• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2000년도 제18회 학술발표회 논문개요집
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• pp.89-89
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• 2000

AlN 박막은 Al과 N원자의 부분적 이온결합 특성을 가진 공유결합을 한 육방정계의 wurtzite 경정구조의 화합물 반도체로서, III-V족 반도체 중 가장 큰 에너지 갭(6.2 eV), 결정 구조적 이방성, 화학 양론적 결합구조, 높은 탄성종과 전달속도(약 10$\times$106 m/s)와 높은 열전도도, 고온 안정성, 가시광성.적외선 영역에서의 좋은 투과성과 높은 굴절률, 상온 대기압에서의 유일하게 안정적인 특성을 가지고 있어, 절연재료, 내열재료, 저주파 영역 센서의 압전 트랜스듀서, 광전소자, 탄성파 소자 및 내환경 소자, MIS소자 등으로 주목받고 있다. 본 연구에서는 BAW 공진기의 활용을 목적으로 반응성 마그네트론 스퍼터링 방법으로 AIN 압전박막을 제작하여, 증착 조건-질소 농도, 고주파 출력, 전체 스퍼터링 압력, 기판 온도-에 대한 박막의 특성을 조사하였다. AlN 박막의 c축 우선 방위 결정성 및 낮은 투과성, 적당한 굴절률의 특성이 BAW 공진기의 활용을 위한 요건이므로, 각각의 증착 조건하에 제작된 박막은 XRD의 $\theta$/2$\theta$ 스캔 회절상에 의한 결정성의 분석과 우선 성장 결정면의 rocking curve 및 XRD로 측정한 FWHM과 표준 편차로 결정성의 배열성과 소자 응용가능성을 조사하였다. 박막의 표면.단면 미세 구조 및 평활도는 SEM으로 관찰하였으며, Al-N 결합 상태는 XPS와 FT-IR로 분석 조사하였다. 제작된 AlN 박막의 결정성 분석 결과, c축 우선 방위 성장을 위한 스퍼터링 압력에 대한 임계 질소 농도와 임계 스퍼터링 압력이 관찰되었다. 전체 스퍼터링 압력이 6~8 mTorr의 범위에서 나타난 최소 임계질소 농도는 10%, 최대 임계 질소 농도는 60%이며, 4 m Torr 이하 10 m Torr 이상의 전체 스퍼터링 압력에서 박막의 우선 방위성장이 제재된다. 이는 AlN 박막이 형성에 관여하는 질소 이온 양의 충분한 형성에 필요로 하는 질소 가스의 유입량에 따른 것으로 판단된다. AlN 박막의 c축 결정면인 (002) 결정면의 성장을 유도하며 다른 방향으로의 성장을 제어하여 소자 활용에 유용한 박막을 제작하기 위한 고주파 출력은 300W 정도가 적당하며, 기판을 가열하지 않았을 때 낮은 투과도를 나타낸다. 본 연구에 의한 BAW 공진기 활용을 위한 AlN 압전박막의 제작을 위한 최적 증착 조건은 기판의 가열 없이 6~8 mTorr의 전체 스퍼터링 압력에 20~25%의 질소종도, 300W의 고주파 출력이다. 최적 조건에서의 AlN 박막은 약 0.19$^{\circ}$의 FWHM과 약 0.08$^{\circ}$의 표준편차를 가지며, 균일하고 조밀한 표면 미세구조와 주상정 구조의 측면구조, 파장에 대한 약 2.0의 굴절률, 낮은 투과도와 화학 양론적 구조를 가지는 우수한 박막이 형성되었다.

• 한국광학회지
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• 제16권1호
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• pp.85-98
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• 2005

두 개의 DFB 영역과 위상 조정 영역으로 구성된 다중 전극 index-coupled DFB 레이저에서 self-pulsation 동작 특성을 수치 해석으로 분석하였다. 금지 대역폭 내에 존재하는 전체 공진기 모드 수가 감소할수록 두 DFB 영역의 브래그 파장 차이인 $\Delta$λ$_{B}$가 변화할 때 발진 모드의 호핑이 발생하는 경우의 수가 적어져 pulsation 주파수가 불연속적으로 변화하는 경우의 수가 감소한다. 또한 고정된 $\Delta$λ$_{B}$에 대하여 위상 조정 영역의 위상이 변화할 때 pulsation 주파수가 연속적으로 변화한다. 결합 세기와 위상 조정 영역의 길이가 고정되어 있을 때 금지 대역폭 내에 존재하는 전체 공진기 모드의 수는 DFB 영역의 길이가 길수록 감소한다. 반면에 DFB 영역의 결합 세기와 길이가 고정되어 있을 때 금지 대역폭 내에 존재하는 전체 공진기 모드의 수는 위상 조정 영역의 길이가 작을수록 감소한다. 따라서 결합 세기 및 각 영역의 길이를 적절히 조정하면 $\Delta$λ$_{B}$ 또는 위상조정 영역의 위상이 변화하여도 모드 호핑이 발생하지 않아 안정된 pulsation 동작을 얻을 수 있음을 보였다.을 보였다.

