일부 도예 작업장의 호흡성 유리규산을 포함한 입자상 물질 및 일산화탄소, 총 휘발성 유기화합물에 관한 연구

학위논문(석사) -- 서울대학교대학원 : 보건대학원 환경보건학과, 2022. 8. 윤충식.연구 배경: 전통적인 도자기를 제조하는 작업장은 원재료 점토와 유약으로 도자기를 빚고, 그것들을 가마에 소성하는 과정에서 건강상에 악영향을 미치는 입자상 물질과 가스상 물질이 발생된다. 하지만, 여러가지 작업공정과 가마 종류별로 수행된 노출평가 연구는 아직까지도 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 가마 종류별로 발생하는 일산화탄소와 총 휘발성 유기화합물(TVOCs)를 모니터링 하고, 가마 종류와 작업 공정별로 도예 작업장에서 발생하는 호흡성 유리규산을 포함하는 입경 분포별 입자상 물질의 노출 수준을 평가하는데 목적이 있다. 또한, 입자상 물질들의 노출 수준을 변화시키는 요인들도 평가하고자 한다. 연구 방법: 대한민국에 소재한 소규모 도예 공방, 미술대학교 공예과 실기실, 장작 오름가마와 그곳에서 작업하는 도예가들을 대상으로 연구를 수행하였다. 개인시료는 총분진과 호흡성 분진, 그리고 호흡성 유리규산을 측정하여 분석하였다. 지역 시료로는 각각의 작업 장소와 가마 근처에서, 총분진과 호흡성 분진, 호흡성 유리규산, 10nm~10,000nm의 입경분포를 지닌 입자상 물질, 일산화탄소, TVOCs을 측정하였다. 총분진, 호흡성 분진은 전자 저울을 사용하여 여과지를 중량 하였다. 그리고 호흡성 분진을 포집한 필터는 푸리에 변환 적외선 분광법(FT-IR)를 활용하여 호흡성 유리규산 분석에 사용되었다. 10-10,000 nm 입자 크기 분포를 갖는 입자는 광학 입자 계수기(OPS)와 병렬로 설치된 나노 에어로졸 입경분포 측정기(SMPS)에 의해 분석되었다. 일산화탄소 및 TVOCs는 광이온화 감지기와 실내 공기질 측정기(IAQ-Calc)로 분석되었다. 연구 결과: 세 곳의 도예 작업실에서 측정한 총분진, 호흡성분진, 호흡성 유리규산의 기하평균은 146.46 μg/m3, 49.10 μg/m3, 1.89 μg/m3 이었다. 그 중 4개의 호흡성 유리규산 개인시료의 농도는 ACGIH TLV을 초과했으며, 4개 시료 모두 성형&정형 작업이었다. 소규모 도자기 공방의 전기가마에서 10 nm–420 nm의 직경을 갖는 입자 수 농도는 초벌 소성 중기 동안 수분 배출구가 열려 있을 때(1.61 × 10^5)가 닫혀있을 때(2.16 × 10^4)보다 약 7.5배 더 높았다. 미술대 도예과에서는, 유약 분말을 물과 섞고 드릴로 혼합하는 장소인 유약 벤치(5.61 × 10^4)에서의 입자 수농도(10 nm-420 nm)가 유약 스프레이 부스 (6.73 × 10^3)의 입자 수농도 보다 약 8.3배 높았다. 일산화탄소 농도는 전기산화(초벌 소성)에서 평균과 최고농도 모두 각각 3.55 ppm, 23.7 ppm으로 가장 높았다. 반면에, TVOCs 농도는 장작 가마(2층 ~ 최고층)에서 평균과 최고농도 모두 각각 5,732.31 ppb, 12,034 ppb로 가장 높게 나타났다. 결론: 본 연구를 통해 도자기 제조 공정과 가마 종류별로 일부 입자상 물질의 농도에서 차이가 있는 것과, 호흡성 유리규산을 포함한 입자상 물질, 일산화탄소 및 TVOC가 도예가에게 노출될 수 있음을 확인하였다. 실제로 전기산화가마의 수분배출구 개방 여부, 유약 스프레이 시 국소배기의 작동, 가마에 장작을 넣는 시간 간격 등이 각종 유해물질 농도에 영향을 미칠 수 있음을 확인하였다. 이처럼, 도예 작업 시 입자상 물질 및 유해 가스 등에 노출될 위험성이 높은 바, 적절한 호흡 보호구의 착용과 국소배기장치의 설치가 권장된다.Objective: Ceramics with raw clay and glaze are made in traditional pottery workplaces. When firing them in a kiln, particulate matter and gaseous substances that cause adverse health effects are generated. However, exposure assessment studies of the various pottery manufacturing processes or kiln types are insufficient. Therefore, this study aimed to compare the particulate matter concentrations by particle size distribution and respirable crystalline silica (RCS) generated in pottery workplaces by each kiln type and work process, and assess factors that change the concentration levels of particulate matter, monitor carbon monoxide (CO) and total volatile compounds (TVOCs) generated by each kiln type. Methods: The research was conducted in small-sized pottery workshops in Korea, a college of fine art pottery studio, and an outdoor climbing kiln and included the potters working there. Personal samples for the exposure assessment were collected by measuring total suspended particulates (TSP), respirable suspended particulates (RSP), and RCS. As an area sample, TSP, RSP, RCS, particulates with 10–10,000 nm particle size distribution, CO, and TVOCs were measured for each workplace and pottery manufacturing process. TSP, RSP were analyzed by the gravimetric analysis using an electronic balance for weighing membrane filters. And filters which collected RSP were used for evaluate RCS by fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR). Particulates with 10–10,000 nm particle size distribution were analyzed by a scanning mobility particle sizer (SMPS) installed in parallel with the optical particle sizer (OPS). CO and TVOCs were analyzed by a photoionization detector and an indoor air quality meter (IAQ-Calc). Results: The TSP’s, RSP’s, and RCS’s geometric mean, except for background concentration, was 146.46 μg/m3, 49.10 μg/m3, and 1.89 μg/m3, respectively. Among those, four personal RCS samples’ concentration exceeded American conference of governmental industrial hygienists threshold limit values (ACGIH TLV), all of which were shaping and trimming procedures. Particle number concentrations (PNCs) with a diameter of 10 nm–420 nm were approximately 7.5 times higher when the peepholes were left open (1.61 × 10^5) than when they were closed (2.16 × 10^4) during mid-term firing of the electric oxidation kiln of small-sized pottery studio. In addition, the PNC (10 nm–420 nm) in the glaze dipping bench (5.61 × 10^4), where the glaze powder was blended with water and mixed with a drill before the unglazed bisqueware was dipped, was 8.3 times higher than that in the glaze spray booth (6.73 × 10^3) in glaze room of collge of fine arts studio. The CO concentration was the highest in the electric oxidation kiln (when oxidation firing), with average and maximum concentrations of 3.55 ppm and 23.7 ppm, respectively. Conversely, the TVOCs concentration was the highest in the climbing kiln (2nd–top floor), with average and maximum concentrations of 5,732.31 ppb and 12,034 ppb, respectively. Conclusion: We confirmed that some particulate matter concentrations differed with the pottery manufacturing process and kiln type. The results showed that particulates including RCS, CO, and TVOCs could be exposed to potters. Indeed, whether the plugs are opened in the electric oxidation kiln, operation of exhaust vent during glaze spraying, and an time interval of adding firewood to the climbing kiln affect the concentration of various hazardous substances. Since there is a high risk of exposure to particulate matter and harmful gases during pottery manufacturing, wearing appropriate personal protective equipment for potters when shaping and trimming the clay and installing the local exhaust system near kilns or glaze spraying booths is recommended.1. Introduction 1 2. Methods 3 2.1. Workplace description 3 2.2. Sampling and evaluating methods 6 2.2.1. Sampling design 6 2.2.2. Evaluating for TSP, RSP and RCS 7 2.2.3. Real-time measurement of particle number concentration 8 2.2.4. Real-time measurement of CO, TVOCs 8 2.3. Statistical methods 9 3. Results 10 3.1. TSP, RSP, and RCS concentrations between study subjects 10 3.2. Number concentration and size distribution of particulates 16 3.3. Concentrations of CO and TVOCs 19 4. Discussion 20 5. Conclusion 25 References 26 Appendix 29 국문초록 33석

