본 연구의 목적은 XML을 기반으로 하여 웹(web)을 통한 교환이 가능한 철관콘크리트 건물의 구조계산서를 전자화(digitalization)하는 방안을 제시하는 것이다. 이를 위해서 철근콘크리트 건물의 구조계산서를 XML로 표현하기 위한 자료 구조(data structure)를 정의하였다. 여기에는 수식과 그래픽 등 웹에서는 교환하기 어려운 형식의 자료들도 포함된다. 다음에는 이 자료구조에 따라 구조계산서를 XML문서로 작성하였다. 그리고 이 XML문서를 웹에서 효과적으로 출력(presentation)하는 방안을 도출하였다. 마지막에는 XML로 표현된 구조계산서를 웹에서 교환할 수 있는 웹 응용프로그램(web application)을 부분적으로 구현하였고, 이를 간단한 예제에 적용하여 본 연구결과의 타당성을 검토하였다.

전자 화폐 및 전자 지불 시스템은 현재의 사회적 인프라(법, 제도, 문화, 노동, 금융, 기술)등의 총체적인 인프라이며, 응용산업이다. 인류의 화폐 문화 기술을 근본적으로 바꾸어 놓을 수 있는 역사적. 기술적 발전의 계기가 되고 있다. 이러한 산업을 이끌어가고 있는 최 첨병들의 기술과 동향 향후의 발전 추이에 대한 고찰을 하고자 한다.

MBS에 의해(001)GaAs기판 위에 성장된 Zn1-xCoxSe(x=1.0, 7.4, 9.5 %)반도체 박막과 (ZnSe/FeSe)반도체 초격자 박막의 미세구조를 투과전자현미경을 이용하여 연구하였다. Zn1-xCoxSe 박막 시편의 경우, 박막과 기판 사이의 격자 불일치때문에 a/2<110>형태의 버거즈 벡터를 가지는 부정합 전위를 관찰하였다. 모든 Zn1-xCoxSe 박막과 기판의 계면은 뚜렷이 구별되었고, 계면에서 산화물이나 이물질이 존재하지 않았다. 또한, (ZnSe/FeSe)초격자를 성장시키기 전에 GaAs기판 위에 ZnSe바닥층을 넣음으로써 고품질의 (ZnSe/FeSe)초격자를 얻었다. (ZnSe/FeSe)초격자에 있는 FeSe는 섬아연광 결정구조로 존재하였다.

TiC(001) 면위에 Mg 금속을 단원자층으로 증착시킨 후 산화 및 열처리 과정을 거쳐서 MgO 초박막을 성장시키고, 성장된 MgO 막의 전자상태 및 표면포논을 UPS, XPS 및 HREELS를 사용하여 측정하였다. 전도성 기판위에 epitaxial 산화물막을 성장시킨 후 성장된 막의 전자구조 및 표면포논을 측정함으로써 벌크에서 분리된 2차원적 특성을 갖는 '표면 모델'의 물성을 연구하고자 하였는데, 이러한 '표면모델'은 잘 배열된 원자구조를 얻을 수 있고 두께가 충분히 얇아서 전하축적을 피할 수 있기 때문이다. 기판으로는 MgO와 같은 암염형 결정구조를 갖고 있고, 격자상수 차이가 2.6% 로서 매우 작으며, 비저항이 매우 낮은 전이 금속 탄화물 중의 하나인 TiC(001) 면을 사용하였다. TiC(001)면에 증착된 MgO층의 UPS He-l 스펙트럼을 측정한 결과 O2p및 XPS스펙트럼은 열처리를 전후로 하여 변하지 않았으며, 이로부터 상온에서 산소의 확산만으로 MgO 상이 형성됨을 알 수 있었다. MgO초박막의 표면 포논을 HREELS를 사용하여 검출하였다. 거시적 포논중에서 F-K 파 및 Rayleigh 모드가 관찰되었는데, F-k파는 MgO막의 2차원성으로 인하여 벌크의 경우보다 높은 진동 에너지를 갖고 있었고 Rayleigh모드는 벌크 MgO와 유사한 분산관계를 보였다. 미시적 포논중에서 Wallis(S2)모드가 측정되었는데, 그 진동에너지는 벌크에서와 같고 off-specular방향에서도 소멸되지 않았다.

고분해능 전자현미경과 컴퓨터 이미지 시뮬레이션이 La이 첨가되고 또한 첨가되지 않은 Pb(Mg/ sub 1/3/Nb23/)O3고용체의 미세구조를 연구하기 위해서 사용되었다. 불규칙격자 영역의 격자 이미지는 정방정 형태와 유사 육방정 형태를 각각 보였다. 규칙격자 영역에서 Mg과 Nb의 비화학양론적인 규칙격자 구조 현상이<111>방향에 따라 관찰되었다. 실험 격자 이미지와 컴퓨터 시뮬레이션 이미지의 비교로부터, 규칙격자 구조를 가지는 영역의 장거리 규칙도는 0.2-0.7의 값을 가지고 있었고, 또한 규칙격자는 (NH4)3FeF6결정구조를 가지고 있었다. 작은 값의 장거리 규칙도를 가지는 규칙격자를 가지는 영역에서, 변형률 파형이 관찰되지 않았다. 이것은 대부분 두 양이온이 그들의 위치에 있기 때문에, 원자 변위가 없었기 때문이다.

