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Femtosecond Mid-IR Cr:ZnS Laser with Transmitting Graphene-ZnSe Saturable Absorber

  • Won Bae Cho;Ji Eun Bae;Seong Cheol Lee;Nosoung Myoung;Fabian Rotermund
    • Current Optics and Photonics
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    • 제7권6호
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    • pp.738-744
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    • 2023
  • Graphene-based saturable absorbers (SAs) are widely used as laser mode-lockers at various laser oscillators. In particular, transmission-type graphene-SAs with ultrabroad spectral coverage are typically manufactured on transparent substrates with low nonlinearity to minimize the effects on the oscillators. Here, we developed two types of transmitting graphene SAs based on CaF2 and ZnSe. Using the graphene-SA based on CaF2, a passively mode-locked mid-infrared Cr:ZnS laser delivers relatively long 540 fs pulses with a maximum output power of up to 760 mW. In the negative net cavity dispersion regime, the pulse width was not reduced further by inhomogeneous group delay dispersion (GDD) compensation. In the same laser cavity, we replaced only the graphene-SA based on CaF2 with the SA based on ZnSe. Due to the additional self-phase modulation effect induced by the ZnSe substrate with high nonlinearity, the stably mode-locked Cr:ZnS laser produced Fourier transform-limited ~130 fs near 2,340 nm. In the stable single-pulse operation regime, average output powers up to 635 mW at 234 MHz repetition rates were achieved. To our knowledge, this is the first attempt to achieve shorter pulse widths from a polycrystalline Cr:ZnS laser by utilizing the graphene deposited on the substrate with high nonlinearity.

투수계수 산정을 위한 균질화 해석법의 적응 (Application of the Homogenization Analysis to Calculation of a Permeability Coefficient)

  • 채병곤
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제9권1호
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    • pp.79-86
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    • 2004
  • 암석 내 균열을 따른 수리전도도는 균열의 기하학적 요소, 즉 방향, 간극, 거칠기 그리고 상호 연결도에 주로 좌우된다. 따라서, 균열 내 투수계수를 정확하게 계산하기 위해서는 이와 같은 기하 요소들을 최대한 계산모델에 반영할 필요가 있다. 이 연구에서는 균열 기하양상을 최대한 정확히 반영한 균열모델에서 기존 수치해석과는 다른 새로운 방법인 균질화 해석법(homogenization analysis method)을 이용하여 균열을 따른 투수계수를 구하기 위해 수치해석을 수행하였다. 먼저, 공초점 레이저 스캔 현미경(Confocal Laser Scanning Microscope)을 이용하여 암석시료의 균열 조도와 균열에 가한 수직압축력의 변화에 따른 간극 변화량을 직접 측정하고, 이와 같이 획득한 자료는 균열모델 재현을 위한 입력자료로 사용되었다. 재현된 균열모델을 토대로 한 균질화 해석법은 미시규모(microscale) 매질특성과 거시규모(macroscale) 매질특성을 동시에 고려하여 투수계수를 계산할 수 있는 것이다. 즉, 균질화 해석법은 주기적 미세구조(microstructure)를 갖는 미소 불균질 물질의 거동특성을 구명하기 위해 개발된 새로운 형태의 섭동(perturbation) 이론이다. 이는 균질한 미시규모에서 미시 투수특성을 계산한 후, 거시규모에서의 균질화 투수계수를 계산하게 된다. 그러므로, 이 방법은 균열 기하양상의 국부적 영향을 고려한 투수특성을 정확히 해석할 수 있다. 균질화법을 이용한 투수계수 산정결과를 기존 연구에서 제안한 경험식과 비교하여 그 타당성을 검증하기 위해 전술한 2차원 균열모델을 이용한 투수계수 계산을 수행하였다. 균열모델은 거칠기(roughness)를 반영하고 동일한 간극을 할당한 평행판 모델을 가정하였다. 계산결과에 의하면, 균질화 해석법에 의해 계산한 C-투수계수는 실내투수시험에 의해 구한 투수계수와 같은 범위의 값을 가지거나 $10^1$ 정도의 차이를 보여, 그 계산결과는 타당하다고 볼 수 있다. 그러나, 균질화 해석법은 국부적으로 불균질한 균열 기하양상과 물질특성이 미시규모와 거시규모에서 모두 고려되므로, 이들 특성을 정확히 알고 있을 경우 기존에 제안된 경험식들에 의한 계산결과 보다 균질화 해석법의 결과가 훨씬 정확함을 주목하여야 한다.

