• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.476-476
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• 2014

서론: 저 전력 소모를 필요로 하는 무선 센서 네트워크 관련 기술의 급격한 발달과 함께 자체 전력 수급을 위한 진동 에너지 수확 기술에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 다양한 구조와 소재를 압전 외팔보에 적용하여 제안하고 있다. 그 중에서도 진동 기반의 에너지 수확 소자는 주변 환경에서 쉽게 진동을 얻을 수 있고, 높은 에너지 밀도와 제작 방법이 간단하다는 장점을 가지고 있어 많은 분야에 응용 및 적용 가능하다. 기존 연구에서는 2차원적으로 진동 에너지 수확을 위한 휜 구조의 압전 외팔보를 제안 하였다. 휜 구조를 갖는 압전 외팔보는 각각의 짧은 두 개의 평평한 외팔보가 일렬로 연결된 것으로 볼 수 있다. 하나의 짧고 평평한 외팔보는 진동이 가해지면 접선 방향으로 응력이 생겨 최대 휨 모멘텀을 갖게 된다. 그러므로 휜 구조를 갖는 외팔보는 진동이 인가됨에 따라 길이 방향과 수직 방향으로 진동한다. 하지만, 이 구조는 수평 방향으로 가해지는 진동에 대한 에너지를 수확하기에는 한계점을 가진다. 즉, 3축 방향에서 임의의 방향에서 진동 에너지를 수확하기는 어렵다. 본 연구에서는 3축 방향에서 에너지를 효율적으로 수확할 수 있도록 헤어-셀 구조의 압전 외팔보 에너지 수확소자를 제안한다. 제안된 소자는 길이 방향과 수직 방향뿐만 아니라 수평 방향으로도 진동하여 임의의 방향에서 진동 에너지를 수확할 수 있다. 구성 및 공정: 제안하는 소자는 3축 방향에서 임의의 진동을 수확하기 위해서 길이를 길게 늘이고 길이 방향을 따라 휘어지는 구조의 헤어-셀 구조로 제작하였다. 외팔보의 구조는 외팔보의 폭 대비 길이의 비가 충분히 클 때, 추가적인 자유도를 얻을 수 있다. 그러므로 헤어-셀 구조의 에너지 수확 소자는 기본적인 길이 방향, 수직방향 그리고 수평방향에 더불어 추가적으로 뒤틀리는 방향을 통해서 3차원적으로 임의의 주변 진동 에너지를 수확하여 전기적인 에너지로 생성시킬 수 있다. 제작된 소자는 높은 종횡비를 갖는 무게 추($500{\times}15{\times}22{\mu}m3$)와 길이 방향으로 길게 휜 압전 외팔보($1000{\times}15{\times}1.7{\mu}m3$)로 구성되어있다. 공정 과정은 다음과 같다. 먼저, 실리콘 웨이퍼 위에 탄성층을 형성하기 위해 LPCVD SiNx를 $0.8{\mu}m$와 LTO $0.2{\mu}m$를 증착 후, 각각 $0.03{\mu}m$과 $0.12{\mu}m$의 두께를 갖는 Ti와 Pt을 하부 전극으로 스퍼터링한다. 그리고 Pb(Zr0.52Ti0.48)O3 박막을 $0.35{\mu}m$ 두께로 졸겔법을 이용하여 증착하고 상부 Pt층을 두께 $0.1{\mu}m$로 순차적으로 스퍼터링하여 형성한다. 상/하부 전극은 ICP(Inductively Coupled Plasma)를 이용해 건식 식각으로 패턴을 형성한다. PZT 층과 무게 추 사이의 보호막을 씌우기 위해 $0.2{\mu}m$의 Si3N4 박막이 PECVD 공정법으로 증착되고, RIE로 패턴을 형성된다. Ti/Au ($0.03/0.35{\mu}m$)이 E-beam으로 증착되고 lift-off를 통해서 패턴을 형성함으로써 전극 본딩을 위한 패드를 만든다. 초반에 형성한 실리콘 웨이퍼 위의 SiNx/LTO 층은 RIE로 외팔보 구조를 형성한다. 이후에 진행될 도금 공정을 위해서 희생층으로는 감광액이 사용되고, 씨드층으로는 Ti/Cu ($0.03/0.15{\mu}m$) 박막이 스퍼터링 된다. 도금 형성층을 위해 감광액을 패턴화하고, Ni0.8Fe0.2 ($22{\mu}m$)층으로 도금함으로써 외팔보 끝에 무게 추를 만든다. 마지막으로, 압전 외팔보 소자는 XeF2 식각법을 통해 제작된다. 제작된 소자는 소자의 여러 층 사이의 고유한 응력 차에 의해 휨 변형이 생긴다. 실험 방법 및 측정 결과: 제작된 소자의 성능을 확인하기 위하여 일정한 가속도 50 m/s2로 3축 방향에 따라 입력 주파수를 변화시키면서 출력 전압을 측정하였다. 먼저, 소자의 기본적인 공진 주파수를 얻기 위하여 수직 방향으로 진동을 인가하여 주파수를 변화시켰다. 그 때에 공진 주파수는 116 Hz를 가지며, 최대 출력 전압은 15 mV로 측정되었다. 3축 방향에서 진동 에너지 수확이 가능하다는 것을 확인하기 위하여 제작된 소자를 길이 방향과 수평 방향으로 가진기에 장착한 후, 기본 공진 주파수에서의 출력 전압을 측정하였다. 진동이 길이방향으로 가해졌을 때에는 33 mV, 수평방향으로 진동이 인가되는 경우에는 10 mV의 최대 출력 전압을 갖는다. 제안하는 소자가 수 mV의 적은 전압은 출력해내더라도 소자는 진동이 인가되는 각도에 영향 받지 않고, 3축 방향에서 진동 에너지를 수확하여 전기에너지로 얻을 수 있다. 결론: 제안된 소자는 3축 방향에서 진동 에너지를 수확할 수 있는 에너지 수확 소자를 제안하였다. 외팔보의 구조를 헤어-셀 구조로 길고 휘어지게 제작함으로써 기본적인 길이 방향, 수직방향 그리고 수평방향에 더불어 추가적으로 뒤틀리는 방향에서 출력 전압을 얻을 수 있다. 미소 전력원으로 실용적인 사용을 위해서 무게추가 더 무거워지고, PZT 박막이 더 두꺼워진다면 소자의 성능이 향상되어 높은 출력 전압을 얻을 수 있을 것이라 기대한다.