구조 및 전기적 제약조건을 고려한 전자력 발사기의 최적설계에 대해 연구하였다. 펄스형 대전류가 흐르는 발사기의 단면적이 최소화되었으며 각 요소(레일, 측면벽, 세라믹 및 강철)의 허용응력과 예하중을 고려하였다. 전기적 제약조건은 발사기의 성능을 저하시키는 와전류 효과를 방지하기 위한 세라믹의 두께로 정하였다. 90mm발사기의 설계에서 응력해석과 최적화는 ANSYS코드를 사용하여 수행되었다. 예하중을 받는 최적설계에서는 예하중을 받지 않는 최적설계보다 53%의 단면적이 감소되었다. 레일의 원호각이 45.deg.일때 발사기의 성능이 가장 양호하다. 레일의 원호각이 45.deg.일때 Fahrenthold 연구결과와 비교하여 9%의 변형량 감소와 10.4%의 변형량 감소를 얻었고, 예하중도 186Mpa에서 59.8Mpa로 감소되었다. 연구결과는 설계 요구조건을 충분히 만족시켜 주고 있음을 보여 주었다.

30KV 전자빔리소그래피 장치를 사용하여 PMMA 3000Å/P(MMA/MAA) 6000Å의 이중구조에서 foot width 0.1μm이하, head width 0.4μm의 T-gate를 형성하였다. PMMA/P(MMA/MAA)/GaAS 구조에 대한 Monte Carlo 시뮬레이션 결과, 산란반경 0.1μm에서 전방산란전자와 후방산란전자의 에너지 비는 19.5:1로 나타났다. 전자빔리소그래피 공정에 필요한 PMMA 및 P(MMA/MMA)의 열처리 조건, 설게 선폭에 대한 패턴감도를 구하였다. MIBK : IPA = 1 : 1 현상액에 대한 PMMA 및 P(MMA/MAA)의 감마값(gamma value)은 2.3이었다. 광 및 전자빔리소그래피 장치의 혼합사용(mix-and-match) 결과 층간정렬도 (alignment accuracy)는 0.1μm(3σ) 이하를 얻었다.

생물체의 활동 특히 미생물의 활동은 직·간접적으로 전 지구적으로 분포하는 퇴적물 및 암석 내부 광물의 형성 및 변형에 영향을 주고, 일부는 특징적인 생물기원구조를 형성한다. 특히, 특징적인 생물기원구조에 분포하는 광물은 기존에 알려진 무기적 과정을 통하여 형성되기 어려운 환경에서 형성되기도 하고, 무기적 과정을 통하여 형성된 광물과는 다른 물성 및 특성을 나타낸다. 이러한 생물체의 영향을 받아 형성된 생물기원구조에 대해 연구·분석하는 것은 새로운 광물 형성 메커니즘을 규명하는데 필수적이라 할 수 있다. 따라서 본 논문은 심해저 망간각 및 해저열수분출공 지역 미생물 매트 시료를 예로 들어, 주사전자현미경 분석을 통한 자연환경에 분포하는 생물기원구조 관찰에 대해 소개하고 분석방법, 장점 및 활용에 대해 설명하고자 한다.

고압 환경에서 규산염 용융체의 원자 구조에 대한 정보는 지구 내부 마그마의 열전도율이나 주변 암석과의 원소 분배계수와 같은 이동 물성을 이해하는 단서를 제공한다. 규소의 전자 구조는 규산염 다면체 주 변의 산소 원자 분포와 연관성을 가질 것으로 예상되나, 이 사이의 상관관계가 명확하게 밝혀져 있지 않다. 본 연구는 SiO2의 고밀도화에 따른 규소의 전자 구조 변화의 미시적인 기원을 규명하기 위해 SiO2 동질이상 의 규소 부분 상태 밀도와 L3-edge X-선 흡수분광분석(X-ray absorption spectroscopy; XAS) 스펙트럼을 계산 하였다. 규소의 전도 띠 영역에서 전자 구조는 결정 구조에 따라서 변화하였다. 특히 d-오비탈은 108, 130 eV 영역에서 배위 환경에 따른 뚜렷한 차이를 보였다. 계산된 XAS 스펙트럼은 규소 전도 띠의 s,d-오비탈에서 기인하는 피크를 보였으며, 결정 구조에 따라 s,d-오비탈과 유사한 양상으로 변화했다. 계산된 석영의 XAS 스펙트럼은 SiO2 유리의 X R S 실험 결과와 유사하였으며 규소 주변 원자 환경이 비슷하기 때문으로 생각된 다. XAS 스펙트럼을 수치화한 무게 중심 값은 Si-O 결합 거리와 밀접한 상관관계를 가지며 이로 인하여 고 밀도화 과정에서 체계적으로 변화한다. 본 연구의 결과는 Si-O 결합 거리에 민감한 규소 L2,3-edge XRS가 규 산염 유리 및 용융체의 고밀도화 기작을 규명하는 과정에서 유용하게 적용될 수 있음을 지시한다.

