출하였다. 면담을 통 해 확인한 초등학생들의 교과 유용가치에 대한 인식 양상을 정리하면 다음과 같다. 먼저 초등학교 시기의 교과 유용성에 대한 것으로，하나는 일생생활의 필요 충족과 관련된 유용성 인식이 모든 학생에게서 강하게 나타난다는 것이고 다른 하나는 일부 초등학생들은 일상생활에서 요구되는 교과 내용 지식의 수준을 매우 낮게 인식한다는 것이다. 둘째, 중고등학교 및 대학교 시기와 관련한 것인데, 입시 및 취업에서의 유리함과 관련된 유용성 인식이 일부에서 나타난다. 셋째, 성인기에 적용되는 유용성과 관련하여 직장 생활에 필요한 기본적인 문제해결 능력 신장에 대한 기대가 나타난다. The present paper pays attention to utility value on Korean and Mathematics subjects, that focuses upon the value as to the contents in learning are helpful or useful" and wants to specifically verify the current status how the elementary school students recognize the utility value on Korean and mathematics subjects. To do this, in analyzing the results, cluster analysis was conducted based on the survey questionnaires as to utility value on the subjects from which interviewees were selected to conduct in-depth interviews with regard to utility value on the subjects. The in-depth interview was conducted with 12 elementary school students from two schools. In deducing the implication from the study, researchers analyzed survey response data, interview voice recording files, transcribed database, and searched the discussion issues upon the utility value on the subjects, and conducted a process of collaborative discussion through which the results were summarized. The current status of recognition of utility value on the subjects are verified through the in-depth interview and summarized as follows- First, students have a strong recognition of utility related to satisfaction of the need in daily living. Second, for some elementary students, the study shows that the levels of study on the subjects satisfying the need in daily living are low. Third, they have a recognition oo utility that satisfied the need as social persons or office workers