핀펫 소자에서의 핫캐리어 신뢰성 분석

학위논문 (박사) -- 서울대학교 대학원 : 공과대학 전기·정보공학부, 2021. 2. 신형철.CMOS 로직 소자는 퍼포먼스를 향상시키기 위해 지속적으로 축소화 되고 있다. 하지만 구조 파라미터들의 축소화에 비해 동작 전압은 충분히 감소하지 않는다. 따라서 소자 내 수직 전계나 온도가 증가하는 추세이기 때문에 신뢰성은 계속해서 문제가 되고 있다. 최근 3D 소자의 신뢰성에 대한 연구는 많이 진행되고 있지만 empirical 모델링과 관련된 연구가 대부분이다. 따라서 본 연구에서는 실제 측정을 기반으로 시뮬레이션을 이용하여 물리적 이론 중심으로 로직 소자의 핫캐리어 신뢰성을 분석하였다. 먼저 핫캐리어 모델의 정확성을 향상시키기 위해서 TCAD 시뮬레이션에 electron-electron scattering을 적용하였다. 추가적으로 3D FinFET의 측정 데이터와 calibration을 진행하여 모델의 정합성을 확인하였다. calibration 과정에서는 모든 scattering 메커니즘을 고려하기 위해 다양한 전압과 온도 조건이 필요하다. 따라서 다양한 전압 조건에 따른 HCD를 분석하고, calibration을 진행하여 HCD 모델의 파라미터를 추출하였다. 다음으로 전압 조건에 따른 HCD의 온도 경향성을 분석하였다. oxide trap과 달리 interface trap은 전압 조건에 따라 다른 온도 경향성을 보인다. 따라서 interface trap을 3가지 성분으로 분리하여 각 성분의 온도 경향성을 분석하였다. Multiple particle process(MP)과 field enhanced thermal degradation process(FP)는 전압 조건과 상관없이 일정한 온도 경향성을 가진다. 반면 Single particle process(SP)는 scattering의 영향을 받기 때문에 온도 경향성은 전압 조건에 따라 달라진다. 온도 경향성 분석 과정에서도 calibration을 진행하며 여러 번의 iteration을 통해 다양한 전압 및 온도가 고려된 파라미터를 추출한다. 추출된 파라미터를 적용한 시뮬레이션 모델은 기존의 모델보다 더 정확하게 HCD 측정 결과를 예측하였다. 결과적으로 물리적 이론에 근거하여 시뮬레이션 모델 구축함으로써 HCD 분석의 정확성을 향상시켰다. 하지만 가속 조건과 동작 조건의 self-heating 효과가 다르기 때문에 소자가 실제 CMOS 회로의 동작 조건에서 interface trap을 발생시키는 메커니즘은 다를 수 있다. 따라서 우리는 동작 영역에서의 각 성분의 비율까지 예측하였다. 마지막으로 우리는 10 nm node 소자에서 nFinFET에 비해 pFinFET에서 높은 열화가 발생하는 원인에 대해 분석하였다. pFinFET은 소스/드레인 물질로 SiGe를 사용하기 때문에 nFinFET에 비해 self-heating 효과가 심하여 소자 온도가 도 높다. 이론적으로 MP 메커니즘의 lifetime은 온도가 증가할수록 감소하기 때문에 MP에 의한 열화 또한 감소한다. 따라서 소자 온도가 더 높은 pFinFET에서 nFinFET에 비해 더 많은 MP가 발생하기 어렵다. 하지만 nFinFET 과 달리 pFinFET에서는 Si-H bond의 electron과 hole이 반응하여 interface trap을 생성시키는 RD 가 발생할 수 있다. 또한 RD는 온도가 높을수록 더 많은 열화가 발생하기 때문에, pFinFET에서 nFinFET보다 더 많은 열화가 발생하는 현상을 설명할 수 있다. 따라서 우리는 HCD 조건이지만 소자 온도가 높은 pFinFET에서 추가적인 RD 메커니즘이 발생할 수 있다고 제안한다. 다양한 전압 조건에서의 전류 열화율을 통해 주요 열화 메커니즘을 분석하였으며 pFinFET에서는 RD가 주요함을 확인하였다. 또한 TCAD 시뮬레이션을 이용하여 HCD 조건에서 발생할 수 있는 RD를 예측하였다. 그 결과 RD를 제외한 순수 hot carrier 성분은 pFinFET보다 nFinFET에서 더 많이 발생한다.CMOS logic devices have been scaled down to improve performance. However, the operating voltage is not sufficiently reduced compared to the scale down in physical dimensions. Therefore, since the electric field and temperature of the device gradually increase, reliability is still a critical issue in logic devices. Recently, many studies on the reliability of 3D devices are being conducted, but most of the studies are related to empirical modeling. Therefore, in this study, based on the actual measurement results, the hot carrier degradation(HCD) reliability of the logic device was analyzed focusing on the physical theory using Technology computer-aided design (TCAD) simulation. First, electron-electron scattering(EES) was applied to the TCAD simulation to improve the accuracy of the hot carrier model. Additionally, calibration between the measurement data of 14 nm node FinFET and the model was performed to confirm the consistency. The calibration process required various voltage and temperature conditions to account for all scattering mechanisms. Therefore, HCD was analyzed according to various voltage conditions, and the parameters of the HCD model were extracted by calibration process. Next, temperature dependence under various HCD conditions was analyzed. Unlike oxide traps, interface traps show different