SiO2는 지각과 맨틀을 구성하는 풍부한 물질로 고압 상태의 SiO2 원자구조를 결정짓는 전자구 조적 특성에 대한 상세한 이해는 지구 내부의 탄성과 열역학적 성질에 대한 통찰을 제공한다. SiO2처 럼 경원소(low-z)로 이루어진 지구 물질의 고압상 전자구조는 in situ 고압 XRS (x-ray Raman scattering) 실험을 통해 연구되어 왔다. 하지만 기존의 고압 실험 방법으로는 물질의 국소 원자구조와 XRS 스펙트럼 간 상관관계를 밝히는데 한계가 있다. 이를 극복하고 더 높은 압력에서 존재하는 SiO2 에 대한 XRS 정보를 얻기 위해 밀도 범함수 이론(density functional theory; DFT)에 기반을 둔 제1원 리(ab initio) 계산법을 이용한 XRS 스펙트럼 계산 연구들이 진행되고 있다. 비탄성 X-선 산란에 의하 여 원자핵 주변 1s 오비탈에 만들어지는 전자-정공(core-hole)은 경원소 물질의 국소 전자구조에 크게 영향을 미치기 때문에 O K-edge XRS 스펙트럼 형태를 계산할 때 중요하게 고려해야 한다. 본 연구에서는 온-퍼텐셜 선형보충파(full-potential linearized augmented plane wave; FP-LAPW) 방법 론에 기반하는 WIEN2k 프로그램을 사용하여 α-quartz, α-cristobalite 그리고 CaCl2-구조를 갖는 SiO2 에 대한 O 원자 전자 오비탈의 부분 상태밀도(partial density of states; PDOS)와 O K-edge XRS 스펙 트럼을 계산하였다. 또한, CaCl2-구조를 갖는 SiO2의 O 원자 PDOS의 전자-정공 효과의 적용 여부에 따른 차이를 비교하여, 원자핵 부근 전자구조 변화에 따른 PDOS의 피크 세기와 위치 변화가 크게 나 타났다는 사실을 확인할 수 있었다. 또한 계산된 각 SiO2 구조의 O K-edge XRS 스펙트럼이 각 SiO2 구조에서 계산된 O 원자의 p* 오비탈의 PDOS 결과와 매우 유사한 형태를 갖고 있음을 확인하였다. 이는 O K-edge XRS 스펙트럼이 갖는 대부분의 특징적인 피크들이 O 원자의 점유 1s 오비탈에서 2p* 오비탈로의 전자전이에 기인하기 때문이다. 본 연구의 결과는 SiO2에 대한 정확한 O K-edge XRS 스 펙트럼을 계산하는데 있어 전자-정공 효과를 고려해야 한다는 사실을 보여준다. 또한, 실험적으로는 재현이 어려운 고압 환경에 존재하는 CaCl2-구조를 갖는 SiO2 (~63 GPa)에 대한 O K-edge XRS 스펙 트럼 계산을 통해, 제1원리 계산이 고압상 물질의 물성 연구에 이용될 수 있다는 사실을 보여준다.

지구물질의 거시적 성질로부터 지구시스템 진화의 실마리를 찾을 수 있으며, 이런 거시적인 물성은 지구물질의 원자구조에 의하여 결정되기 때문에 지구물질의 원자구조(즉, 전자구조)를 파악하는 것은 지구시스템의 현상의 이해에 매우 중요하다. 지구내부의 잘 알려지지 않은 물질들의 원자구조를 규명하기 위하여 최근에는 범밀도함수 이론에 기반한 양자계산이 이용되고 있다. 본 연구에서는 온-포텐셜 선형화 보충 평면파가 이용된 양자계산을 통해 저온석영과 스티쇼바이트에 대한 산소원자 K-전자껍질 에너지-손실 흡수끝-부근 구조(energy-loss near-edge structure; ELNES) 스펙트럼과 각 전자 오비탈에 대한 국소상태밀도(partial local density of states; PLDOS)를 계산하였다. 산소원자 K-전자껍질 ELNES 스펙트럼은 저온석영과 스티쇼바이트의 결정구조에 따라서, 저온석영에서는 ~538 eV에서 세기가 강한 피크가 나타나고 스티쇼바이트에서는 ~537과 ~543 eV에 강한 피크가 나타난다. 이와 같은 결정구조에 따른 산소원자 K-전자껍질 ELNES 스펙트럼의 차이는 지구내부 다양한 결정질과 비결정질 규산염 물질의 산소원자 주변의 환경을 파악하는 중요한 지표로 이용될 수 있다.