• Journal of Advanced Navigation Technology
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• v.21 no.4
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• pp.377-385
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• 2017

The solar cell need the characteristic interpreting because the solar cell changes greatly according to the isolation, temperature and load in the photovoltaic development. Moreover, to get many energy in photovoltaic development need the position tracking of the sun according to the environment change. Also, The solar cells should be operated at the maximum power point. In this paper, I used microprocessor and sensor and designed to improve the efficiency of the photovoltaic system the photovoltaic position tracker device, and compared the normal photovoltaic system of fixed form with the photovoltaic system of solar position tracked form. Moreover, compared the catalogue of solar cell module and the simulation through a mathematics modelling with the solar cell's characteristic interpreting and composed an power conversion system with boost converter and voltage source inverter. Used the constant voltage control method for maximum power point tracking in boost converter control and, used the SPWM(Sinusoidal Pulse Width Modulation) control method in inverter control. The result was less then 5% when compared the catalogue of solar cell module and the simulation through a mathematics modelling. The boost rate of boost converter was similar to 167 % with the simulation.

• Journal of the Korean earth science society
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• v.35 no.1
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• pp.19-28
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• 2014

The radiative transfer for TIROS operational vertical sounder (RTTOV) and the community radiative transfer model (CRTM) are two fast radiative transfer models (RTM) that are used as observation operators in numerical weather prediction (NWP) systems. This study compares the basic structure and input data of the two models. With data from Advanced Microwave Sounding Unit-A (AMSU-A), which has channels of various frequencies, observed brightness temperature ($T_B$) and simulated $T_B$s from the two models are compared over the ocean surface in two cases-one where cloud information is included and the other without it. Regarding AMSU-A sounding channels (5-14), the two models produce no large significant differences in their calculated $T_B$, but RTTOV produces smaller first guess (FG) departures (i.e., better results) in window and near-surface sounding channels than does CRTM. When adding cloud water and ice particles from Unified Model (UM), the $T_B$ bias between observations and simulations are reduced in both models and the bias at 31.4 and 89 GHz is substantially decreased in CRTM compared to those of RTTOV.

