• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.291-291
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• 2011

플라즈마에 노출된 재료 표면의 온도 증가는 다음과 같은 요인에 의해서 결정된다. 이온의 충돌에 의한 역학적 에너지, 이온의 중성화, 라디칼의 안정화에 의한 에너지 방출(잠열, latent heat), 플라즈마에서 방출된 빛의 흡수. 이중 식각을 위한 기판 바이어스에 의해서 주로 결정되는 이온 충돌 에너지와 잠열의 방출이 300 mm wafer용 유도 결합 플라즈마 식각 장치에서 소스 전력과 바이어스 전력에 따라서 어떻게 변화하는지 전산 유체 역학 모사 프로그램인 CFD-ACE를 이용하여 상용 식각 장비인 AMAT사의 DPS II를 대상으로 온도 분포의 변화를 계산하였다. 실험 결과와 비교를 위하여 다섯 곳에(상, 하, 좌, 우, 중심) 열전대를 부착한 온도 측정 웨이퍼를 기판의 위치에 설치하고 여러 가지 실험 조건에 대해서 온도의 변화를 측정하였다. Ar 10 mTorr에서 2열 병렬 안테나의 전력을 300 W에서 시간에 따른 온도의 변화를 측정하였다. 이때 wafer의 평균 온도는 $28.9^{\circ}C$에서 $150^{\circ}C$까지 12분 내에 상승하였으며 최고 온도에 도달한 다음에는 거의 일정하게 유지 되었다. Si의 식각에서 온도의 영향을 가장 크게 받는 반응은 F 라디칼에 의한 Si의 직접 식각이며 Arrhenius 식의 형태로 표현하면 0.116*exp (-1250/T)의 형태로 된다. 문헌에 보고된 계수를 이용해서 $29^{\circ}C$의 식각 속도와 플라즈마에 의한 가열 최고 온도인 $150^{\circ}C$ 때의 값을 비교해보면 3.3배의 차이가 난다. 따라서 4%내의 식각 균일도를 목표로 하는 폴리 실리콘 게이트 식각 장비의 설계에서는 플라즈마에 의한 가열 불균일을 상쇄 할 수 있는 히터와 냉각 구조의 최적 설계가 필요하다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.24-24
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• 2010

Chalcopyrite $Cu(In,Ga)Se_2$ (CIGS) 화합물 반도체는 고효율 박막태양전지의 광 흡수층으로 사용되는 물질 중 가장 우수한 효율 (19.9%, NREL 2008)을 보유하고 있다. CIGS는 직접천이형 에너지밴드갭 (direct bandgap)을 가지고 있고, 광흡수계수가 $1{\times}10^5\;cm^{-1}$로서 반도체 중 서 가장 흡수율이 높은 재료에 속하여 두께 $1{\sim}2\;{\mu}m$의 박막으로도 고효율의 태양전지 제조가 가능하고, 또한 장기적으로 전기광학적 안정성이 매우 우수한 특성을 지니고 있다. 현재 고효율 CIGS 셀생성을 위해 널리 사용되고 있는 CIGS 흡수층 성장공정은 "co-evaporation(동시증발법)"과 2-step 공정이라 불리는 "sputter-selenization(스퍼터-셀렌화)" 방법이다. 동시증발법은 개별원소 Cu, In, Ga, Se 들을 고진공 분위기에서 고온 ($550{\sim}600^{\circ}C$)기판위에 증착하는 방법으로 소면적에서 가장 좋은 효율(~20%)을 보이는 공정이다. 하지만, 고온, 고진공 공정조건과 대면적 증착시 온도 및 조성 불균일 등의 문제점 등으로 상용화에 어려움이 있다. 스퍼터-셀렌화 공정은 1단계에서 스퍼터링 방식으로 CuGaIn 전구체를 증착하고, 2단계에서 고온($550{\sim}600^{\circ}C$)하에 $H_2Se$ 혹은 Se vapor와 반응시켜 CIGS를 생성한다. 일본의 Showa Shell와 Honda Soltec 등에 의해 이미 상업화 되었듯이, 저비용 대면적으로 상업화 가능성이 높은 공정으로 평가되고 있다. 하지만, 2단계에서 사용되는 $H_2Se$ 및 Se vapor의 유독성, 기상 Se과 금속전구체 간의 느린 셀렌화 반응속도, 셀렌화반응 후 생성된 CIGS 박막 두께방향으로의 Ga 불균일분포, 생성된 CIGS/Mo 계면 접착력 저하등의 문제점들이 해결되어야만 상업화에 성공할 수 있을 것이다. 본 Tutorial에서는 CIGS 물질의 열역학 상평형과 반응메카니즘에 대해 설명하고, 다양한 생성 공정들을 소개할 것이다.