만성 간질환에서의 T1-201 경직장 문맥 신티그라피: T1-201 섭취 지표의 평가 (T1-201 Per Rectum Scintigraphy in Chronic Liver Disease: Assessment of T1-201 Uptake Indices)

  • 문원진;최윤영;조석신;이민호
    • 대한핵의학회지
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    • 제33권1호
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    • pp.49-56
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    • 1999
  • 목적: T1-201 경직장 문맥신티그라피에서 심장/간 섭취비(단락지수)는 만성 간질환 환자에서 문맥-체단락을 평가하는 데 유용한 지표로 알려져 있다. 본 연구는 만성 활동성 간염과 간경변 환자에서 T1-201 섭취 양상과 초기 간/심장 섭취속도의 유용성을 평가하고, 단락지수와의 연관성을 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 간생검으로 만성 간질환(만성 활동성 간염 35명, 간경화 23명)을 진단받은 58명의 환자에서 T1-201 18.5 MBq를 상부직장에 주입 후 T1-201 경직장 문맥신티그라피를 시행하였다. 간섭취 양상(1형: 균일 분포, 2형: 분절단위 불균일 분포, 3형: 비분절단위 불균일 분포)과 비장, 심장, 신장의 간외 분포양상(grade 0: 방사능 섭취 없음, grade 1: 간보다 적은 방사능 정도, grade 2: 간과 비슷한 방사능 정도, grade 3: 간보다 많은 방사능 정도), 초기 간/심장 섭취속도(처음 10분간의 간/심장 섭취비의 기울기)와 단락지수(심장/간 계수비)를 구하였다. T1-201 섭취 양상과 초기 간/심장 섭취비를 병리진단, 단락지수와 비교하였다. 결과: 간 섭취 양상은 만성 활동성 간염에서 1형과 2형의 간내 방사능 분포 양상이 많았고(만성 활동성 간염: 27/35, 간경변: 8/23), 간경변은 3형이 유의하게 많았다(만성활동성 간염. 8/35, 간경변: 15/23)(p<0.005). 간외분포양상의 grade는 간경변에서 유의하게 높았다(비장: p<0.001, 기타 연 조직 p<0.005). 초기 간/심장섭취속도는 만성 활동성 간염($0.110{\pm}$0.111)이 간경변($0.014{\pm}0.090$)보다 유의하게 높았으며(p<0.001), 간경변의 판정지표로서 0.05를 기준으로 하였을 때 예민도와 특이도는 각각 77.2%, 67.7%였다. 초기간/심장 섭취속도와 단락지수는 음의 상관관계를 보였다(r=-0.3347, p<0.01). 결론: T1-201 경직장 문맥 신티그라피에서 간 및 간외 방사능 분포와 초기 간/심장 섭취속도는 만성 간질환 환자에서 문맥-체단락을 평가하는 데 유용한 지표로 생각된다.

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자궁경부 선암종의 자기공명영상 소견 (MR Imaging Findings of Uterine Cervical Adenocarcinoma)