• Journal of the Korean Society of Radiology
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• v.3 no.4
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• pp.29-33
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• 2009

Recently, the compound materials(a-Se, $HgI_2$, PbO, CdTe, $PbI_2$, etc.) that are used in flat panel x-ray imager have been studied for digital x-ray imaging. In this paper, the signal detection properties of $HgI_2$ and a-Se conversion layer, are compared. The thick $HgI_2$ film is fabricated by special particle-in-binder method and the conventional vacuum thermal evaporation is used for a deposition of a-Se film. And an electrical characteristic measurements were investigated about leakage current, signal response property and x-ray sensitivity. From the experimental results show that the $HgI_2$ film has a low operation voltage and high signal generation than that of a-Se.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.615-615
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• 2013

탄소나노튜브(carbon nanotubes; CNT)는 강철보다 10~100배 견고할 뿐만 아니라 영률과 탄성률 은 각각 1.8 TPa, 1.3 TPa에 달하는 매우 우수한 기계적 강도를 지니고 있으며, 구리보다 좋은 전기 전도도와 다이아몬드의 2배에 이르는 열전도도를 지닌 물질이다. 이러한 탄소나노튜브의 우수한 특성을 이용하여 나노섬유, 고분자-탄소나노튜브의 고기능 복합체, 나노소자, 전계방출원(field emitter), 가스센서 등 다양한 분야로의 활용을 위한 연구가 진행되고 있다. 특히, 수백 ${\mu}m$ 이상의 길이로 수직 성장된 탄소나노튜브(VA-CNTs)의 합성은 길이 대 직경의 비(aspect ratio)가 비약적으로 증가하여 앞서 언급한 분야로의 활용이 더욱 유리하며, 그 중에서도 대량 생산, 나노섬유 및 나노복합체로서의 활용에 극히 유용하다. 최근에는 열 화학기상증착(thermal chemical vapor deposition; TCVD)법을 이용하여 탄소나노튜브의 구조를 제어하는 연구들이 많이 보고되고 있다. 열 화학기상증착을 이용한 수직 정렬된 탄소나노튜브의 합성에서 합성조건의 변화는 탄소나노튜브의 길이, 벽의 수, 직경, 결정성 등 구조에 큰 영향을 미친다. 탄소나노튜브는 이러한 구조에 따 라 물리적 특성이 달라지기 때문에 다양한 분야로의 응용을 위해서는 합성에 대한 근본적인 이해 가 절실히 요구된다. 본 연구에서는 열 화학기상증착법을 이용한 합성에서 성장압력의 변화에 따른 탄소나노튜브의 구조적 특성을 조사하였다. 성장압력의 변화는 탄소나노튜브의 밀도, 길이, 결정성에 큰 영향을 미치는 것을 주사전자현미경과 라만분광법을 이용하여 확인하였다. 이러한 결과 는 탄소나노튜브 박막(CNT forest)의 가장자리(edge)에 비정질 탄소(amorphous carbon)의 흡착으로 인한 나노튜브사이의 간격(intertube distance)이 좁아짐에 따른 가스공급 차단 효과로 설명이 가능 하다. 또한, 마이크로웨이브 플라즈마 화학기상증착법을 이용하여 탄소나노튜브를 합성하였다. 합성과정 중 산소(O2)를 주입 하였을 경우, 그렇지 않은 경우에 비하여 성장 속도가 증가하여 3시간 합성 시 2 mm가 넘는 수직 정렬된 탄소나노튜브를 합성 할 수 있었다. 이러한 결과는 과잉 공급 되어 탄소나노튜브로 합성되지 못하고 촉매금속의 표면과 탄소나노튜브의 벽에 비정질의 형태로 붙어있는 탄소 원자들을 추가 주입해 준 산소에 의하여 CO 또는 CO2 형태로 제거해 줌으로써 활성화된 촉매금속의 반응 시간을 향상 시켜주어 탄소공급이 원활하게 이루어졌기 때문이라 생각된다.

• The Journal of the Institute of Internet, Broadcasting and Communication
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• v.15 no.2
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• pp.263-267
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• 2015

current mine detector can't division the section if it is conducted and it needs too much labor force and time. in addition to, if the user don't move the head of sensor in regular speed or move it too fast, it is hard to detect a mine exactly. according to this, to improve the problem using one direction ultrasonic wave sensing signal, that is made up of human body antenna part, main micro processor unit part, smart glasses part, body equipped LCD monitor part, wireless data transmit part, belt type power supply part, black box type camera, Security Communication headset. the user can equip this at head, body, arm, waist and leg in removable type. so it is able to detect the powder in a 360-degree on(under) the ground whether it is metal or nonmetal and it can express the 2D or 3D film about distance, form and material of the mine. so the battle combats can avoid the mine and move fast. also, through the portable battery and twin self power supply system of the power supply part, combat troops can fight without extra recharge and we can monitoring the battle situation of distant place at the command center server on real-time. and then, it makes able to sharing the information of battle among battle combats one on one. as a result, the purpose of this study is researching a smart wearable mine detector which can establish a smart battle system as if the commander is in the site of the battle.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SC
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• v.41 no.4
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• pp.55-62
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• 2004

