• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.133.1-133.1
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• 2014

이 발표에서 우리는 수백 나노미터 크기인 두 개의 나노 금속 원반 또는 나노 블록이 백 나노미터 이하의 간격으로 결합된 초미세 이중 금속 플라즈몬 광공진기를 제안하고 그 응용을 살펴본다. 원반구조 경우, 반지름이 476 nm인 나노원반 두 개가 100 nm 두께의 유전체 원반의 양쪽에 위치하여 1550 nm 공진파장을 가진 표면 플라즈몬 whispering-gallery-mode (WGM)을 유전체 내에 형성한다. 유전체의 두께를 일정하게 유지할 경우, WGM의 공진파장은 원반의 반지름에 따라 줄어든다. 반면, 반지름이 일정할 때에는 두 금속 원반 사이의 유전체 두께가 줄어듦에 따라 두 금속 원반 사이에 작용하는 표면 플라즈몬의 결합이 강해져서 공진파장이 길어진다. 따라서, 일반적으로 공진기의 크기가 줄어듦에 따라 공진파장이 짧아지는 것과 달리, 제안된 원반구조에서 발생하는 WGM는 원반의 반지름과 유전체의 두께를 함께 줄여도 공진파장이 동일하게 유지되는 차별화된 특성을 가지고 있다. 최종적으로 같은 공진파장을 가지는 WGM를 반지름 88 m, 유전체 두께 10 nm의 공진기에서도 여기시킬 수 있음으로, 모드부피(V)를 1/160으로 줄일 수 있다. 이에 비해, 공진모드의 품위값(Q)은 증가된 금속의 흡수손실에 의해 1/3정도 줄어듦으로써, 공진기와 물질의 상호작용 정도를 보여주는 Q/V값은 크기가 줄어든 공진기에서 오히려 50배 가량 증가함을 확인할 수 있다. 이 같은 초미세 플라즈몬 공진기는 매우 작은 굴절율 센서로서 응용을 가지고 있으며, 1160 nm/(단위 굴절율 변화)의 높은 민감도를 보인다. 한편, $200{\times}150{\times}100nm3$의 크기를 가진 두 개의 금속 나노블록이 10 nm의 공기 간격을 가지고 결합된 나노 공진기는, 공기 간격 내에 강하게 집적된 838 nm의 공진파장을 가진 플라즈몬 공진기 모드를 여기시킨다. 제안된 공진모드는 공기간격이 줄어듦에 따라 공진파장이 급격하게 증가하는 특성을 가지므로 옹스토롬 정도의 분해능을 가진 두께 변화 센서로 응용할 수 있다. 예를 들어, 공기간격 2 nm에서는 1A 두께 변화에 대해 공진파장 변화는 약 40 nm로 매우 민감하게 변화한다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제15권1호
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• pp.169-174
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• 2011

짧은 바깥쪽 탄소 나노튜브를 가진 이중벽 탄소 나노튜브 공진기의 경우, 자유로운 끝은 긴 안쪽 벽의 진동에 중요한 역할을 한다. 짧은 안쪽 탄소 나노튜브를 가진 이중벽 카본 나노튜브 공진기의 경우, 안쪽은 부드러운 코어로 작동하여 기본 주파수가 이들의 길이에 의해 영향을 받는다. 본 논문에서는 서로 다른 길이를 가지고 나노튜브로 구성된 이중벽 탄소 나노튜브 공진기의 주파수 변화를 분석한다. 분석 결과, 안쪽 혹은 바깥쪽 탄소 나노튜브 길이를 제어하는 다양한 주파수 소자를 구현하는데 널리 응용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제15권12호
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• pp.175-180
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• 2010

본 논문에서는 고전적인 분자 동역학 시뮬레이션을 통해서 다양한 길이를 가진 이중벽 탄소나노 튜브로 만들어진 초고주파 나노 기계 공진기의 주파수 변동 특성을 분석한다. 분석의 목적은 이중벽 탄소나노 튜브 벽의 길이에 따라 변동하는 공진기의 주파수 분석이다. 실험 결과, 주파수 변동이 여러 가지 외벽 길이 값 L10에 대해서는 내벽/외벽 길이 비율 L5/L10의 함수로 최대 주파수로 정규화된 공진 주파수가 Pearson VII 함수에 잘 맞고, 여러 가지 내벽 길이 값에 대해서는 외벽/내벽 길이 비율의 함수로 최대 주파수로 정규화된 공진 주파수가 Gauss 분산 함수에 잘 맞는 것을 보여준다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2006년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.465-466
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• 2006

A single-wall carbon nanotube (SWCNT) has been studied as a material of Nano-Eletro-Mechanical-System (NEMS) device together with various nanowires. In order for oscillation of a multi-wall carbon nanotube (MWCNT) or a single-walled carbon nanotube (SWCNT) on plane surface, it needs suspension of a CNT across trench electrodes. So we propose fabrication method of a MWCNT resonator using dielectrophoresis and show successful results of suspeneded MWNT. Thin electrodes with large gaps could not suspend small diameter MWNT but thicker electrodes could. Thin MWNT could be suspended only when the electrode gap was reduced.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제21권9호
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• pp.813-819
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• 2011