  • 김종철
    • Investigative Magnetic Resonance Imaging
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    • 제2권1호
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    • pp.113-119
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    • 1998
  • 목적 : 자궁경부 선암종은 자궁경부 편평 세포 암종보다 림프절 전이와 국소적인 파급이 빨리 일어나고 5년 생존율이 낮으므로 임상적으로 선암종이 진단되었거나 의심될 경우에는 방바선학적 검사로 종양의 림프절 전이와 국소적인 파급을 세심하게 평가할 필요가 있다. 본 연구의 목적은 자궁경부 선암조의 자기공명영상(MRI) 소견을 분석하려 편평 세포암종과 다른 특징이 있는지 알아보는 데에 있다. 대상 및 방법 : 병리학적으로 확진된 자궁경부 선암종 환자 21명 중 MRI에서 종양이 관찰되는 18명(조직학적 병기 : Ib 10예, IIa 4예, IIb 2예, IIIa 1예, IIIb 1예)을 대상으로 그 MRI 소견을 후향적으로 분석한 후, 최근에 연속적으로 입원하여 편평 세포 암종으로 확진된 40명의 환자로 구성된 대조군과 비교하였다. 1.5T의 MRI기기로 조영 전후의 T1강조 및 급속 스핀 에코 T2 강조 영상을 축상 및 시상면에서 얻었다. MRI에 나타난 종양의 최대직경, 위치, 신호강도 및 조영증강정도, 윤곽, 형태, 상하 침범 범위, 동반 질환 유무 등을 분석하였다. 결과 : 자궁경부 선암종의 최대 직경은 0.8-4.1cm(평균 2.2cm)이었고, 이 종양이 경관내막을 따라 위치한 경우가 9예이었다. 모든 선암종의 신호 강도는 T1 강조 영상에서 주위 자궁경부 간질과 비슷하였고 급속 스핀 에코 T2 강조 영상에서는 높았다(균질성 10, 비균질성 8). 모든 선암종은 gadolinium 정맥 주입시 모두 조영 증강되었다(균질성 6, 비균질성 12 : 높은 신호강도의 고리 2). 선암종의 윤곽이 매끈한 경우가 8예이었고, 불규칙한 경우가 10예이었다. 선암종의 모든 예에서 자궁경부의 하부가 침범되었는데, 이중에서도 상부까지 침범된 경우는 6예이었다. 선암종 2예에서는 MRI상 직경 1.5cm 이상의 골반강 림프절들이 관찰되었고, 1예의 MRI에서는 림프절이 관찰되지 않았는데, 병리 검사상 모두 악성으로 판명되었다. 2예의 선암종에서 자궁 유수증이, 1예에서 자궁 유혈증이 동반되었다. 이상의 소견을 편평 세포 암종의 대조군과 비교하였을 대 선암종에서 경관내막형과 술통형이 더 많은 것이 통계학적으로 유의하였다. 결론 : 자궁경부 선암종은 편평 세포 암종에 비해 경과내막형, 술통형이 많은 MRI 소견을 보였다. MRI에서 자궁경부암의 모양이 경관내막을 따라 술통형이거나 병기가 낮은데도 주위 림프절로 파급되는 경향을 보이면, 자궁경부 선암종을 의심할 수 있을 것이다.

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원발성 쇼그렌 증후군(Primary Sj$\ddot{o}$gren's Syndrome) 환자에서 발생한 Bronchus-Associated Lymphoid Tissue(BALT) 림프종 1례 (A Case of Bronchus-Associated Lymphoid Tissue(BALT) Lymphoma in the Lung of the Patient with Primary Sj$\ddot{o}$gren's Syndrome)

  • 강민종;이재명;이승준;손지웅;김동규;이명구;현인규;정기석
    • Tuberculosis and Respiratory Diseases
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    • 제52권2호
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    • pp.179-185
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    • 2002
  • 원발성 쇼그렌 증후군 (Primary Sj$\ddot{o}$gren's syndrome) 환자에서 폐에 발생하는 Bronchus-associated lymphoid tissue(BALT) 림프종은 드문 질환이다. 본 환자는 49세 여자 환자로 5년 전부터 안구 건조증 및 구강 건조증이 점차 진행하였으나 그냥 지내던 중 2년 전부터 운동시 호흡곤란 및 전신 무력감이 계속 진행하여 본원에 입원하였다. 흉부청진상 호흡음이 거칠게 들렸으며 양측 폐야 전체에 걸쳐 흡기시 악 설음이 관찰되었다. 형광항핵항체시험 (FANA)이 양성으로 "speckled pattern"을 보였으며 anti-SSA(Ro) Ab 및 anti-SSB(La) Ab는 강양성 소견을 보였다. 단순 흉부 방사선 사진 상 양측 폐에서 미만성의 망상 결절성 음영 증가가 관찰되었으며 고해상도 흉부 컴퓨터 단층촬영상에서 양측 폐에 걸쳐 미만성 분포를 보이는 모자이크 양상의 비균질성 감쇠 (mosaic pattern of inhomogeneous attenuation) 소견이 관찰되었다. 경기관지 폐 조직 생검상 림프구의 침윤이 관찰되었고 개흉 폐 생검술을 이용하여 얻은 폐조직의 병리 소견에서 'low grade marginal zone B cell lymphoma of BALT(bronchus associated lymphoid tissue) type'에 합당한 소견을 얻어 원발성 쇼그렌 증후군 (Primary Sj$\ddot{o}$gren's syndrome) 환자에서 폐에 발생한 Bronchus-associated lymphaid tissue(BALT) 림프종으로 확진되었다.