In this paper, we have developed a portable acceleration measurement system to measure acceleration signals during walking and a gait analysis algorithm which can evaluate gait regularity and symmetry and estimate gait parameters automatically. Portable acceleration measurement system consists of a biaxial accelerometer, amplifiers, lowpass filter with cut-off frequency of 16Hz, one-chip microcontroller, EEPROM and RF(TX/RX) module. The algerian includes FFT analysis, filter processing and detection of main peaks. In order to develop the algorithm, eight hemiplegic patients for training set and the other eight hemiplegic patients for test set are participated in the experiment. Acceleration signals during 10m walking were measured at 60 samples/sec from a biaxial accelerometer mounted between L3 and L4 intervertebral area. The algorithm, detected foot contacts and classified right/left steps, and then calculated gait parameters based on these informations. Compared with video data and analysis by manual, algorithm showed good performance in detection of foot contacts and classification of right/left steps in test set perfectly. In the future, with improving the reliability and ability of the algerian so that calculate more gait Parameters accurately, this system and algerian could be used to evaluate improvement of walking ability in hemiplegic patients in clinical practice.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.17 no.2
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• pp.130-137
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• 2008

$La_{0.7}Sr_{0.3}MnO_3$ films were deposited on $SiO_2$/Si and Si substrates annealed at $350^{\circ}C$ by rf magnetron sputtering. The oxygen gas flow rates were varied as 0, 40, and 80 sccm. Without post annealing process, $La_{0.7}Sr_{0.3}MnO_3$ thin films on $SiO_2$/Si and Si substrates were polycrystalline with (100), (110), and (200) growth planes. The grain size of $La_{0.7}Sr_{0.3}MnO_3$ thin films was increased with increasing oxygen gas flow rate. The sheet resistance of $La_{0.7}Sr_{0.3}MnO_3$ thin films was decreased with oxygen flow rate due to the increased grain size which induced a reduction of grain boundary. TCR (temperature coefficient of resistance) values of $La_{0.7}Sr_{0.3}MnO_3$ thin films were obtained from -2.0% to -2.2%.

• Science of Emotion and Sensibility
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• v.6 no.4
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• pp.15-23
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• 2003

Recently, there have been many attempts to develop BCI (brain computer interface) based on EEG (electroencephalogram). Measurement and analysis of EEG evoked by particular stimulation is important for the design of brain wave pattern and interface of BCI. The purpose of this study is to develop a general-purpose system that measures subject's reaction time after audio-visual stimulation which can work together with any other biosignal measurement systems. The entire system is divided into four modules, which are stimulation signal generation, reaction time measurement, evoked potential measurement and synchronization. Stimulation signal generation module was implemented by means of Flash. Measurement of the reaction time (the period between the answer request and the subject reaction) was achieved by self-made microcontroller system. EEG measurement was performed using the ready-made hardware and software without any modification. Synchronization of all modules was achieved by, first, the black-and-white signals on the stimulation screen synchronized with the problem presentation and the answer request, second, the photodetectors sensing the signals. The proposed method offers easy design of purpose-specific system only by adding simple modules (reaction time measurement, synchronization) to the ready-made stimulation and EEG system, and therefore, it is expected to accelerate the researches requiring the measurement of evoked response and reaction time.

• Fire Science and Engineering
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• v.32 no.6
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• pp.34-39
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• 2018

In this paper, the architecture of a safe stove with an automatic fire suppression function using a sound wave fire extinguisher has been proposed and developed for the first time. A microcontroller connected to a fire sensor detects and suppresses a fire by driving a fire extinguisher. The sound wave fire extinguisher is composed of a speaker and collimator, and is driven by a driver module including an audio amplifier. The attenuation of the sound wave is reduced by preventing the sound diffusion with an enclosure surrounding a stove. The frequency of the sound wave is set to 50 Hz, and the sound pressure of 93 dBA is measured at the distance of 0.5 m. It takes maximum 8 and 15 seconds to suppress the flame from 7-cc and 14-cc flammable liquid, respectively, which corresponds to 24% and 42% of the natural extinguishing time. Since the proposed safe stove is non-toxic and leaves no residues over the conventional ones, it would combine with various home appliances to suppress early-stage fires and prevent fire expansion.