This paper predicted nonlinear dynamic responses of a cantilevered carbon nanotube(CNT) resonator incorporating the electrostatic forces and van der Waals interactions between the CNT cantilever and ground plane. The structural model of CNT includes geometric and inertial nonlinearities to investigate various phenomena of nonlinear responses of the CNT due to the electrostatic excitation. In order to solve this problem, we used Galerkin's approximation and the numerical integration techniques. As a result, the CNT nano-resonator shows the softening effect through saddle-node bifurcation near primary resonance frequency with increasing the applied AC and DC voltages. Also we can predict nonlinear secondary resonances such as superharmonic and subharmonic resonances. The superharmonic resonance of the nano-resonator is influenced by applied AC voltage. The period-doubling bifurcation leads to the subharmonic resonance which occurs when the nano-resonator is actuated by electrostatic forces as parametric excitation.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2011년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.447-452
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• 2011

This paper predicted the dynamic behaviors of a cantilevered carbon nanotube(CNT) incorporating the electrostatic force, van der Waals interactions between the CNT and ground plane. The structural model of the CNT includes geometric and inertial nonlinearities for predicting various phenomena of nonlinear responses of the CNT due to the electrostatic force. In order to solve the problem, we used Galerkin's approximation and the numerical integration techniques and as a result, we predicted characteristics of nonlinear response of nano resonator. The cantilevered CNT shows complex dynamic responses and instabilities due to the applied ac and ac voltages, and driving frequencies. The results investigated in this paper are helpful to the modeling of nanotube based electromechanical devices such as nano-resonators and nano-sensors.

• 한국전자파학회논문지
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• 제29권12호
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• pp.992-995
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• 2018

본 논문에서는 향후 인체 내장형 의료기기의 무선충전 및 지금까지는 발생하지 않은 다양한 유전체 내부로의 무선전력전송 시 유전체 매질의 전자기적 특성에 따른 효율 및 공진주파수 변화에 대한 공진기의 최적화 설계를 위해 공진기의 정전용량(capacitance)을 조정하는 방법과 공진기의 전후 표면에 공기층(air pocket) 설치 방법을 제안하였다. 본 연구결과는 추후 공진기를 둘러싼 다양한 유전체 환경에 대한 공진주파수의 설계 및 복원에 대한 기초 연구 자료로 활용될 수 있다.

• 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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• 한국콘텐츠학회 2012년도 춘계 종합학술대회 논문집
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• pp.35-36
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• 2012

생체센서, 나노안테나, 테라헤르츠 전송선, 나노레이저, 물성분석기의 기본구조로 쓰이는 나노원기둥 배열의 전자기적 특성을 해석할 수 있는 기법을 소개한다. 테라헤르츠 이상 주파수에서는 반드시 금속을 유전체로 모형화해야한다. 전자기파가 유전체 나노원기둥 배열에서 반사와 투과되는 특성을 공진주파수 관점에서 연구하여 다양한 첨단응용에 활용할 수 있다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제22권12호
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• pp.1157-1163
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• 2012

Natural frequency of a nano-resonator via nano transfer printing is studied. Through a nano transfer printing, the hybrid metal/polymer membrane may evolve a wrinkle. Natural frequency of a wrinkled hybrid membrane decreases significantly, as the amplitude to wavelength ratio becomes larger. To address the design limit of a hybrid nano resonator, we perform parametric study using finite element analysis. Specifically, we study the effects of the Young's modulus ratio of the metal/polymer membrane, thickness ratio and wrinkle amplitude to wavelength ratio, respectively. The results from the parametric studies can serve as guideline to design hybrid nano resonators.

• 한국진공학회지
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• 제21권1호
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• pp.36-40
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• 2012

마이크로미터 크기의 역학적 공진기의 제작과 그 공진 주파수 변화를 이용하여 질량 변화량을 측정하는 방법에 대해 연구 하였다. 공진기의 공진 주파수를 측정하기 위해서 레이저의 간섭효과를 이용한 광학적 측정법을 사용하였는데 이 방법은 나노미터 스케일의 변위까지 감지할 수 있을 정도로 매우 감도가 높은 측정법이다. 공진기는 압전 세라믹(piezo ceramic) 위에 원자현미경(atomic force microscope)의 캔티레버를 붙여서 만들었는데 이 방법은 압전판이 캔티레버의 공진 주파수로 진동할 때 캔티레버의 변위가 가장 크게 변화됨을 이용한 것이다. 또한, 전자 빔 증착기(e-beam evaporation system)를 사용하여 금을 캔티레버 위에 증착하여 질량을 변화시킨 후에 질량 변화량에 따른 공진주파수의 변화량을 측정하였다. 이 공진기는 질량센서의 역할을 수행할 수 있으며 수 마이크로그램을 감지할 수 있는 감도를 가짐을 확인하였다.