• 한국의학물리학회:학술대회논문집
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• 한국의학물리학회 2003년도 제27회 추계학술대회
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• pp.52-52
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• 2003

악성종양을 치료하는 방법중 방사선과 온열요법은 가장 강력한 치료방법으로 연구되어왔으며 이를 병용함으로 서 상승효과를 얻을 수 있다. 인체조직에 41$^{\circ}C$ 이상의 열을 가하면 세포질의 단백질변성으로 세포에 손상을 주어 세포가 사멸하게 되며 세포의 생존율은 가열시간 즉 열량에 따라 지수적으로 감소한다. 온열은 세포주기중 방사선 저항성이 매우 큰 DNA 합성시기와 산도가 높을 때 감수성이 매우 크기 때문에 방사선과 병용요법은 상호 상승효과를 가져온다. 이와 같이 온열을 이용한 악성종양의 치료가능성은 생물학적 기초연구와 임상시험에서 경이적인 효과를 얻을 수 있었으나 아직 까지 가열방법과 온도분포측정이 큰 과제로 남아있으며 주위건강조직의 가열을 피하면서 인체 깊은 곳에 존재하는 종양에만 집중 가열하는 방법인 삽입형 온열치료방법에 대한 연구가 집중되었다. 한편 방사선 치료방법은 주위 건강조직의 피폭을 최소로 줄이고 종양에만 집중 조사가 요구되며 자궁암, 유방암, 뇌암등 부피가 작고 집중적 치료를 요하는 종양은 방사성동위원소를 이용한 근접 삽입치료 (Brachyradiotherapy)가 큰 효과를 나타내고 있다 방사선과 온열의 병행 치료를 위하여 방사선 삽입 치료에 사용한 선원 삽입관을 그대로 두고 삽입관 속에 방사성 동위원소 대신 온열 전극을 넣어 열을 가하는 방사선 온열 병용치료방법을 고안하였으며 방사선과 온열병용에 사용할 최적 삽입관의 제작과 이에 따른 온도분포의 측정과 최적삽입방법을 결정하였다. 방사선 삽입치료용 폴리에찌렌 삽입관의 외부에 금박을 입혀 라디오파 첨극을 삽입할 때 서로 연결되도록 고안 제작함으로서 방사선 삽입치료와 자입식 온열치료를 동시에 만족하게 수행할 수 있는 병용삽입관 (Flexible thermoradiotherapy probes)을 제작하였다. 전도율이 큰 금박부위가 직접 조직에 접촉됨으로 라디오파의 전달이 용이하며 금박의 길이를 2 cm 에서 5 cm 로 구분제작 함으로서 종양의 크기와 모양에 따라 선택할 수 있도록 하였다. 라디오파를 이용한 온열분포의 측정은 인체조직과 전기적 특성이 비슷한 물질인 한천 팬텀 제작하여 사용하였으며 온도분포 측정은 열전대와 서머그람으로 시행하였다. 생체조직 내에서의 온도분포와 온열효과를 관찰하기 위하여 직접 개의 뇌를 이용하여 시행하였으며 4 개의 전극을 이용하여 43$^{\circ}C$로 50분간 가열하고 일주일후 개를 회생시켜 개 뇌에 대한 조직학적 검사를 시행하였다. 한편 팬텀 표면에서 중앙부로 안테나 길이가 2 cm 인 4 개의 전극을 1 cm 간격으로 정사각형이 되도록 삽입하여 가열하였을 때 90% 등온곡선이 반경 1.25의 원형으로 균일하게 분포되었고 종단면상 삽입관의 길이에 따라 균일한 온도분포가 이루어졌다. 전극을 2 cm 간격으로 삽일 하였을 때 90% 등온곡선이 1.75 반경으로 거의 4 각형의 균일한 분포를 얻었으나 전극의 간격이 증가하면 전도율이 떨어져서 전극 중심부에 불균일한 온도분포를 형성하였다. 동물실험에서 정상 개의 뇌 실질에 자입하여 직접 정방형의 중심을 43$^{\circ}C$로 유지하며 50분간 온열 요법을 시행한 후 관찰한 조직병리학적 소견은 liquefactive necrosis, pyknosis of neuronal element 및 polymorphonuclear leukocytes들의 회백질에서 급성기에 관찰되었고 liquefactive necrosis 주위에 lipid-laden macrophage들이 관찰됨이 공통적인 특정이었으며 후기변화로 괴사조직 주위로 신경교세포의 증식이 관찰되었다.

