• Electrical & Electronic Materials
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• v.8 no.1
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• pp.102-113
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• 1995

일반적으로 단결정 실리콘은 거의 모든 전자소자의 재료로서 널리 사용되고 있으며 제조공정기술 또한 상당한 수준에 도달하고 있다. 최근에는 실리콘 자체의 우수한 압저항효과, 기계적 특성 그리고 반도체 제조공정을 이용한 미세가공기술인 마이크로머시닝을 이용하는 반도체 압력센서에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 기계식 압력센서에 비해서 전기적 변화를 이용하는 반도체 압력센서에서는 소형, 저가격, 고신뢰성, 고감도, 다기능, 고분해, 고성능 및 집적화 등의 우수한 특성을 지니고 있다. 본고에서는 이러한 특성을 가지는 반도체 압력센서중 특히, 압저항형과 용량형 압력센서의 구조와 원리, 그리고 연구.개발동향 및 향후 전망에 관해서 기술하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2003.07c
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• pp.1855-1857
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• 2003

부분방전시험은 고전압 고정자 권선의 절연상태를 검사, 평가 할 수 있는 중요한 수단이다. 전동기와 발전기에서 일어나는 절연 악화의 징후로써 부분방전이 발생되며, 이러한 부분방전 신호를 검출하기 위한 센서로 SSC(Stator Slot Couple)를 사용한다. 하지만 현재 사용되고 있는 대부분의 SSC의 경우 설계에 있어 특성 임피던스가 실제구조에서 정확히 고려되지 않는 경향이 있다. 실제로 고정자 슬롯에 부착된 마이크로스트립 센서의 특성 임피던스는 정확히 50옴으로 정합 되지 않으며 이것은 센서의 성능에 중요한 영향을 미치게 된다. 그러므로 본 논문에서는 부분방전 센서의 성능을 개선시키기 위해 결합 전송선로(Coupled transmission line)를 이용한 임피던스 정합회로를 제안하고자 한다. 제안된 센서의 성능을 입증하기 위하여 고정자 슬롯에 설치된 기존의 SSC와 임피던스 정합회로를 부착한 센서를 시뮬레이션 한 후 비교 분석하였다. 결과적으로 제안된 정합 회로는 광대역 임피던스 정합 특성을 가지며 임피던스 부정합 때문에 일어나는 기존 SSC의 성능 악화를 개선할 수 있었다.

• Proceedings of the Acoustical Society of Korea Conference
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• spring
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• pp.253-256
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• 2000

본 연구에서는 유한요소법(FEM)을 이용하여 압전 수중음향센서의 모델링 및 음향특성을 해석하였다. 압전 복합구조 수중음향센서의 해석에서 기본적인 압전-탄성 구조물과 유체-구조물의 연성해석을 위한 유한요소 정식화를 하였으며 무한영역의 음향유체를 처리하기 위하여 IWEE(Infinite Wave Envelop Element)를 도입하였다. Topilz형 수중음향센서를 수중 산란체로 볼 경우 입사파가 산란체의 표면을 가진할 때 산란체로부터 발생되는 산란파는 IWEE로 인하여 무한 유체영역에서의 산란파의 감소특성을 갖게되어 무한영역을 유한영역으로 나눈 인위적인 경계에서 반사가 일어나지 않게 되므로 산란파의 음압을 정확히 구할 수 있었다. 또한, 이러한 산란해석을 바탕으로 입사파에 대한 음향센서 내부의 전기적 응답특성인 RVS(Receiving Voltage Signal)를 구하였다. 이러한 일련의 연구 과정들은 소나(SONAR) 시스템을 정확히 해석하고 음향특성을 예측하는 데 큰 도움이 될 것이다.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2005.07a
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• pp.430-432
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• 2005

센서 네트워크를 구성하는 대부분의 센서 노드들은 제한된 용량의 배터리로부터 전력을 공급받는다. 그러한 센서 노드들의 수명은 장착된 배터리의 수명에 의해 결정되기 때문에 배터리의 수명을 최대화시키는 것이 센서 네트워크 응용 설계에서 중요한 고려 사항이 된다. 한편, 배터리는 전력 소모 패턴에 따라 전지가 제공할 수 있는 총 용량이 일정하지 않으며 방전이 진행됨에 따라서 비선형적인 특성을 보이기 때문에, 배터리의 수명은 연결된 로드의 특성에 따라서 항상 다르게 결정된다. 본 논문에서는 그러한 배터리의 방전 특성을 고려한 실시간 태스크 스케줄링 알고리즘을 제안한다. 실험을 통하여 얻은 결과는 제안된 배터리의 특성을 고려한 태스크 스케줄링 알고리즘이 그렇지 않은 태스크 스케줄링 알고리즘에 비해 배터리 수명을 향상시킴을 보인다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2003.04a
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• pp.92-95
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• 2003