갑상선의 확산강조영상 검사 시 실리콘 이용한 뒤틀림 감소에 관한 연구 (A study on image distortion improvement using silicon device in thyroid diffusion MRI images)

  • 최관우;서대건;이호범;고희진;나사라;한동균
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제15권7호
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    • pp.4380-4386
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    • 2014
  • 본 연구는 갑상선의 확산강조영상 검사 시 조직과 공기 간 자화율차이를 줄임으로서 영상의 뒤틀림을 감소시키고자 하였다. 연구대상은 정상인 23명을 대상으로 하였으며, 공기와 인접해 있고 주변에 후두와 기관이 자리 잡고 있어 뒤틀림이 많이 발생하는 갑상선을 대상으로, 실리콘 적용 전 후 확산강조영상의 뒤틀림과 오차율을 비교평가 하였다. 연구결과 실리콘 적용 전보다 적용 후가 뒤틀림이 감소된 것을 볼 수 있으며, 오차율 또한 30%대에서 10%대로 감소하는 것을 볼 수 있었다. 또한 일원배치분산분석과 Duncan의 사후분석을 통해서도 실리콘 적용 후가 기준영상인 T2 강조영상의 면적과 차이가 없음을 알 수 있었다. 결론적으로 본 연구는 선행연구들의 복잡한 과정 없이 자기공명신호의 대조도에 영향을 주지 않으면서 공기와 맞닿은 굴곡진 부분을 보상함으로써 영상의 뒤틀림을 감소시킬 수 있는 근본적인 개선 방안을 제시하였다는 데에 커다란 의의가 있다.

근위경골절골술(HTO)용 X-밴드 플레이트에 적용되는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)의 변형률속도에 따른 점탄성거동 (Viscoelastic Behavior of High Density Polyethylene Using High Tibial Osteotomy with Respect to the Strain Rate)

  • 황정훈;김철웅
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제36권4호
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    • pp.431-438
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    • 2012
  • 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)과 같은 고분자재료의 기계적 거동은 시간과 온도에 의존적이다. 따라서 근위경골절골술(HTO)용 X-밴드 플레이트에 적용되는 HDPE의 각기 다른 변형률속도에 따른 인장거동에 대한 연구는 매우 중요하다. 일반적으로 엔지니어링 응력-변형률곡선에 기반을 둔 폴리메트릭 물질의 변형거동은 입자넥킹의 소성변형을 동반한 높은 비균질성을 나타내므로 매우 복잡한 거동을 나타낸다. 본 연구에서는 1~500%/min의 9가지 변형률속도를 적용하여 그에 따른 점탄성 거동을 평가하였다. 그 결과, 저속 변형률속도에서는 최대인장응력이 증가하고 변형률은 감소하였으나 고속 변형률속도에서는 점탄성거동이 급변하는 교차점(Ts)이 발생하였다. 또한 전이점($P_{st}$)에 의해 구해진 전이응력(${\sigma}_{ts}$)은 고속 변형률속도에서 최대인장응력(${\sigma}_{ult}$)보다 저하됨을 관찰할 수 있었고, 초기 모듈러스와 전이점에서의 시컨트 모듈러스의 비인 ${\beta}$를 이용하여 저속과 고속 변형률속도에서의 점탄성 거동을 평가한 결과 고속 변형률속도에서 급격한 ${\beta}$의 증가를 관찰할 수 있었다.

기계화학공정을 이용한 Perovskite 구조의 (Pb, La)$TiO_3$ 나노 분말 합성 및 특성 (Synthesis and characterization of perovskite nano-sized (Pb, La)$TiO_3$ powder using mechano chemical process)

  • 임보라미;양재교;이동석;노태형;서정혜;이연승;김희택;좌용호
    • 한국결정성장학회지
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    • 제18권5호
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    • pp.200-204
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    • 2008
  • 기계화학공정(MCP; Mechano Chemical Process)은 원료 분말이 기계적인 에너지로 인해 상 형성이 활성화되기 때문에 기존의 볼밀링을 이용한 고상반응에서 필수적인 높은 온도에서의 하소 공정이 필요하지 않다. 본 연구에서는 고 에너지 MCP 방법을 이용하여 perovskite 구조를 가지는 PLT 나노 분말을 제조하였다. 특히, 일반적으로 출발물질로 염을 이용하는 것과 달리 산화물을 원료 분말로 사용하여 어떠한 열처리 공정 없이 PLT 나노 분말을 합성하였다. 또한 건식으로 밀링을 하여 분말 건조 공정이 필요 없어서 공정이 간단하다. MCP 밀링은 시간 별로 12시간까지 진행하였으며, 제조된 분말의 상 분석과 결정면 분석 결과 3시간 이후에는 perovskite 구조의 순수한 PLT 상을 형성하였다. 또한 마이크로 크기의 원료 분말이 밀링 3시간이 지나자 약 20 nm 크기의 균일한 나노 입자가 생성되었다.