• 공업화학
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• 제33권6호
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• pp.636-645
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• 2022

이 연구에서는 은행껍질기반 활성탄으로 음이온성 염료인 메틸오렌지(MO)의 흡착 특성을 조사하였다. 이를 위해 은행껍질과 대표적인 화학활성화제인 수산화칼륨(KOH)을 이용하여 서로 다른 기공 특성을 지닌 다공성 활성탄(GS-1, GS-2, GS-4)을 제조하였다. 제조한 활성탄의 구조적 특성값과 KOH 혼합비율과의 상관관계는 질소 흡/탈착등온선으로 조사하였다. 활성탄에 대한 MO 흡착 평형 실험은 서로 다른 pH (pH 3~11) 및 온도(298~318 K) 조건에서 실시하였으며 그 결과를 Langmuir, Freundlich, Sips 및 온도 의존 Sips식으로 살펴보았다. 그리고 Langmuir 무차원 분리계수값으로 제조한 활성탄의 MO 흡착처리공정의 타당성을 조사하였다. 흡착에너지분포함수(AED)로 비교 분석한 활성탄에 대한 MO의 불균일 흡착 특성은 온도와 활성탄의 구조적 특성과 밀접한 관련이 있었다. 서로 다른 온도에서 수행한 회분식 흡착 속도 실험 결과는 외부물질전달, 입자 내 확산 및 활성사이트의 흡착을 고려한 균일표면확산모델(HSDM)로 만족스럽게 설명할 수 있었다. 또한 표면확산계수값을 Arrhenius 플롯으로 나타내어 구한 활성화에너지와 흡착에너지분포 함수값과의 상관관계를 살펴보았다. 그리고 Biot 수를 이용하여 제조한 활성탄에 대한 MO의 흡착 공정 메커니즘을 평가하였다.

• 한국광학회:학술대회논문집
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• 한국광학회 2000년도 제11회 정기총회 및 00년 동계학술발표회 논문집
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• pp.314-315
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• 2000