temperature dependence depending on HCD voltage conditions. Therefore, the interface traps were separated into three components and the temperature dependence was analyzed for each component. Multiple particle process (MP) and Field enhanced thermal degradation process (FP) have a constant temperature dependence regardless of voltage conditions. On the other hand, the temperature dependence of Single particle process (SP) varies depending on the voltage condition because SP is affected by scattering. In the process of temperature dependence analysis, calibration is also performed and parameters considering various voltages and temperatures were extracted through several iterations. The improved model to which the extracted parameters were applied showed more precise prediction of degradation compared to that of the previous model. As a results, accuracy of the HCD analysis was improved by establishing the HCD simulation framework based on physical theories. However, since the self-heating effect of the acceleration condition and the operation condition are different, the HCD mechanism that occurs in the actual CMOS circuit may also be different. Therefore, we predicted the ratio of each component under operating condition. Finally, in 10 nm node devices, we analyzed the cause of higher HCD in pFinFETs than in nFinFETs. Self-heating effect is severe in pFinFETs because SiGe is used as the source/drain material which makes the device temperature higher than nFinFETs. Theoretically, because the lifetime of multiple particle(MP) mechanism decreases as temperature increases, degradation due to MP decreases. Therefore, it is difficult for the HCD mechanisms to occur more in pFinFETs which has higher temperature than nFinFETs. However, in pFinFETs unlike nFinFETs, reaction-diffusion (RD) mechanism can occur in which holes react with the electrons of Si-H bonds to generate interface traps. Also, since RD deteriorates more as the temperature increases, the phenomenon that more degradation occurs in pFinFET than nFinFET can be explained by the RD mechanism. Therefore, we propose an additional RD mechanism that is caused by high device temperature in pFinFETs even in HCD condition. Main components were investigated through measurements of current degradation rate in various voltage conditions, and it was found that RD is dominant in pFinFETs. Also, RD that can occur in HCD condition was predicted through TCAD simulation. As a results, degradation due to pure hot carriers without RD occurs more in nFinFETs than in pFinFETs.Abstract i Chapter 1. Introduction 1 Chapter 2. Hot Carrier Degradation Model 4 2.1. Physical theory 4 2.2. TCAD simulation 8 2.3. Calibration process 14 2.4. Summary 22 Chapter 3. Analysis on Temperature Dependence of HCD 25 3.1. Introduction 25 3.2. Temperature dependence according to acceleration conditions 26 3.3. Calibration process 30 3.4. Mechanism separation 33 3.5. HCD prediction in the nominal voltage 35 3.6. Summary 36 Chapter 4. Comparative Analysis of HCD in nMOS/pMOS FinFET 39 4.1. Introduction 39 4.2. Comparison of HCD in the long/short channel FinFET 40 4.3. Self-heating effect in n/pFinFET 44 4.4. Bias Temperature Instability(BTI) in n/pFinFET 47 4.5. Summary 59 Chapter 5. Conclusion 64 Abstract in Korean 66 List of Publications 69Docto

