• 제목/요약/키워드: 위상절연체

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위상절연체 소재 및 소자 기술 개발 동향 (Research Trend of Topological Insulator Materials and Devices)

  • 이우정;황태하;조대형;정용덕
    • 전자통신동향분석
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    • 제38권1호
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    • pp.17-25
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    • 2023
  • Topological insulators (TIs) emerge as one of the most fascinating and amazing material in physics and electronics. TIs intrinsically possess both gapless conducting surface and insulating internal properties, instead of being only one property such as conducting, semiconducting, and insulating. The conducting surface state of TIs is the consequence of band inversion induced by strong spin-orbit coupling. Combined with broken inversion symmetry, the surface electronic band structure consists of spin helical Dirac cone, which allows spin of carriers governed by the direction of its momentum, and prohibits backscattering of the carriers. It is called by topological surface states (TSS). In this paper, we investigated the TIs materials and their unique properties and denoted the fabrication method of TIs such as deposition and exfoliation techniques. Since it is hard to observe the TSS, we introduced several specialized analysis tools such as angle-resolved photoemission spectroscopy, spin-momentum locking, and weak antilocalization. Finally, we reviewed the various fields to utilize the unique properties of TIs and summarized research trends of their applications.

음향방출 계측법을 이용한 프랙탈 특성과 트리잉 파괴진단에 관한 연구 (A Study on the Diagnosis of Treeing Breakdown and Fractal Characteristics Using the Method of Acoustic Enission)

  • 김성홍;심종탁;김재환
    • 한국조명전기설비학회지:조명전기설비
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    • 제11권6호
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    • pp.50-56
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    • 1997
  • 전극들과 절연재료 사이의 결합과 고분자 절연체 내부에서 여러 가지 결함에 의한 부분 방전이 발생함으로 일어날 수 있는 절연 재료의 트리 열화를 파괴 예지할 목적으로 하였다. 부분 방전에 기인한 트리잉은 절연 재료의 파괴를 일으킬 수 있는 중요한 원인 가운데 하나다. 최근에는 절연 파괴 예지와 절연 재료의 열화 진단을 하는 방법이 중요하게 되었다. 연구 목적은 자동 계측 시스템을 사용하여 인가전압 11[kV], 인공적인 침상보이드(1.5[mm])을 지닌 고분자 절연체 내부에서 음향 방출시스템과 프랙탈 차원을 사용하여 트리 현상을 관찰하였다. 따라서 본 논문에는 최소자승법에 의한 회귀분석을 사용하여 위상각-음향방출 펄스크기-열화시간 양상과 위상각-음향방출 펄스수-열화시간과 프랙탈 차원의 관계를 통하여 파괴가 발생하기 전의 파괴 예지법으로 사용하였다.

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Si과 Ge 기판에의 Bi2Te3 박막 성장 특성 분석

  • 김승연;고창훈;이근섭
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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    • pp.233-233
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    • 2012
  • 위상절연체(Bi2Te3)와의 격자상수 불일치 비율이 서로 다른 Si (111)와 Ge (111) 기판을 선택하여 Bi3Te3 박막의 성장 조건을 찾고 이에 따른 특성 분석을 수행하였다. 시료 제작은 초고진공 분위기에서 MBE를 이용하였고, AFM, XRD와 XPS로 각각 구조적 변화, 결정 상태 및 화학적 상태를 분석하였다. 우선 Si 위에 형성된 Bi2Te3의 경우, 초기 박막이 형성된 후, 증착 시간이 증가함에 따라 섬(island)모양의 구조물들이 step edge 부분에 분포되는 모습을 AFM 이미지에서 확인하였다. 형성된 박막의 스텝 단차는 약 1 nm 또는 이 값의 정수 배였고, 이것은 Bi2Te3 unit cell의 quintuple layer (QL) 값과 일치하였다. 또한 측정된 XRD pattern으로 Bi2Te3가 hexagonal 구조의 c-축에 따라 결정성이 이루어졌음을 확인할 수 있었다. XPS 스펙트럼에서는 Bi 4f가 높은 에너지 방향으로 2.3 eV, Te 3d는 낮은 에너지 방향으로 약 0.7 eV 만큼 구속 에너지의 화학적 이동이 나타남을 알 수 있었다. 이러한 결과는 Si 위에 Bi2Te3 박막이 높은 결정성을 가지고 형성되었다는 것을 의미한다. 또한 Si (111) 기판보다 Bi2Te3 결정과 격자상수 불일치의 비율이 상대적으로 작은 Ge (111)을 기판으로 하여 Bi2Te3 박막을 성장시켜 두 표면에서의 박막 성장의 특성을 비교, 논의할 것이다.

