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김영덕 연구실
세종대학교 물리학과 김영덕 교수
Neutrinoless double beta decay
PbMoO4 scintillator
Li2MoO4 cryogenic calorimeter
연구 영역
기본 정보
논문·특허
구성원

김영덕 연구실

세종대학교 물리학과 김영덕 교수

김영덕 연구실은 물리학 분야에서 neutrinoless double beta decay 및 지하 실험 기반 신규 입자 탐색을 위한 검출기 소재·시스템 연구를 수행합니다. 핵심 기술로는 고순도 전구체와 젖은 화학 합성을 통해 PbMoO4 단결정을 성장시키고, annealing 및 저온 광학 측정을 바탕으로 섬광·발광 성능과 내부 배경을 평가하는 공정을 보유하고 있습니다. 또한 Li2MoO4 결정이 MMC 센서에 결합된 cryogenic calorimeter에서 표면 처리와 thermal link 조건을 최적화하여 에너지 분해능과 α 판별 성능을 개선하는 접근을 수행합니다. 이와 연계해 Yemilab 지하 인프라와 물리 프로그램을 기술적으로 정리하고, 전자빔-표적 기반 dark photon 탐색과 같은 확장 가능한 탐색 구상을 제안합니다.

Neutrinoless double beta decayPbMoO4 scintillatorLi2MoO4 cryogenic calorimeterLow-radioactivity material purificationYemilab underground laboratory
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고순도·저방사 PbMoO4 섬광체 단결정 합성 및 저배경 검증 연구 thumbnail
고순도·저방사 PbMoO4 섬광체 단결정 합성 및 저배경 검증 연구
Low-background PbMoO4 scintillator single-crystal synthesis from ancient lead
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연구 성과 추이
표시된 성과는 수집된 데이터 기준으로 산출되며, 일부 차이가 있을 수 있습니다.
주요 논문
5
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1
Article
|
인용수 1
·
2024
Deep underground laboratories - multidisciplinary research
Y.D. Kim
이 글은 세계 지하 연구소의 현황을 서술한다. 암흑물질 탐색 및 중성미자 이중 베타 붕괴에 대한 실험은 지속적으로 실험의 다양성과 규모를 확대하고 있다. 또한 대형 물 체렌코프 검출기와 액체 섬광 검출기를 활용한 중성미자 진동 실험은 새로운 세대의 단계로 진입하고 있다. 따라서 지하 연구소는 총 면적과 공간 측면에서 빠르게 확장되고 있다. 동시에 배경 수준에 대한 요구 사항은 더욱 엄격해지고 있으며, 극저방사능의 측정(assay) 및 저감(mitigation)을 위한 기술이 발전하고 있다. 천체물리학 프로그램 외에도, 지하 연구소에서 최근 수행된 다학제적 연구를 간략히 소개하였다.
http://dx.doi.org/10.22323/1.441.0298
Neutrino
Physics
Dark matter
Scintillator
Multidisciplinary approach
Neutrino detector
Cherenkov radiation
Neutrino oscillation
Detector
Nuclear physics
2
Article
|
인용수 6
·
2024
Yemilab, a new underground laboratory in Korea
Y.D. Kim, H. S. Lee
IF 5.9 (2024)
AAPPS bulletin
2022년 9월, 새로운 지하 연구시설인 Yemilab이 대한민국 강원도 정선에 마침내 완공되었다. 수심 1000 m에 위치하며, 전용 실험 구역은 3000 m 2 이다. 현재는 중성미자 없는 이중 베타 붕괴를 연구하고자 하는 AMoRE-II 실험과, 직접 암흑물질 탐지 실험인 COSINE-100 업그레이드(COSINE-100U)를 위한 준비가 진행 중이다. 두 실험 모두 Yemilab에서 2024년 2분기에 시작될 예정이다. 또한 이 시설에는 약 6300 m 3의 부피를 갖는 원통형 피트가 포함되어 있으며, 다목적 연구실로 사용되도록 설계되었다. 이 연구실은 중성미자, 암흑물질 및 관련 연구 분야에 초점을 둔 차세대 실험을 가능하게 할 것이다. 본 논문은 Yemilab의 건설, 기반 인프라 및 핵심 물리 프로그램에 대한 상세한 개요를 제시한다.
https://doi.org/10.1007/s43673-024-00132-8
Environmental science
3
Article
|
·
인용수 14
·
2022
Optimization of cryogenic calorimetric detection with lithium molybdate crystals for AMoRE-II experiments
W. T. Kim, S.C. Kim, B. Sharma, O. Gileva, V. D. Grigorieva, J. A. Jeon, Cheol Ho Lee, D.Y. Kim, H.L. Kim, H.J. Kim, S.G. Kim, S.R. Kim, Y.D. Kim, Y.H. Kim, H.J. Lee, M. H. Lee, S.W. Lee, S. Ra, K. A. Shin, V.N. Shlegel, J. W. Seo, J. H. So, J. K. Son
IF 1.3 (2022)
Journal of Instrumentation
AMoRE 협업은 실험의 두 번째 단계인 AMoRE-II를 준비하고 있으며, 100 Mo 동위원소 100 kg을 활용하여 동위원소로부터 중성미자 없는 이중 베타 붕괴를 탐색할 예정이다. 100 Mo 동위원소의 대부분은 리튬 몰리브데이트(lithium molybdate, Li 2 MoO 4 ) 결정에 포함되며, 이들은 MMC(metallic magnetic calorimeter) 센서와 결합된 극저온 칼로리미터의 흡수체 역할을 한다. 검출기 어레이는 수백 개의 검출기 모듈을 포함하여 총 질량이 약 200 kg이 될 것이다. 따라서 검출기 성능을 저해하지 않으면서 합리적인 일정 내에 다수의 검출기 모듈을 제작하기 위해, 검출기 성능과 준비 절차 측면에서 리튬 몰리브데이트 결정 검출기를 최적화하는 데 상당한 노력을 기울였다. 우리는 일련의 시험 실험을 통해 에너지 분해능을 향상시키는 몇 가지 핵심적인 실험 조건을 확인하였다. 본 논문에서는 표면 처리 및 열적 링크 연결이 에너지 분해능을 14–15 keV에서 2.615 MeV의 208 Tl 감마선(붕괴 Q-값에 근접한 100 Mo의 3.034 MeV)에 대해 7 keV 이하로 개선하는 데 미치는 영향을 논의한다. 또한 극저온 무냉각(dilution-free) 희석 냉동기에서 수행한 시험을 통해, 동시 섬광(섬광) 빛 검출(simultaneous scintillation light detection)을 이용하여 알파 입자를 분리하는 데 있어 높은 식별력을 보고한다.
https://doi.org/10.1088/1748-0221/17/07/p07034
Detector
Calorimeter (particle physics)
Lithium (medication)
Dilution refrigerator
Materials science
Scintillation
Molybdate
Nuclear physics
Physics
Analytical Chemistry (journal)