• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제35권1호
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• pp.72-79
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• 2022

Piezoelectric energy harvesting technologies, which can be used to convert the electricity from the mechanical energy, have been developed in order to assist or power the wearable electronics. To realize non-toxic and biocompatible electronics, the lead-free (Ba_0.85Ca_0.15)(Ti_0.90Zr_0.10)O₃ (BCTZ) nanoparticles (NPs) are being studied with a great attention as flexible energy harvesting device. Herein, piezoelectric hybrid nanocomposites were fabricated using BCTZ NPs-embedded poly(vinylidene fluoride-trifluoroethylene) [P(VDF-TrFE)] matrix to improve the performance of flexible energy harvester. Output performance of the fabricated energy device was investigated by the well-optimized measurement system during the periodically bending and releasing motions. The generated open-circuit voltage and the short-circuit current of the piezoelectric hybrid nanocomposite-based energy harvester reached up to ~15 V and ~1.1 ㎂, respectively; moreover, the instantaneous power of 3.5 ㎼ is determined from load voltage and current at the external load of 20 MΩ. This research is expected to cultivate a new approach to high-performance wearable self-powering electronics.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제35권4호
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• pp.412-417
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• 2022

Capacitive-type humidity sensors with a high sensitivity and fast response/recovery times have attracted a great attention in non-contact respiration biological signal monitoring applications. However, complicated fabrication processes involving high-temperature heat treatment for the hygroscopic film is essential in the conventional ceramic-based humidity sensors. In this study, a non-toxic ceramic/metal halide (BaTiO₃(BT)/NaCl) humidity sensor was prepared at room temperature using a solvent-free aerosol deposition process (AD) without any additional process. Currently prepared BT/NaCl humidity sensor shows an excellent sensitivity (245 pF/RH%) and superior response/recovery times (3s/4s) due to the NaCl ionization effect resulting in an immense interfacial polarization. Furthermore, the non-contact respiration signal variation using the BT/NaCl sensor was determined to be over 700% by maintaining the distance of 20 cm between the individual and the sensor. Through the AD-fabricated sensor in this study, we expect to develop a non-contact biological signal monitoring system that can be applied to various fields such as respiratory disease detection and management, infant respiratory signal observation, and touchless skin moisture sensing button.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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• pp.249-249
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• 2009

We have grown large area BSTO($(Ba_{1-x}Sr_x)TiO_3$) thin films (x=0.4) on 2 inch diameter MgO (001) single crystal substrates using a pulse laser deposition(PLD) system. Substrate temperature and oxygen pressure in the deposition chamber, and the laser optics for ablating a target have been controlled to obtain the uniform thickness and preferred orientation of the films. Results of x-ray diffraction and rocking curve analysis revealed that the BSTO films were grown on MgO substrates with a preferred orientation (002), and the full width half maximum of the rocking curve was measured to be 0.86 degree at optimum condition. Roughness of the films have been measured to be $3.42{\AA}$ rms by using atomic force microscopy. We have successfully deposited the large area BSTO thin films of $4000{\AA}$ thickness on 50 mm diameter MgO substrates.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제41권1호
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• pp.5-19
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• 2008

경주 황남대총 남분에서 출토된 서역계 유리제품의 미세 단편(무색, 녹청색 및 감청색) 36점 각각에 대한 두께, 비중 및 기포 크기를 측정하고, 10종의 주요성분 및 13종의 미량성분 함량 데이터를 사용하여 색깔별로 유리편을 특성화하였다. 주요 성분중에서 MgO와 $K_2O$의 함량은 로마계유리 및 사산계유리를 구별하는 지표가 되는 산화물로서 본 분석을 통하여 황남대총 남분의 유리제품이 어떤 계통인지 분류하였다. 유리편은 모두 소다유리($Na_2O-CaO-SiO_2$)이며 용융제, 안정제 및 발색제의 특성에 따라 뚜렷이 분류되었다. 구성 성분 간의 상관관계가 높은 원소의 조합은 (MgO, $K_2O$), (MnO, CuO) 이었다. 또한 13종(Rb, Sr, Ba, Zr, Cr, Ni, Cs, Pb, Co, Cu, Fe, Mn, Ti)의 미량성분 함량은 색깔별로 무색, 녹청색 및 감청색 유리를 확연히 분류할 수 있어 향후 서역계 유리의 제작 원료 및 제작지를 정교하게 연구하는 데 중요한 원소들임을 알 수 있다. 무색(반투명)유리 : 비중은 $1.50{\pm}0.04$이며 내부에 원형 및 타원형의 기포들이 일정한 방향으로 길게 나열되어 있고 큰 것은 길이가 0.35mm 정도이다. 무색유리는 소다유리이면서 CaO 및 $Al_2O_3$ 농도 각각 5%를 기준으로 보면 HCLA(High CaO, Low $Al_2O_3$)이며 MgO 및 $K_2O$ 농도가 1.5 %이상인 HMK(High MgO, High $K_2O$)이다. 소다의 원료로서 식물 재를 사용하였으며 HMK이므로 사산계유리로 판단된다. 무색유리에서 착색제로 작용하는 성분의 총합은 1 %이하로서 그 값이 적어 유리의 색상에 관여도가 매우 적다고 할 수 있다. 녹청색(반투명)유리 : 비중 $1.58{\pm}0.06$이며 내부에 0.1~0.2mm 정도의 작은 기포가 분포하고 있다. 소다유리로서 HCLA이며 HMK로 분류된다. 따라서 이 녹청색 유리도 소다의 원료로서 식물 재를 사용한 것으로 생각되며 사산계유리로 판단된다. 녹청색을 내는 착색제로 작용하는 성분의 총합은 약 4%이며 MnO, $Fe_2O_3$ 및 CuO의 작용에 의한 것이다. 감청색유리 : 비중 $1.48{\pm}0.19$이며 내부에 기포가 거의 없다. 이 유리는 HCLA이며 LMK(Low MgO, Low $K_2O$)로 분류된다. 이 감청색 유리는 소다의 원료로서 광물(natron)을 사용한 것으로 로마계유리의 특성을 잘 나타낸 제품이다. 녹청색을 내는 착색제로 작용하는 성분의 총합은 약 3%로서 $Fe_2O_3$, CuO 및 Co가 그 역할을 한 것으로 보인다. 국내에서 출토된 서역계 유리제품이 실크로드를 경유해 동아시아로 유입되고 어떻게 한국 남부에 까지 오게 되었는지, 그 제작지는 어디인지에 대한 논의가 많이 이루어지고 있다. 본 연구는 황남대총의 유리제품을 물리 및 화학적으로 특성화한 결과이며 향후 국내 또는 국외에 있는 서역계 유리제품의 제작지 및 유통경위를 추적할 수 있는 과학적 지표가 될 것이다.