레이저 매질은 흡수된 여기 파워에 의해 매질 내부에서 열이 발생하고, 매질 표면을 따라 냉각이 진행되어 매질 내부에서는 불균일한 온도분포가 발생하게 된다.$^{[1,2]}$ 레이저 매질의 굴절율은 온도에 따라 변하기 때문에 열복굴절과 열렌즈 현상이 일어나 레이저 출력의 손실 및 빔질의 저하를 초래하게 된다.$^{[1,3]}$ 선형 편광 광선을 이용하는 고체 레이저는 레이저 매질을 브루스터각으로 가공하거나 공진기 내부쉐 브루스터판을 삽입한다. 따라서, 선형 편광 광선은 열복굴절에 의한 위상 지연으로 타원 편광이 되고, 타원 편광 광선의 s-성분은 브루스터판에서 반사를 일으키게 되어 레이저 출력의 손실을 일으키게 되므로 레이저 공진기를 구성하는데 있어서 정량적인 열영향의 해석이 필요하다$^{[1,2,5]}$ 열영향에 의한 위상 지연은 방위각 방향과 반지름 방향으로 각각 $\Delta$ $n_{\Phi}$, $\Delta$ $n_{r}$ 만큼 생긴 굴절율의 차이로 발생하고 다음과 같이 표현할 수 있다.$^{[1]}$ (중략)이 표현할 수 있다.$^{[1]}$ (중략)

• 한국식품과학회지
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• 제47권1호
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• pp.63-69
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• 2015

전자레인지 가열조리용 편의식품류는 레토르트 처리되어 장기간 저장 안정성이 부여되는 장점이 있는 반면, 높은 가열 조건으로 인하여 식품의 품질 저하뿐 아니라 내용물의 흡착에 의한 포장재의 착색이나 오렌지필과 같은 물리적 변화가 발생되기도 한다. 일부 매운 소스 제품들의 전자레인지 가열 조리 시 특정 부위에서 심한 포장재의 열 변형 현상이 확인되었다. 열화상카메라와 광섬유온도계를 이용하여 전자레인지 가열 중 포장재 내부의 온도 분포 및 변화 패턴을 관찰한 결과 내용물의 충진 경계인 액위선과 양 모서리 sealing 부위의 온도가 가장 높이 상승하여 hot spot이 형성되는 것을 확인하였고, 이때 온도는 순간적으로 최대 $190^{\circ}C$까지 상승하였다. 반면 내용물의 중심부에서는 온도 상승이 매우 느리게 이루어져 cold spot이 생성되었으며, 700W에서 2분 조리 후 도달 온도는 약 $55^{\circ}C$였다. 특히, 전자레인지 가열 시 내용물의 균일한 가열패턴을 보여주는 hot spot과 cold spot 사이의 온도 상승률은 최대 7,000배까지 차이를 보였다. 따라서 전자레인지 조리 시 내용물의 불균일한 가열로 특정 부위에 열이 집중되는 hot spot의 생성이 포장재 열 변형의 주요 원인으로 판단되었다. 이러한 가열 불균일성은 포장된 내용물에 함유된 당, 염, 수분과 같은 성분들이 점도에 영향을 주는 것에 기인하는 것으로 추측된다. 이러한 점도 변화는 궁극적으로 내용물의 물리적 또는 이온적 특성의 변화를 야기하고, 결과적으로 전자파가 내용물 내부로 침투하는 깊이가 감소되고, 이에 따라 내용물의 유전 특성과 대류 현상에 영향을 주는 것으로 판단된다. 그러나 전자레인지 조리 시 포장재 열 변형 문제의 완전한 해결을 위해서는 향후 포장된 내용물의 세부 성분 별 유전 특성에 대한 보다 세밀한 분석이 필요하며, 아울러 hot spot의 원인이 되는 식품 성분들의 적절한 함량 조절과 함께 포장재, 포장 형태 및 가열 조건 등에 대한 보다 포괄적이고 안정적인 포장시스템 설계와 개발이 필요할 것으로 판단된다.

