This study aims to find a correlation between XRD and Raman result of the oxidized high modulus carbon fibers as a function of its oxidation degrees, and compare with the isotropic carbon fiber reported early. La of the high modulus carbon fiber prepared by oxidation in carbon dioxide gas have been observed using laser Raman spectroscopy. The basic structural parameters of the fibers were evaluated by XRD as well. The La of the original high modulus carbon fibers were measured to be 144 a from Raman analysis and 135 a from XRD analysis. La of the 92% oxidized fiber were 168 a by using Raman and 182 a by using XRD. There was some correlation between the La value obtained from Raman and XRD. However the La value changes of the high modulus carbon fiber through whole oxidation process showed opposite tendency compare with the isotropic carbon fiber because of the fiber structure basically.

This study aims to find a correlation between XRD and Raman result of the activated carbon fibers as a function of its activation degrees. La of the isotropic carbon fiber prepared by oxidation in carbon dioxide gas have been observed using laser Raman spectroscopy. The basic structural parameters of the fibers were evaluated by XRD as well, and compared with Raman result. The La of the carbon fibers were measured to be 25.5 a from Raman analysis and 23.6 a from XRD analysis. La of the ACFs were 23.6 a and 20.4 a, respectively, representing less ordered through activation process. It seems that the ID/IG of Raman spectra were related to crystallite size(La). Raman spectroscopy has demonstrated its unique ability to detect structural changes during the activation of the fibers. There was good correlation between the La value obtained from Raman and XRD.

Ever since the identification of 6830 and 7088 features as the Raman scattered O VI 1032, 1038 resonance doublets in symbiotic stars by Schmid (1989), Raman scattering by atomic hydrogen has been a very unique tool to investigate the mass transfer processes in symbiotic stars. Discovery of Raman scattered He II in young planetary nebulae (NGC 7027, NGC 6302, IC 5117) allow one to expect that Raman scattering can be an extremely useful tool to look into the mass loss processes in these objects. Because hydrogen is a single electron atom, their wavefunctions are known in closed form, so that exact calculations of cross sections are feasible. In this paper, I review some basic properties of Raman scattered features and present detailed and explicit matrix elements for computation of the scattering cross section of radiation with atomic hydrogen. Some astrophysical objects for which Raman scattering may be observationally pertinent are briefly mentioned.

In Lee, Kang & Byun (2001) the discovery of Raman scattered 6545 A feature was reported in symbiotic stars and the planetary nebula M2-9. The broad emission feature around 6545 A is formed as a result of Raman scattering of He II n = 6 → n = 2 photons by atomic hydrogen. In this paper, we introduce a method to compute the equivalent width of He II ⋋ 1025 line and present an optical spectrum of the symbiotic star RR Telescopii as an example for a detailed illustration. In this spectrum, we pay attention to the broad Hα wings and the Raman scattered He II 6545 feature. The broad Ha wings are also proposed to be formed through Raman scattering of continuum around Lyβ by Lee (2000), and therefore we propose that the equivalent width of the He II ⋋ 1025 emission line is obtained by a simple comparison of the strengths of the 6545 feature and the broad Hα wings. We prepare a template Hα wing profile from continuum radiation around Lyβ with the neutral scattering region that is supposed to be responsible for the formation of Raman scattered He II 6545 feature. Isolation of the 6545 feature that is blended with [N II] ⋋ 6548 is made by using the fact that [N II] ⋋ 6584 is always 3 times stronger than [N II] ⋋ 6548. We also fit the 6545 feature by a Gaussian which has a width 6.4 times that of the He II ⋋ 6527 line. A direct comparison of these two features for RR Tel yields the equivalent width EW Hel025 = 2.3 Å of He II ⋋ 1025 line. Even though this far UV emission line is not directly observable due to heavy interstellar extinction, nearby He II lines such as He II ⋋ 1085 line may be observed using far UV space instruments, which will verify this calculation and hence the origins of various features occurring in spectra around Hα.

Raman spectroscopy has been used to investigate the structure of coal tar pitch heat-treated up to 3000℃ by using 514.5 run Ar ion laser line. Four critical temperature ranges were found on pyrolyzing coal tar pitch, which correspond to four distinct processes from disordered carbons to the well-ordered graphite structure. The range of heat treat temperature (HTT) below 1000℃ corresponds to gas evolution during the pyrolysis of coal tar pitch. Above the HTT are correlated to rearrangements of enlarged molecules, growth of the molecules along the direction of plane, finally stacking in the normal direction of the plane, in the respective HTT ranges of 1000-2000, above 2000 and 2500-3000℃.