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분포통계를 이용한 XLPE의 부분방전 패턴해석 (Analysis of The Partial Discharge Pattern in XLPE using Statistical Distribution)

  • 김탁용;홍진웅
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2006년도 영호남 합동 학술대회 및 춘계학술대회 논문집 센서 박막 기술교육
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    • pp.35-40
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    • 2006
  • 최근 전기에너지의 사용비율은 해가 거듭될수록 증가되고 있으며, 경량화 소형화로 인한 전력기기의 스트레스가 증가되었다. 또한 고압송전으로 인해 전기적 사고는 대형사고를 유발하므로 전력기기의 수명예측은 매우 중요한 과제이다. 이에 본 논문에서는 XLPE 절연체의 보이드 유무에 따른 부분방전 패턴을 K-means 분포통계함수를 이용하여 부분방전 패턴의 그룹화를 시도하였다. 또한 전하량과 방전빈도수의 분포를 비교하기 위해 위상-전하랑 및 위상-전하량-빈도수에 의한 그룹의 centroid 이동 변화에 대하여 조사하였다. 그 결과 보이드가 존재하는 경우 전하량의 높은 점에서 중심점을 형성하였고, 방전발생위상의 차이는 크지 않았다. 또한 위상-전하량의 클러스터보다 위상-전하량-빈도수의 클러스터에서 객체간 편차가 더 커짐을 발견하였다.

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식각된 VO2 박막을 이용한 밴드-전환형 테라헤르츠파 메타물질 (Band-switchable Terahertz Metamaterial Based on an Etched VO2 Thin Film)

  • 류한철
    • 한국광학회지
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    • 제31권1호
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    • pp.31-36
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    • 2020
  • 본 논문에서는 온도 변화에 따라 절연체-금속 상전이 특성을 보이는 이산화바나듐(VO2)를 식각한 도선과 금속 도선을 조합한 밴드-전환형 테라헤르츠 메타물질을 제시하였다. 갭을 가지는 금속 사각 구조 가운데 식각된 VO2 도선을 위치시킨 구조와 VO2 상전이 특성을 이용하여 제안된 메타물질의 가변성을 확보하였다. 설계한 VO2 기반 메타물질은 VO2의 절연체-금속 상전이 특성에 따라 공진 주파수가 1.4 THz에서 0.7 THz으로 전환되었다. 이때, 제안한 메타물질의 절대 투과율은 0.7 THz와 1.4 THz에서 각각 78.5%와 65.8%로 높은 변화율을 가지고, 전환이 가능한 두 공진 주파수 중간 대역에서 40%와 60% 사이의 안정적인 투과율을 보이면서 균일하게 90도의 높은 차등 위상 변위 특성을 보였다.

Bi2Te3 나노구조의 합성에서 그래핀 층의 효과

  • 박상준;남정태;이임복;배동재;김근수;김환욱
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.385.1-385.1
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    • 2014
  • $Bi_2Te_3$는 전기적, 열적 특성 등이 아주 흥미로운 소재로, 열전소자 응용 및 위상절연체(Topologycal insulator: TI)로써의 연구가 활발히 진행되고 있는 소재이다. 한편, 전기적, 광학적, 기계적, 열적 특성들이 매우 뛰어나 신소재로 각광받고 있는 그래핀은 나노소재의 합성 분야에서도 기판으로 활용되어, 최근에는 그래핀을 기판으로 한 고품질 나노소재의 합성에 관한 연구보고가 증가하고 있다. 이에, 본 연구에서는 그래핀을 $SiO_2$에 전사한 기판 및 $SiO_2$ 기판 위에 $Bi_2Te_3$ 나노 구조를 합성하고 다양한 분석을 하였다. 라만 스펙트럼 및 XRD를 통해 $Bi_2Te_3$ 임을 확인하였고, 비정질 $SiO_2$기판과 결정질 그래핀/$SiO_2$기판 그리고 구리호일과 그래핀/구리 호일 위에서 합성된 $Bi_2Te_3$ 나노구조를 SEM 및 TEM을 이용하여 비교 분석 하였다. 또한 기초적인 전기물성을 평가하였다.

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단로기 조작 시 변압기 단자에서 측정된 VFTO의 상승률 분석 (Analysis of Rate-of-rise of VFTO Measured in Transformer During the Operation of Disconnector)

  • 이지영;오윤식;서훈철;김철환
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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    • pp.45-46
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    • 2011
  • 단로기와 회로 차단기의 스위칭 동작에 의해 발생하는 Very Fast Transient Overvoltage(VFTO)는 변압기, 회로차단기 등 GIS 전력소자에 큰 충격을 주어 잠재적인 위험이 된다. VFTO는 전력기기 소자 및 절연체 손상의 주된 원인이므로 시스템을 설계할 때 반드시 VFTO 최대값을 고려해야 한다. 본 논문에서는 55kV Gas Insulated Substation(GIS)를 분포정수회로기반으로 모델링하여 다양한 투입위상각에 따른 VFTO 상승률을 모의하였다. 이때, EMTP-RV를 이용하여 변압기로 전파된 VFTO를 측정하여 그 경향을 분석하였다.

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