초전형 센서의 특성 평가 방법에는 여러 가지 방법들이 존재하며, 이에 대한 표준화된 특성 평가방법의 개발이 필요로 한다. 측정 평가의 방법이나 조건 등에 따라서 평가 결과가 크게 변할 수 있는 사항들이며, 따라서 국내 뿐 아니라 대외적으로 다른 나라의 제품들과 신뢰성을 가지고 경쟁을 하기 위해서는 평가항목이나 평가방법의 표준화가 절실하게 요구된다. 초전형 적외선 센서를 평가하는 항목에는 기본적으로 입력에 대한 출력신호의 크기를 평가하는 감도(responsivity), 잡음과 관련되어 센서가 검출할 수 있는 최소의 신호를 나타내는 NEP(Noise Equivalent Power)와 이것을 센서의 감지 면적으로 정규화 시킨 검출능(detectivity), 응답 속도를 나타내는 시정수(time constant)가 있으며 이러한 항목들이 표준화의 대상이 된다. 본 실험에서는 기존의 상용화된 센서들을 가지고 초전형 적외선 센서의 특성을 측정 하였다. 특성을 측정할 때 다른 요인들 보다 노이즈로 인한 영향이 상당히 크므로 측정시 노이즈 발생 문제를 해결하는 방법으로 본 논문에서는 센서 측정에 사용되는 증폭 회로에서 노이즈를 해결하려고 하였다. 우리는 증폭 회로구성에서 노이즈를 제거하기 위해서 신호입력단과 전압 압력에 잡음제거 필터로 R, C를 사용하였다. 회로설계로 제작된 증폭회로와 측정 장치를 가지고 측정을 한 결과 센서의 감도는 $3.0mV_{p-p}$, 응답시간은 20ms정도의 값으로 가장 일반적인(typical) 값을 보인다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.447-447
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• 2012

최근 생물전자공학에서 의료 산업 환경 등 많은 분야에 응용 가능한 바이오센서의 연구가 활발해지고 있다. 그 중 의료 분야에서, 수소이온 ($H^+$)의 농도 감지는 인간의 질병을 예측하는데 중요한 지표가 되며 이러한 수소이온 ($H^+$) 농도의 변화를 실시간으로 감지하기 위해 반도체를 기반으로 한 다양한 pH 센서가 제안되었다. Ion sensitive field effect transistor (ISFET), electrolyte-insulator-semiconductor (EIS)는 대표적인 반도체 pH센서로, 작은 소자 크기, 견고한 구조, 빠른 응답속도와 CMOS 공정과의 호환성이 좋다는 장점이 있다. 특히, EIS는 제조공정이 간단하고 감지막의 감지 특성 평가가 용이하기 때문에 지속적으로 연구되고 있는 pH 센서이다. 센서의 감지 특성을 평가함에 있어 감지막의 감지감도와 안정성이 우수해야 하며 이를 위해 high-k 물질이 감지막으로 사용되고 있다. 추가적으로 high-k 물질은 기존의 $SiO_2$와 $Si_3N_4$를 대신하여 높은 유전상수로 인한 고성능, 고감도 센서제작을 가능케 한다. 본 연구에서는, high-k 물질인 $HfO_2$, $Ta_2O_5$, $ZrO_2$, $Al_2O_3$를 각각 $SiO_2$ 완충막에 적층한 이단 감지막을 제작하였고, 그 특성을 기존의 $SiO_2$, $Si_3N_4$ 감지막의 감지특성과 비교하였다. pH 감지 특성을 평가해 본 결과, 기존의 $SiO_2$, $Si_3N_4$ 감지막과 비교했을 때 high-k 물질의 감지막을 갖는 EIS pH 센서에서 감지감도와 안정성 모두 우수하게 나타났다. 특히, high-k 물질 중 $HfO_2$에서 감지감도가 다소 크게 평가되었으나, 화학적 용액에 대한 안정성은 떨어졌다. 반면에 $Al_2O_3$과 $Ta_2O_5$은 화학용액에 대한 안정성 측면에서 최적의 특성을 보임을 확인하였다. 결론적으로, high-k 물질에 대한 전반적인 평가를 통하여 높은 pH 감지감도뿐만 아니라 우수한 안정성의 EIS pH 센서를 제작 할 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.646-646
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• 2013

