다중적층구조는 상대적으로 두꺼운 주 적층구조(ply)와 얇은 층간구조(interlayer)를 반복하여 붙여서 만들어진다. 적층구조의 동적 파괴 페리다이나믹 해석을 효율적으로 수행하기 위해 주 적층구조만 실제 페리다이나믹 절점으로 모델링하고 층간구조는 가상의 절점으로 간략히 모델링하는 비국부 가상 층간구조 모델링 기법을 도입한다. 이를 통해 얇은 층간구조의 수치적 이산화 정도는 무시하고 상대적으로 두꺼운 주 적층구조를 해석하기에 적절한 수준의 수치적 이산화만으로 효율적인 페리다이나믹 모델링 및 해석을 수행할 수 있다. 본 연구에서는 가상 층간 구조 페리다이나믹 해석의 파동 전파 특성을 분석한다. 층간 구조는 인접한 적층판들을 접합하는 역할뿐만 아니라 적층판 사이의 에너지 전달 특성에도 영향을 주기 때문에 적층구조물의 변형 및 운동에도 중요한 역할을 하는 것을 확인하였다. 또한 경계 근처에서 페리다이나믹 절점은 불완전한 형태의 비국부 영역을 구성하는데, 이를 통해 완전한 비국부 영역을 구성하는 내부 절점과 경계 근처의 절점에서 재료 물성치 효과가 달라지게 된다. 본 연구에서는 이와 같은 표면 효과를 보정하기 위해 비국부 체적 기반의 보정법을 도입하고, 표면 효과 보정이 다중적층 구조물의 파동 전파에 미치는 영향을 조사한다.

In this study, chemical bath deposited (CBD) indium sulfide buffer layers were investigated as a possible substitution for the cadmium sulfide buffer layer in CIGS thin film solar cells. The performance of the In2S3/CIGS solar cell dramatically improved when the films were annealed at 300˚C in inert gas after the buffer layer was grown on the CIGS film. The thickness of the indium sulfide buffer layer was 80 nm, but decreased to 60 nm after annealing. From the X-ray photoelectron spectroscopy it was found that the chemical composition of the layer changed to indium oxide and indium sulfide from the as-deposited indium hydroxide and sulfate states. Furthermore, the overall atomic concentration of the oxygen in the buffer layer decreased because deoxidation occurred during annealing. In addition, an In-thin layer was inserted between the indium sulfide buffer and CIGS in order to modify the In2S3/CIGS interface. The In2S3/CIGS solar cell with the In interlayer showed improved photovoltaic properties in the Jsc and FF values. Furthermore, the In2S3/CIGS solar cells showed higher quantum efficiency in the short wavelength region. However, the quantum efficiency in the long wavelength region was still poor due to the thick buffer layer.

In high-efficiency Cu(In,Ga)Se2 solar cells, Na is doped into a Cu(In,Ga)Se2 light-absorbing layer from sodalime-glass substrate through Mo back-contact layer, resulting in an increase of device performance. However, this supply of sodium is limited when the process temperature is too low or when a substrate does not supply Na. This limitation can be overcome by supplying Na through external doping. For Na doping, an NaF interlayer was deposited on Mo/glass substrate. A Cu(In,Ga)Se2 absorber layer was deposited on the NaF interlayer by a three-stage co-evaporation process As the thickness of NaF interlayer increased, smaller grain sizes were obtained. The resistivity of the NaF-doped CIGS film was of the order of 103Ω·cm indicating that doping was not very effective. However, highest conversion efficiency of 14.2% was obtained when the NaF thickness was 25 nm, suggesting that Na doping using an NaF interlayer is one of the possible methods for external doping.

최근 물질의 특성과 구조를 해석하기 위해서 수치해석학적 모델과 컴퓨터 시뮬레이션이 많이 사용된다. 이러한 관점에서 물질의 미세구조를 해석하는 데 있어 분자동역학 해석법은 매우 유용한 방법이다. 이번 연구에서는 점토광물에 대한 확산계수 및 점착력과 같은 물리화학적 특성을 계산하기 위한 수치해석학적 방법을 소개한다. 이번연구에서 지질학적으로 심부에 위치하는 포화된 점토광물과 물을 포함한 점토광물에 대한 특성을 분자동역학을 이용해서 계산하고 균질화해석법을 활용하여 점착력과 같은 외부조건에 따라 결정되는 점토광물의 확산거동을 해석하였다. 그 결과 수치해석에 의한 해석결과 값과 기존의 실내 투수실험에 의한 결과 값이 매우 흡사한 결과를 보인다는 것을 알 수 있다. 이는 여러 가지 복합적인 조건하에서의 점토광물의 물리화학적 거동을 해석하는 데 수치해석학적 방법이 매우 유용하게 사용될 수 있다는 것을 의미한다.