• 한국광학회지
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• 제34권6호
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• pp.241-247
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• 2023

본 연구에서는 355 nm 파장의 나노초 레이저를 비정질 실리콘 박막에 조사하여 형성된 주기적 laser-induced periodic surface structure (LIPSS) 구조의 분광학적 특성을 연구하였다. 지름 196 ㎛의 가우시안 빔을 단위면적당 레이저 펄스 190-280회, 레이저 빔의 세기는 100-130 mJ/cm² 범위에서 'ㄹ' 자 형태로 2차원 스캔하였다. 그 결과 Si 박막 표면에 ~300 nm 주기의 LIPSS 구조가 레이저 편광에 수직 방향으로 정렬되었다. 시료의 투과율 스펙트럼을 측정하여 transverse-electric 편광과 transverse-magnetic 편광에 대해서 각각 700 nm, 500 nm 근방에서 dip이 관측되었다. 이 현상을 설명하기 위해 1차원 격자구조 모델을 이용하여 rigorous coupled-wave analysis를 이용한 시뮬레이션을 하여 편광에 따른 도파모드 공진에 의한 특성임을 규명하였다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제7권3호
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• pp.56-61
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• 2008

최근 안테나 내장형 DVB-H 단말기에 대한 요구가 점점 증가함에도 불구하고, DVB-H 안테나는 $470MHz{\sim}702MHz$의 넓은 대역폭($B_r=40%$)과 $430{\sim}640mm$의 파장 길이로 인하여 성능 확보에 큰 어려움을 겪고 있다. 제안된 안테나는 DVB-H 안테나가 SDA (Support structure Defined Antenna)로 해석될 수 있음에 착안하여, 광대역 특성을 지닌 폴디드 모노폴 방사체와 공진 주파수를 효과적으로 낮출 수 있는 윙형 소자로 설계되었다. 결과적으로 단말기에 장착된 DVB-H 안테나는 DVB-H 대역에서 정재파비 4:1 이하의 임피던스 대역폭과 $-5{\sim}2dBi$의 양호한 이득을 얻었다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제49권6호
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• pp.48-56
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• 2012

서로 다른 유전 상수를 가지는 기판에서 반 파장 길이 공진 모드를 이용한 ILPA (Inductive Loaded Patch Antenna)와 일반적인 패치 안테나를 설계하여 방사 특성에 대하여 연구하였다. 설계한 ILPA는 일반적인 패치 안테나보다 수평 방향으로의 방사가 억제되고 전방 이득이 향상되는 특성을 가진다. 수평 방향으로의 방사가 가장 크게 억제되며 전방 이득이 가장 큰 ILPA의 방사 패치의 길이와 via 반경이 존재함을 보인다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제25권12호
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• pp.1300-1305
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• 2014

근접장 마이크로파 현미경의 핵심 부품인 H-형태 소형 개구를 가진 도파관 탐침에 대해 등가회로를 표현하고 해석하였다. 파장에 비해 작은 사각형 또는 원형의 소형 개구는 유도성 성분인데, 여기에 리지 구조를 부착하는 것은 용량성 성분을 연결하여 이로 인해 투과 공진을 일으키는 것으로 볼 수 있다. 이러한 해석을 입증하기 위해 리지가 있는 소형 개구에서 용량 성분에 해당되는 리지 부분을 분리하여 대략 반파장 떨어진 지점에 세워 두고 구한 등가회로적 표현에 의한 계산 결과와 전자파 해석에 의한 계산 결과와 비교하여 거의 일치된 모습을 확인하였다. 또한, 도파관 탐침을 제작하여 반사손실을 측정하고, 계산 결과의 정확성을 확인하여 이론의 타당성을 검증하였다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제14권2호
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• pp.147-152
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• 2014