그래핀은 이차원의 탄소 원자들이 벌집구조를 이루는 탄소 원자 한 층의 물질이다. 우수한 기계적, 전기적, 광학적 특성으로 인해 투명전극, 가스 센서, 트랜지스터 등과 같이 다양한 응용이 가능하고 연구가 행해지고 있다. 최근 몇 년 동안, 그래핀의 우수한 특성을 이용해서 마이크로센서나 신축성 있는 전자소자를 위한 전도막과 같은 응용이 시도되고 있다. 본 연구에서는 화학기상증착법 (CVD)으로 합성한 그래핀을 이용해서 암모니아 가스 센서 소자를 제작, 센서 특성을 관찰하였다. 구리 기판을 이용하여 화학기상증착법으로 그래핀을 합성하였으며 진공로에서 수소(H2)와 메탄(CH4) 가스를 사용하였다. 그래핀 합성 온도, 가스 유량 등을 변화시키며 그래핀을 합성하고, 합성된 그래핀을 구리기판을 식각용액을 이용해 제거하는 방법으로 그래핀을 전사시키는 공정거쳐 Au/Ni 전극패턴 위에 전사시킴으로 가스 센서 소자를 제작하였다. 제작된 센서 소자를 이용해 상온에서 암모니아(NH3) 가스의 유량을 변화시키며 실험하였다. 암모니아 가스가 흐를 때 그래핀에 암모니아 분자가 흡착되어 그래핀의 전기저항을 증가시켜 이를 이용해서 암모니아 가스를 감지할 수 있었다. 본 연구에서 제작한 소자는 상온에서 암모니아 가스에 민감하게 반응했으며 이는 기존의 금속산화물을 이용한 암모니아 센서는 대부분 고온에서 작동하는 점과 비교 하였을 때 가스 센서 소자로써 큰 장점이라고 할 수 있다.

• Journal of IKEEE
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• v.20 no.3
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• pp.310-313
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• 2016

In this paper, we propose the tester apparatus for 48 channel GM Tube sensor. The proposed apparatus can test up to 48 channel GM tube simultaneously to detect the defect and analyze the sensor characteristic. 300-1000V variable high voltage generation circuit is utilized for the apparatus suitable for the sensor characteristic. Thus, the proposed system is useful for various GM Tube sensor characteristic analysis. Multiple sensor testing environment is established for the early detection of the defect and the analysis to reduce the costs for manufacturing and rework. Developed 48 channel GM Tube sensor test is evaluated with certified testing equipment and shows excellent performance with respect to the uncertainty of the sensor test results.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.33 no.3
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• pp.32-38
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• 2005

FBG sensors have been studied more actively than any other fiber optic sensor because of good multiplexing capabilities among many fiber optic sensors. The demodulation method of FBG sensors is based on the detection of wavelength shift of their sensor peaks and properties such as strain and temperature can be measured by detecting them. However, the signal stability of FBG sensors can be influenced by the strain gradient induced by structural geometry or cracks on the surface when FBG sensors are embedded into or attached on the structure. In this study, the signal characteristics of reflected spectra of FBG sensors under strain gradient were verified and the relations between the grating length of FBG sensors and the amount of strain gradient were investigated. From the experimental results, the recommended working range of FBG sensors under strain gradients was shown quantitatively with respect to grating lengths of them.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2013.05a
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• pp.18-20
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• 2013

센서 응용 프로그램을 테스트하는 보편화된 방법은 테스트 보드에 센서를 직접 연결시켜 테스팅 환경의 센서값으로만 응용프로그램을 테스팅 하는 것이다. 본 논문에서는 스마트 센서 응용 프로그램 테스트하기 위해 기존의 방법의 문제점을 소개하였다. 그리고, 문제점을 보완하기 위한 효율적인 테스팅 방법인 센서측정값 생성기를 제안하였다. 센서측정값 생성기는 센서선택, 센서특성화, 출력패턴정의, 통신방식이라는 4단계 과정으로 각 센서의 특성에 맞게 실제와 유사한 테스팅 환경을 제공하고 보다 효율적이고 신뢰성 높은 테스트 결과를 만들어 낼 수 있다.