경모궁(景幕宮) 제례악 연구

아! 돌보아주신 부모의 은혜와 아버지를 여윈 슬픔이 나와 같은 사람이 누가 있겠는가? 천승(千乘)의 봉양을 드리려 해도 하늘과 땅에 미칠 길이 없고， 하루 세 번 문안하는 예법을 준수할 뿐 어머니 마음을 위로해드리지 못하나 자신을 어루만지며 남모르게 가슴아파할 따름이다. 이것이 무슨 사람이란 말인가? 남은 은덕이 손자에게 미쳐서 이제 세자의 칭호를 정하고 성대한 의식을 곧 거행하여 나라의 기업(基業)올 끝없는 경지에 올려놓게 되니 큰 복은 근원이 있음을 짐작할 수 있다. 오늘일로 인하여 옛날을 더듬으니 슬픔과 기쁨이 교차한다. 이는 사도세자(思悼世子 1735~1762)의 아들인 정조가 자신의 아들을 세자로 책봉하고 나서, 감회를 말한 것이다. 경모궁 제례악은 바로 사도세자 사당인 경모궁(景慕宮)에서 제사지낼 때 연주되던 음악이다. 『속악원보』(俗樂源譜) 권 3과 권6에 경모궁 제례악이 실려 있는데, 경모궁 제례악은 종묘제례악을 축소한 것이라 하여 한국음악사학 측면에서 별반 관심을 끌지 못했다

Study of Molecular Interaction between Lipopolysaccharide and Immune Proteins Using Atomic Force Microscope

Maste

Establishment and managing system of Hunryondogam in the late Choson dynasty

학위논문(박사)--서울大學校 大學院 :國史學科,1996.Docto

ASA 유화용 양성전분의 소수화 및 산 처리에 의한 사이징 효과의 개선

학위논문(석사)--서울대학교 대학원 :임산공학과,2001.Maste

비균일 중력장에서 발생하는 파커 불안정

Thesis (doctoral)--서울대학교 대학원 :천문학과,1998.Docto

금융위기와 시장변화

Thesis(masters) --서울대학교 대학원 :경영학과(SNU Global MBA), 2009.8.Maste