• 대한설비공학회:학술대회논문집
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• 대한설비공학회 2009년도 하계학술발표대회 논문집
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• pp.798-803
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• 2009

In this study, dimensionless correlations of frost properties (i.e. the thickness and surface temperature of frost) on heat exchanger fin with nonuniform temperature distribution are proposed from frosting experiments. We analyzed the local fin temperature distribution, frost thickness and frost surface temperature on a 2D fin; in the airflow direction and the direction perpendicular to airflow. As a result, the frost growth on the fin had a close relation with fin heat conduction. The dimensionless correlations for the average frost properties were expressed as a function of dimensionless temperature, humidity ratio, Reynolds number, and Fourier number. These correlations agreed well with experimental data with the error less than 14%.

• 한국자기학회지
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• 제9권2호
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• pp.91-97
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• 1999

막후 4~80$\mu\textrm{m}$의 YIG(Y3FeO12)막을 GGG(Gd3Ga5O12) 기판 상에 수 종류의 화학조성이 서로 다른 Melt를 사용하여 성장 온도를 변화시키며 LPE(Liquid Phase Epitaxy)법으로 에피탁시 성장시켰다. 제조한 막의 성장속도, 표면 형상, 화학 조성, 격자상수, 포화 자화, 자기공명특성을 조사했다. 기판과 막간의 격자상수의 mismatch Δa, 포화자화 그리고 자기공명흡수반치폭 ΔH는 과냉각온도 ΔT가 증가함에 따라 각각 증가, 감소 및 증가하는 경향을 보였다. 또한, R1값이 작은 Melt를 사용한 경우, 동일한 Δa가 증가하면 막후 방향으로의 응력 분포가 불균일해져 막 내부의 자장이 불균일해지기 때문으로 생각된다. 따라서, 마이크로파 손실이 작은 양질의 마이크로파 소자용 YIG막을 제조하기 위해서는 R1값이 크고 R3값이 작은 Melt를 사용하여 ΔT가 작은 영역에서 막을 성장시켜 ΔT가 작은 영역에서 막을 성장시켜 Δa를 작게 해야만 한다.

• 대한기계학회논문집
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• 제12권5호
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• pp.952-958
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• 1988

본 연구에서는 폭방향 불균일 냉각에 따른 열응력이 판변형 및 잔류응력의 주 요원인이라는 고려하에 냉각중에 압연판의 온도분포 및 열응력을 예측할 수 있는 수치 해석 모델을 구성하였다. 온도와 응력 계산에 상변태 현상을 고려하였으며, 판변형 은 압축성분 열응력에 의한 좌굴현상으로 고려하여 해석하였다.

• 전자공학회논문지CI
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• 제46권4호
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• pp.94-101
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• 2009

본 논문은 냉각형 적외선(infrared focal plane array; IRFPA) 영상시스템에서 하드웨어 뉴럴 네트워크를 이용한 실시간 고정패턴잡음 제어를 위해 고속 DSP & FPGA 기반의 H/W 설계 방법을 제안한다. 고정패턴잡음은 검출기의 불균일 보정처리후에도 관측영상의 온도분포 변화에 의해 발생한다. 이것은 열상 화질의 저하뿐만 아니라 다른 응용에도 문제되는 중요한 요소이다. 냉각형 적외선 영상시스템의 신호처리구조는 저온, 상온, 고온의 3개 테이블을 기준으로 이득(gain) 값과 편차(offset) 값을 연산한다. 제안된 방법은 3개 편차 테이블에서 각각 교차되는 영역을 세분화하여 가상의 테이블을 만들고, 입력 영상의 구분된 3개 영역에서 영상의 평균값으로 하드웨어 뉴럴 네트워크의 가중치 값을 조정하여 최적의 온도구간을 선정한다. 이와 같은 방법은 영상의 평균값으로부터 저온, 상온, 혹은 고온의 이득, 편차 테이블을 연산하고, 운용 중에 지속적으로 편차 보상을 적용하지 않아도 된다. 따라서 제안된 방법은 실시간 처리로 관측영상의 온도분포 변화에 의해 발생하는 고정패턴잡음을 제어하여 영상화질의 개선된 결과를 보였다.