[ 6Li ]과 7Li MAS NMR을 이용하여 점토광물 층간에 있는 Li의 환경에 대하여 상온과 고온(250℃)에서의 변화를 알아보고 6Li의 효용성을 검토하였다. 연구대상광물로는 헥토라이트, 와이오밍-몬모릴로나이트, 바이델라이트가 사용되었고 레피돌라이트가 추가적으로 사용되었다. 층간에 존재하는 Li의 연구에서 6Li은 7Li에 비하여 좁은 피크를 보여주나 S/N비가 낮고 화학적 이동에 의한 환경변화를 뚜렷이 보여주지 않았다. 또한 피크의 모양이나 너비의 변화가 크지 않아 이를 이용한 구조해석도 쉽지 않은 것으로 나타났다. 7Li NMR 스펙트럼의 경우 역시 화학적 이동의 변화는 크지 않으나 피크의 너비 변화 및 2차 사중극 패턴의 변화를 통하여 층간 내 존재하는 Li의 미시적 환경 및 이의 변화에 대한 정보를 얻을 수 있었다. 7Li NMR의 경우 몬모릴로나이트에서 두 개의 다른 환경을 갖고 있는 Li이 관찰되며 좁은 피크를 갖으며 2차 사중극 패턴이 아주 잘 나타나는 Li과 전체적으로 이러한 특성 없이 넓은 너비를 갖는 피크를 보인다. 고온에서 Li의 변화는 주로 넓은 피크를 갖는 Li에 의해서 주로 일어나며 이는 아마도 물의 결합과 관계있는 것으로 판단된다. 헥토라이트에서는 넓은 피크를 관찰할 수 없었고 바이델라이트에서도 몬모릴로나이트의 스펙트럼에서 보여지는 넓은 피크를 볼 수 있으며 고온에서 역시 피크의 너비가 좁아짐을 관찰할 수 있었다. 이 두 개의 피크 중 넓은 피크를 갖는 Li은 Si 사면체의 기저면에 상대적으로 강하게 결합하고 있는 내부권 복합체로, 몬모릴로나이트에서 보여지는 좁은 피크의 Li은 Si-사면체에서 비교적 떨어져 있는 외부권 복합체로 해석하였다.

옥천 변성대 남서부 지역에서 산출되는 변성 니질암에서는 muscovite, biotite 및 chlorite를 주로하는 phyllosilicate가 서로 intergrowth 또는 interlayer를 이루는 것이 편광현미경 관찰, EPMA 분석, Back Scattered Electron (BSE) image 관찰 및 Transmission Electron Micro-scope(TEM) 관찰을 통하여 확인되었다. 이들 광물들은 편광현미경 관찰에서 흔히 각각의 입자를 식별할 수 없을 정도의 미세 규모로 서로 intergrow 되어 있으며BSE image에서는 0.1μm 이하의 아주 작은 크기에서부터 10.0μm 정도 크기까지 다양한 규모의 intergrow를 형성하고 있음이 관찰되었다. TEM scale에서는 개별 layer 크기(약 10a)에서부터 수십 개 layer 크기의 interlayering을 보여준다. 이와 같은 intergrowth 또는 interlayering의 결과로 EPMA 분석에서 종종 보기에는 규진(homogeneous)한 입자라 하더라도 두 개 이상의 광물 성분이 섞여 있는 분석값을 나타내며 이러한 nonstoichiometry는 BSE image에서 interlayer(또는 intergrow) 된 것으로 관찰되는 부분에서 더욱 두드러진다.Chlorite zone에서는 chlorite와 muscovite의 interlayering (C/M)이 주로 발견되며 biotite zone과 garnet zone에서는 chlorite와 biotite의 interlayer (C/B)가 주로 관찰된다. 이는 chlorite zone에서는 속성작용에서 보편적으로 나타나는 C/M으로부터 chlorite가 분리되는 광물반응이 일어나는데 반해서 biotite zone과 garnet zone에서는 chlorite로부터 C/B를 거쳐 biotite를 생성하는 광물반응이 일어나는 것을 의미한다. 이와 같은 현상은 변성작용에서 phollosilicate의 광물반응의 엄밀한 의미에서는 평형(equilibrium) 상태에서 균질한 광물을 생성하기보다는 비평형(disequilibrium) 반응으로 일어난다는 것을 의미한다.