SURFACE CHARACTERISTICS AND BIOLOGICAL RESPONSES OF HYDROXYAPATITE COATING ON TITANIUM BY HYDROTHERMAL METHOD: AN IN VITRO STUDY

  • Kim, Dong-Seok;Kim, Chang-Whe;Jang, Kyung-Soo;Lim, Young-Jun
    • 대한치과보철학회지
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    • 제43권3호
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    • pp.363-378
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    • 2005
  • Statement of problem. Hydroxyapatite(HA) coated titanium surfaces have not yet showed the reliable osseointegration in various conditions. Purpose. This study was aimed to investigate microstructures, chemical composition, and surface roughness of the surface coated by the hydrothermal method and to evaluate the effect of hydrothermal coating on the cell attachment, as well as cell proliferation. Material and Methods. Commercially pure(c.p.) titanium discs were used as substrates. The HA coating on c.p. titanium discs by hydrothermal method was performed in 0.12M HCl solution mixed with HA(group I) and 0.1M NaOH solution mixed with HA(group II). GroupⅠ was heated at 180 $^{\circ}C$ for 24, 48, and 72 hours. GroupⅡ was heated at 180 $^{\circ}C$ for 12, 24, and 36 hours. And the treated surfaces were evaluated by Scanning electron microscopy(SEM), Energy dispersive X-ray spectroscopy(EDS), X-ray photoelectron spectroscopy(XPS), X-ray diffraction method(XRD), Confocal laser scanning microscopy(CLSM). And SEM of fibroblast and 3-(4,5- dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyl tetrazolium bromide(MTT) assay were used for cellular responses of the treated surfaces. Results. The color of surface changed in both groups after the hydrothermal process. SEM images showed that coating pattern was homogeneous in group II, while inhomogeneous in group I. H72 had rosette-like precipitates. The crystalline structure grew gradually in group II, according to extending treatment period. The long needle-like crystals were prominent in N36. Calcium(Ca) and phosphorus(P) were not detected in H24 and H48 in EDS. In all specimens of group II and H72, Ca was found. Ca and P were identified in all treated groups through the analysis of XPS, but they were amorphous. Surface roughness did not increase in both groups after hydrothermal treatment. The values of surface roughness were not significantly different between groups I and II. According to the SEM images of fibroblasts, cell attachments were oriented and spread well in both treated groups, while they were not in the control group. However, no substantial amount of difference was found between groups I and II. Conclusions. In this study during the hydrothermal process procedure, coating characteristics, including the HA precipitates, crystal growth, and crystalline phases, were more satisfactory in NaOH treated group than in HCl treated group. Still, the biological responses of the modified surface by this method were not fully understood for the two tested groups did not differ significantly. Therefore, more continuous research on the relationship between the surface features and cellular responses seems to be in need.

가스절연개폐장치에 있어서 금속입자 존재시 임펄스전압에 대한 $SF_6$가스의 절연특성 (Dielectric Characteristics of Gaseous $SF_6$ for Impulse Voltages in Presence of a Metallic Particle in GIS)

  • 이복희;이경옥;이창준
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제14권1호
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    • pp.22-29
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    • 2000
  • 본 논문은 가스절연개폐장치내에 바늘모양의 금속입자가 존재하는 경우 $\pm1.2/44[{\mu}s]$ 비진동성 임펄스와 $\pm0.4[{\mu}s]/1.14[MHz]$ 진동성 임펄스전압이 인가되었을 때 $SF_6$가스의 절연특성에 관한 것으로 절연파괴전압-시간 특성 (V-t 특성) 및 절연파괴전압-압력 특성(V-p 특성)을 측정하고 검토하였다. 실험은 길이 10[mml, 반경 0.5[mm]인 바늘모양의 돌기물에 의해 형성된 불평등 전계이며, 가스압력이 0.1~0.5[MPa]인 범위에서 수행하였다. 그 결과 절연 파괴는 정.부극성 모두 계단상 펄스에 의해 진전하는 리더메커니즘으로 발생하였다. 정극성의 진동성 임펼스전압이 인가되었을 때 절연파괴전압이 가장 낮았으며, 짧은 시간범위에서 V-t곡선의 감쇠가 현저하고 가스압력의 의존성이 적게 나타났다. 이에 반해 부극성의 경우 V-t 특성과 V-p 특성은 인가전압의 파형에 대한 의존성이 현저하였다.

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