Symbiotic stars, believed to be binary systems of a mass-losing giant and a white dwarf with an emission nebula, are known to exhibit very broad wings around Hex that extend to 103kms−1 . The wing formation mechanism is not a settled matter and recently Lee (2000) proposed that Raman scattering of Lyβ β by neutral hydrogen is responsible for the broad Hα α wings. In this model, it is predicted that. the Hex wings will be polarized depending on the geometric and kinematic distribution of the scatterers relative to the UV emission region. In this paper, we investigate the polarization of Hex wings in symbiotic stars. Noting that many symbiotic stars possess bipolar nebular morphology, we assume that the distribution of neutral scatterers follows the similar pattern with a receding velocity of several tens of km s−1 s−1 that mimics the expansion of the neutral envelope of the nebula. It is found that the red wing is more strongly polarized than the blue and main part and that the polarization direction is along the equatorial plane. We obtain a typical degree of polarization ~10 percent, however, it varies depending on the detailed distribution of H I scatterers We conclude that spectropolarimetry will provide very important information on the origin of the Hex wings.

Symbiotic stars are known as binary systems of a giant with heavy mass loss and a white dwarf accompanied by an emission nebula. They often show bipolar nebulae, and are believed to form an accretion disk around the white dwarf component by attracting the slow but heavy stellar wind around the giant companion. However, the existence and physical properties of the accretion disk in these systems still remain controversial. Unique to the spectra of symbiotic stars is the existence of the symbiotic bands around 6830Å and 7088Å , which have been identified by Schmid (1989) as the Raman scattered features of the O VI 1032Å and 1038Å doublet by atomic hydrogen. Due to the incoherency of the Raman scattering, these features have very broad profiles and they are also strongly polarized. In the accretion disk emission model, it is expected that the Raman features are polarized perpendicular to the binary axis and show multiple peak structures in the profile, because the neutral scatterers located near the giant component views the accretion disk in the edge-on direction. Assuming the presence of scattering regions outflowing in the polar directions, we may explain the additional red wing or red peak structure, which is polarized parallel to the binary axis. We argue that in the accretion disk emission model it is predicted that the profile of the Raman feature around 6830Å is different from the profile of the 7088Å because the O VI line optical depth varies locally around the white dwarf component. We conclude that the Raman scattered features are an important tool to investigate the physical conditions and geometrical configuration of the accretion disk in a symbiotic star.

HMDS[Si2(CH3)6]단일 선구체를 이용하여 화학증착 방법으로 성장된 3C-SiC/Si(001) 이종접합박막의 특성을 XRD, 라만 스펙트럼 및 투과전자현미경(TEM)등을 이용하여 조사하였으며 시판되고 있는 상용 3C-SiC/Si 시편을 같은 방법으로 분석하여 특성을 비교검토하였다. C3H8-SiH4-H2혼합가스를 선구체로 이용하여 5μm두께로 성장된 상용 3C-SiC/Si 이종접합박막 시료의 XRD스펙트럼에서는 강한 3C-SiC(002)피크 만이 관찰되었으며, 라만 스펙트럼의 LO피크는 970nm-1 정도에서 강하게 나타났다. TEM 관찰 결과 다수의 전위, 쌍정, 적층결함 및 APB와 같은 결정결함들이 3C-SiC/Si 계면 근처에 집중적으로 분포되어 있었으며 성장된 박막은 단결정임을 확인할 수 있었다. 선구체로 HMDS를 사용하여 0.3μm 및 2μm 두께로 성장시킨 3C-SiC/Si 박막 시료의 XRD 스펙트럼은 다소 완만한 3C-SiC(002) 피크와 함께 3C-SiC(111)피크가 관찰되었으며, TEM으로 확인한 결과 소경각 결정립들이 약 5˚-10˚ 정도 방위차를 가지고 성장하여 기둥구조(columnar structure)를 이루고 있기 때문임을 알 수 있었다. 라만 스펙트럼 분석 결과 박막의 LO 피크가 967-969nm-1정도로 다소 낮은 wavenumber쪽으로 이동되어 박막 내에 상당한 응력이 존재함을 확인할 수 있었다. 이와 같은 HMDS 3C-SiC박막의 특성은 성장 온도가 낮고 박막 성장용 가스로 사용한 HMDS 선구체에서 탄소가 과잉으로 공급되기 때문으로 제안되었다.다.

