분자선증착법으로 (0001) 사파이어 기판 위에 AlxGa1-xN 에피층을 AlN 몰비를 변화시키면서 성장시켰다. AlN 몰비는 0.16에서 0.76까지 변화시켰으며 X선의 회절 실험과 Rutherford backscattering spectroscopy 방법을 이용하여 AlN 몰비를 결정하였다. AlxGa1-xN 에피층의 깊이 방향의 조성 변화를 관찰하였으며 스퍼터 시간에 대해 각 원소가 일정한 원자 농도를 가짐을 알 수 있었다. AlN 몰비의 증가에 따른 표면 특성의 변화를 관찰하기 위하여 atomic force microscopy 측정을 수행하였다. 표면에서의 입자 모양이 AlN 몰비가 변화함에 따라 원형에서 침상형태로 변화함을 알 수 있었다. 표면 입자에 대한 root mean square 값과 average roughness 값을 구하였으며 AlN 몰비를 바꿈에 따라 나타나는 변화를 관찰하였다.

지진규모, 진앙거리, 지반조건 및 가옥의 노후도를 고려하여 역사지진의 규모를 추정하였다. 진진규모 6-8, 진앙거리 5 km-350km, 단단한 지반 및 연약 지반 특성을 갖는 18개의 인공지진파를 작성하여 우리 나라 전통 초가삼간에 대한 비선형 동적해석을 수행하였다. 가옥의 경년에 따른 노후도는 목조 프레임의 수평내력에 관한 이력특성이 선형적으로 감소하는 것으로가정하였다. 초가삼간을 1질점계의 1자유도 모델로 모델링하였으며, 비선형 이력특성은 개량형 Double-Targe모델을 이용하였다. 해석결과 원거리 지진에 대해서는 지진규모, 지반조건 및 노후도에 상관없이 매우 적은 피해를 보였다. 중거리 지진의 경우 연약지반에서 규모 6.5 이상의 지진시 반파 이상의 피해가 발생하였다. 근거리 지진의 경우 지반조건 및 노후도에 상관없이 규모 6.5 이상에서 반파 이상의 피해를 나타내었다. 우리 나라 역사지진의 규모는 약 6.2로 추정된다. 우리 나라에 적합한 지반가속도-진도의 경험식을 제안하였다.

n-InP(001)기판과 PECVD법으로 Si3N4(200nm)막이 성장된 InP 기판사이의 direct wafer bonding을 분석하였다. 두 기판을 접촉시켰을 때 이들 사이의 결합력에 크게 영향을 주는 표면 상태를 접촉각 측정과 AFM을 통해서 분석하였다. InP 기판은 50% 불산용액으로 에칭하였을 때 접촉각이 5˚, RMS roughness는 1.54Å이었다. Si3N4는 암모니아수 용액으로 에칭하였을 때 RMS roughness가 3.11Å이었다. Inp 기판과 Si3N4/InP를 각각 50% 불산 용액과 암모니아수 용액에 에칭한 후 접촉시켰을 때 상당한 크기의 초기 겹합력을 관찰할 수 있었다. 기계적으로 결합된 시편을 580˚C-680˚C, 1시간동안 수소 분위기와 질소분우기에서 열처리하였다. SAT(Scanning Acoustic Tomography)측정으로 두 기판 사이의 결합여부를 확인하였다. shear force로 측정한 InP 기판과 Si3N4/InP사이의 결합력은 Si3N4/InP 계면의 결합력만큼 증가되었다. TEM과 AES를 이용해서 di-rect water bonding 계면과 PECVD계면을 분석하였다.

매립형 InGaAnP/InP 레이저 다이오드 제작을 위한 질량 이동 현상의 최적화에 대한 연구를 수행하였다. Double heterostructure 레이저 다이오드 구조의 1차 성장은 액상 에피 성장 장치를 이용하였으며, 메사 에칭하였다. 활성층을 [110] 방향으로 선택적으로 에칭 한 후, 액상 에피 성장 장치를 이용하여 질량 이동 현상을 발생시켜 매립형 구조를 형성시켰다. 질량 이동 현상의 임계온도는 40분간 유지시켰을 때 670˚C로 나타났으며 재현성 있게 질량 이동 현상이 발생하였다. 질량 이동 현상에 의해 성장된 층의 폭은 온도증가에 따라 약간 증가하였다.