2단으로 구성된 DFB 레이저의 정적 및 동적 작용을 분석하기 위하여 종방향 모드 전송선로 이론 (L-MTLT)을 이용하였다. 활성영역을 갖는 DFB 구조의 특성 임피던스와 등가 전파상수를 L-MTLT에 기초하여 유도하였다. 2단으로 구성된 DFB 레이저가 전송선로 망으로 유사화 되었으며, 각 단은 그에 대응하는 등가 요소들로 등가화된 전송선로 블록으로 나타내었다. 등가 전송선로 망에 기초한 DFB 레이저의 종방향 공진 조건 (resonance condition)이 레이트 방정식 (rate equation)을 재구성하기 위하여 사용되었으며, 이를 이용하여 활성여역을 갖는 2단 DFB 레이저의 정적 및 동적 작용을 자세하게 분석하였다.

• 한국기계가공학회지
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• 제12권5호
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• pp.16-22
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• 2013

A two-dimensional photonic crystal structure was investigated using a roll-to-roll nanoreplication and physical vapor deposition processes for the inexpensive enhanced fluorescence substrate which is not sensitive to the polarization directions of excitation light source. An 8 inch silicon master having nano dot array with a diameter of 200 nm, a height of 100 nm and a pitch of 400 nm was prepared by KrF laser scanning lithography and reactive ion etching processes. A flexible polymer mold was fabricated by flat type UV replication process and a deposition of 10 nm nickel layer as an anti-adhesion layer. A roll mold was prepared by warping the flexible polymer mold on an aluminum roll base and a roll-to-roll UV replication process was carried out using the roll mold. After the deposition of ~ 100 nm $TiO_2$ layer on the replicated nano dot array, a 2 dimensional photonic crystal structure was realized with a resonance wavelength of 635 nm for both p- and s-polarized light sources.

• 한국광학회지
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• 제20권2호
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• pp.65-70
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• 2009

본 논문에서는 높은 입력 임피던스를 가지는 테라헤르츠 Yagi-Uda 안테나를 제안하였다. 제안된 Yagi-Uda 안테나는 두께가 얇은 기판 위에 설계하여 기판의 비유전율에 의한 안테나의 임피던스 저하를 줄이고 Yagi-Uda 안테나 고유의 복사패턴을 가지도록 하였다. 전 파장 길이를 가지는 U-형태의 다이폴을 driver로 사용하여 공진주파수에서 $4,400{\Omega}$ 정도의 높은 입력저항을 얻을 수 있었다. 따라서 제안된 Yagi-Uda 안테나는 기존의 테라헤르츠 안테나들에 비하여 증가된 테라헤르츠파 출력을 얻을 수 있다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.305-305
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• 2011

표면 플라즈몬 공진(SPR) 현상을 이용한 광섬유 센서는 SPR 센서의 우수한 표면 민감도, 비표지 검출능 등의 특징은 유지하면서 측정시스템이 단순해지고 저렴하게 제작이 가능하며 원거리 검출에 유리하다는 장점으로 많은 연구가 진행되고 있다. 최근 스택 제어가 용이하고 민감도 또한 우수하다는 이유로 측면 연마형 센서 구조를 적용한 연구가 많이 이루어지고 있다. 본 연구에서는 기존 Kretchman형태의 SPR 센서의 분해능 향상을 위해 사용된 광도파로 구조를 측면 연마형 광파이버에 적용시켰다. 금속 층 / 유전체 층 / 금속 층으로 구성되어 있는 광도파로 구조와 Au 단일 층을 사용한 기존 구조에 대한 이론 전사모사를 진행하고 실물 소자를 제작하여 특성을 평가하였다. WCSPR 센서에서는 두 개의 반사율 dips이 나타난다. 하나는 단파장영역에서 나타나는 폭이 작은 형태이며 또 다른 하나는 장파장영역에서 나타나는 폭이 넓은 형태이다. 단파장에서의 dip은 입사각에 크게 영향을 받지 않기 때문에 Wavelength interrogation mode을 이용하는 광섬유 SPR센서에 적용할 경우 분해능이 향상될 것 이다. WCSPR 센서는 도파로의 유전체층에서 진행되는 모드를 이용하면 Self-referencing을 할 수 있다, 또한 유전체 층의 두께를 변화 시켜 중심파장의 위치를 조절할 수 있는 특징을 갖고 있다. 결과적으로 광도파로 구조를 광파이버에 적용시켜 기존 Au 단일 층 구조의 SPR 센서에 비해 좀 더 정확하고 광범위한 감지를 할 수 있다.