자연계에서 산출되는 망가니즈단괴 내 광물종 및 원소의 공간적 분포를 규명하는 것은 단괴의 형성 과정 중 변화하는 생성 환경 및 지화학적 조건에 대한 이해를 가능하게 한다. 최근의 라만 분광분석을 이용한 연구에서 구형으로 성장한 단괴의 성장에 따른 산화망가니즈 광물종의 변화에 대해 연구한 바 있으나, 상대적 으로 천해에서 획득되는 비구형 단괴 내 광물종의 분포는 자세히 연구되지 않았다. 이에 본 연구에서는, 동 시베리아해 천해(수심 약 73 m)에서 산출되는 판상의 비구형 망가니즈단괴 내 서로 다른 성장 방향에서 획득 된 라만 분광분석 결과를 바탕으로 단괴 내 광물종 및 해당 광물의 구조적 특성에 대하여 면밀히 연구하였 다. 또한 에너지분산형 X-선 분광분석(energy dispersive spectroscopy, EDS)을 통하여 단괴 내부 구조 및 부 수광물의 존재에 대하여도 관찰을 수행하였다. 그 결과, 본 연구에서 사용한 비구형 단괴의 내부는 중심으로 부터 외곽 방향으로 크게 핵, 철 기질부, Mn-Fe 층으로 구분되었다. Mn-Fe 층 내 서로 다른 성장 방향에서 획 득된 라만 분광분석 결과는 모든 방향에 대하여, 단괴 중심부로부터 외곽부로 신호 획득위치가 옮겨감에 따 라 산화망가니즈 광물의 경우 터널형 광물의 비율이 감소하는 경향성을 관찰할 수 있었다. 이 때, 단괴 내 성 장 방향에 따라 구성 광물의 상대적 비율 및 구조적 특성이 크게 다르다는 것이 확인되었다. 총 3가지의 실험 방향 중, 한 방향에서 획득된 라만 분광분석 결과는, 철 수산화물의 비율이 낮고, 버네사이트나 토도로카이트 와 같은 산화망가니즈 광물들의 결정도가 상당히 높다는 것을 보여주었다. 반면, 나머지 두 방향에서 획득된 신호를 분석한 결과, 산화망가니즈 광물들의 결정도가 매우 낮으며 비정질 내지는 결정도가 낮은 철 수산화 물들의 비율이 높다는 것이 확인되었다. 이러한 결과는 비구형 단괴가 속성 과정으로 형성되는 동안 단일 단괴 내에서도 지화학적 조건에 차이가 있었다는 것을 지시한다. 더하여, 부수광물로서 암염이 일부 층에서 관찰되는 것을 확인할 수 있었다. 이는 단괴 내 존재하던 해수의 증발로 인해 암염 결정이 형성되었음을 지시한다. 이 처럼 본 연구에서는 라만 분광분석을 통해 비구형 단괴 내 광물종의 분포 및 구조적 특성에 대해 제시하였 고 향후 본 연구 방법은 다양한 단괴 연구에 적용되어 지구물질의 지질학적 형성 과정에 대한 보다 세밀한 이해를 가능하게 할 것으로 기대된다.

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.

본 논문에서는 레이저기반 응력측정을 위한 비접촉식 로드셀을 개발을 위하여, 실내실험을 통하여 기술을 검증하고, 실규모 실험을 통하여 문제점을 파악하였으며, 최종적으로 현장적용에 적합한 응력측정용 비접촉식 로드셀 프로토타입을 개발하였다. 이를 위하여, 중심공 압축 타입의 로드셀 제작에 사용되는 로드셀 몸체 표면에 용사코팅기술을 이용하여 알루미나를 도포하고, 레이저를 기반으로한 압분광법을 이용하여, 비접촉식으로 응력을 계측하였다. 이때, 인가되는 응력과 스펙트럼 이동간의 관계가 선형임을 확인하였다. 해당 기술의 현장 적용성 확인을 위하여, 실규모 프리스트레스 콘크리트 시편을 제작하고, 레이저를 조사하여 인가된 응력을 확인하는 과정에서, 반복적인 상황 하에서 레이저 조사 위치가 동일해야 함을 확인하였다. 이를 보완하기 위하여 프로브를 고정할 수 있는 케이싱이 포함된 로드셀 프로토타입을 제작하였고, 실내일축압축시험을 통하여 압축력과 스펙트럼 이동간의 선형성을 확인하였다. 따라서, 본 연구를 통하여 개발된 비접촉식 로드셀을 이용하여, 압축력을 효과적으로 측정할 수 있을 것으로 기대된다.

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.