우리나라 전통 초가삼간의 1/4 축소모델을 제작하여 연약지반 조건에 대한 내진 성능실험을 수행하였다. Imperial Valley 지진파를 사용하여 모델의 파괴 시까지 거동을 분석하였다. 탄성한계 내에서 초가삼간의 고유진동수는 장방향 및 단방향 각각 1.66Hz 및 1.76Hz로 측정되었다. 탄성한게 내에서의 감쇠비는 약 7%이다. 수평방향의 최대 가속도응답은 입력에 비해 감소하며 이는 목조 프레임의 비선형, 비탄상 특성 때문이다. 수평방향의 변위응답은 입력이 증가함에 따라 급격히 증가하여 최대 지반가속도 0.25g에서 모델이 붕괴되었다. 비선형 지진해석 결과와 실험결과를 비교하였다.

우리나라 전통 초가삼간의 1/4 축소모델을 제작하여 암반지반 조건에 대한 내진성능실험을 수행하였다. Nahanni 지진파를 사용하여 최대 가속도 0.1g~0.6g 범위에서 거동을 분석하였다. 탄성한계에서 초가삼간의 고유진동수는 장방향의 경우 약 1.66Hz, 단방향의 경우 215Hz이다. 탄성한계에서의 감쇠비는 약 7%이다. 수평방향의 가속도응답은 입력에 비해 감소하며 입력가속도 수준이 증가할수록 감소율이 증가한다. 이는 사개맞춤으로 만들어진 목조 프레임의 비선형.비탄성 특성 때문이다. 전통 초가삼간 가옥은 고진동수가 지배적인 암반지반에서 매우 큰 내진성능을 나타내었다.

본 논문에서는 사개맞춤으로 제작된 우리 나라 전통 초가삼간 목조 프레임의 수평방향 교번하중에 대한 이력특성을 실험을 통하여 규명하였다. 실험에는 1.:1 모델을 제작하여 사용하였다. 사개맞춤 목조 프레임의 이력특성은 못이나 사재를 사용한 목조 프레임의 이력특성과는 매우 상이하다. 프레임의 등가 점성감쇠비는 평주 프레임의 경우 약 27%, 고주 프레임의 경우 약 13%이다. 개량형 Double Target 모델의 이용하여 비선형 이력특성을 모사하였다.

삼국시대 이후 근대까지 민가의 가장 보편적인 형태였던 초가삼가의 평균적인 상세 구조를 제시하였다. 목조 프레임이 주로 사용되었으며 프레임의 조인트는 사개맞춤이 일반적이었다. 초가삼간을 구성하는 평주 및 고주 프레임의 정적 수평내력을 1:1 실험모델을 통하여 평가하였다. 기둥 상부 조인트의 형태 및 심벽이 수평내력에 미치는 영향과 조인트의 파괴모드를 분석하였다. 실험결과 평주 프레임의 극한 수평내력은 1,090N, 파괴시 최대 수평변위는 400mm(1/6 rad)이었다. 고주 프레임의 경우 이들 값은 각각 4,160 N 및 250 mm(1/9.6 rad)이었다. 프레임의 거동은 모두 조인트의 거동에 지배되었으며 매우 큰 비선형을 보였다. 조인트의 파괴모드는 평주 프레임의 경우 화통가지의 전단파괴, 고주프레임의 경우 화통가지의 휨파괴가 주요한 모드였다.

본 연구에서는 면진수조의 2차원 동적 해석기법을 개발하고 축소모델을 사용한 진동대실험을 통하여 해석기법의 타당성을 검증하였다. 수조의 벽체는 집중질량을 사용하여 모델링하였으며 유체의 부가질량을 벽체의 절점에 부가함으로써 유체의 동수역학적인 영향을 고려하였다. 면진수조의 운동방정식은 벽체와 유체로 구성된 상부구조의 운동방정식과 바닥슬래브와 면진장치로 구성된 하부구조의 운동방정식을 연계하여 구하였다. 진동대 실험에서는 투명한 아크릴로 제작한 모형수조를 사용하였으며 면진장치는 4개의 고감쇠 적층 고무베어링(High Damping Laminated Rubber Bearing)을 사용하였다. 축소모델에 의한 실험결과는 대체적으로 해석결과와 잘 일치하였으며 계산결과가 다소 보수적인 것으로 나타났다.

사용후핵연료 저장조는 지진하중에 대하여 운영기간중 자체의 구조적 건전성 및 저장된 사용후핵료의 안전성을 확보할 수 있어야 한다. 본 연구에서는 LRB 면진장치를 설치한 사용후핵연료 면진저장조의 지진시 거동특성을 파악하기 위하여 서로 다른 특성을 갖는 두종류의 지진에 대하여 지진해석을 하여 그 결과를 비면진 저장조에서의 응답과 비교하였다. 면진장치를 사용함으로써 지진시 상부구조로 전달되는 지진력과 응답을 크게 감소시켜 저장조와 저장된 사용후액연료의 안전성 확보에 유리한 것으로 나타났다.