• 한국정보통신설비학회:학술대회논문집
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• 2004.08a
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• pp.226-229
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• 2004

본 논문은 초고주파 영역에서 개방 단말 동축선을 대신해서 복소 유전율을 측정할 수 있는 MEMS 프로브와 그 응용예로 MEMS 프로브 어레이를 제안한다. MEMS 프로브는 기존의 동축선 프로브와 달리 커넥터와의 연결이 간단하여 일회용으로 프로브를 사용할 수 있다는 점에서 의료용으로 사용할 수 있는 가능성이 있다. 샘플의 유전율 분포를 구하기 위해서 기존의 센서는 반복 접촉을 요구하고 이로 인한 번거로움과 측정 오차를 줄일 목적으로 MEMS 프로브 어레이를 개발 하였다. MEMS 프로브 어레이는 RF 스위치를 사용하여 다수의 측정 포인트를 한번의 센서 접촉으로 측정할 수 있는 새로운 개념의 프로브이다. 1GHz부터 40GHz까지의 광대역에서 0.9% 식염수의 유전율을 측정하여 MEMS 프로브의 성능을 검증하였다.

• Composites Research
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• v.22 no.3
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• pp.44-54
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• 2009

In this paper, we proposed a numerical model the complex permittivity for the E-glass fabric/epoxy composite laminate containing electrical conductive carbon black. The model is based on the percolation theory and for the composites over than the percolation threshold and in higher frequency band in that the AC conductivity is fully proportional to the frequency. The measurement for the complex permittivity wasperformed at the frequency band of 0.5 GHz $\sim$ 18.0 GHz using a vector network analyzer with a 7 mm coaxial air line. The proposed model is composed of the numerical equations of the scaling law used in percolation theory and constants obtained from experiments to quantify the model itself. The model describes the complex permittivity as the function of frequency and filler concentration. The model was verified by being compared with the measurements.

• Composites Research
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• v.18 no.3
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• pp.14-20
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• 2005

This paper presents a study on the permittivities of the carbon black/epoxy composite at microwave frequency. The measurements were performed at the frequency band of $1\;GHz\~18\;GHz$. The experimental data show that the complex permittivities of composites depend strongly on the natures and concentrations of the carbon black dispersion. The frequency characteristics of dielectric constants and ac conductivities of composites show the good conformity with descriptions of the percolation theory, satisfying the general scaling relation. The measuring frequency band is over the critical frequency, below that the ac conductivities of composites are constant to the frequency. The values of dielectric constants and ac conductivities have consistent relationships with the carbon black concentration. The A new scheme, that is a branch of Lichtenecker-Rother formula, is proposed to obtain a mixing law to describe the complex permittivities of the composites as function frequency and concentration of carbon black.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.63-63
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• 2012

편광분석법(ellipsometry)은 대상 물질의 유전율 함수의 실수부와 허수부를 Kramers-Kronig 관계식의 도움 없이 그 물질상수를 정확히 측정할 수 있는 매우 우수한 기술이다. 이 기술의 큰 장점 중 하나는 빛의 편광상태의 변화를 이용한 비파괴적인 방법으로써 실시간 측정이 가능하며, 박막의 두께측정의 오차범위는 0.1 nm 이하로써 매우 정확하다는 것이다. 본 연구자는 이러한 우수한 측정 기술인 편광분석법을 고진공의 분자살박막증착장치(MBE) 와 결합하여 AlSb, AlP의 유전율 함수를 측정하였다. Al 계열을 포함하는 반도체 화합물은 Al의 산소친화력이 강해 대기 중에서 순수한 유전율 함수를 얻기가 불가능하다. 하지만 본 연구실에서 초고진공 상태의 MBE 챔버에서 시료를 성장시키는 동시에 실시간으로 편광분석기를 이용하여 측정하였고, 지금까지 발표된 결과들 중 가장 순수한 상태의 AlSb 유전율 함수를 얻어낼 수 있었다. 또한 순수한 AlP의 유전함수를 측정할 수 있었고, 이는 편광분석기를 이용한 최초의 실험결과로써 이차미분을 이용한 전이점 분석결과 이론적인 전자밴드구조에서 E1, E1+${\Delta}1$, E2에 해당하는 밴드갭들을 확인할 수 있었다. 또한 표면의 원자배열 구조와 실시간으로 일어나는 그들의 역학적인 현상들에 관한 정보를 얻을 수 있는 surface photoabsorption (SPA)를 metalorganic chemical vapor deposition (MOCVD)에 장착하여 실시간 모니터링이 가능하도록 하였다. SPA를 이용하여 GaAs/AlGaAs 양자우물구조의 성장을 원자층 수준으로 실시간 모니터링을 할 수 있었다. 그리고 SPA를 이용하여 MOCVD 안에서 InP에 As가 흡착 및 탈착되는 현상을 분석하여, As의 흡착이 두 단계에 의해 이루어짐을 분석하였다. 그리고 편광분석법의 빠르고 정확한 측정 기술을 규칙적인 구조체에서 전자기파의 회절을 구할 수 있는 Rigorous Coupled-Wave Analysis (RCWA) 계산방법과 결합하여 나노구조의 기하학적인 모양을 정확하고 빠르게 구할 수 있었다. 본 연구를 위해 규칙적인 3차원 Si 구조체 제작하여 편광분석기로 측정하고 $SiO_2$와 표면 거칠기를 고려하여 RCWA로 분석한 결과, 규칙적인 Si 구조와 산화막 층까지 정확하게 분석할 수 있음을 확인하였다. 또한 규칙적인 나노구조분석 연구를 넘어 불규칙적인 나노구조에 대한 분석 가능성을 보이기 위해 InAs 양자점을 증착하여 분석하였고, 이를 통해 편광분석법과 RCWA를 이용하여 불규칙적인 나노구조의 모양과 크기, 분포의 분석이 가능함을 보였다.

• The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science
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• v.14 no.9
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• pp.955-960
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• 2003

In this paper, complex permittivities of reference liquids were measured by a sample holder of terminated slotted coaxial line with a movable probe at mobile communications frequencies. The validity of the liquid measurement system was checked by experimental tests with the reference liquids proposed in IEEE Std 1528-200X.

• Electrical & Electronic Materials
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• v.10 no.9
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• pp.960-967
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• 1997

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea TC
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• v.38 no.7
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• pp.22-27
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• 2001

In this paper, the complex permittivity of various dielectrics such as powder(sugar and flour) and solid(teflon and acrvl) are measured by using an open ended coaxial-line probe, which is self designed and manufactured, The probe is connected to a vector network analyzer(VNA) through a coaxial cable, The end of the cable is corrected by using an OSL(open, short, and load) calibration kit, The phase difference, which is produced by inserting the probe at the end of the line. is compensated by using the numerically calculated reflection coefficient of distilled water, The complex permittivity is reconstructed by inserting the measured reflection coefficient, which is produced at the interface between the probe and measuring material, into ,an virtual conical cable conversion model. Over a wide frequency range from 30 MHz to 3 GHz, the measured complex permittivitis of various powder and solid using the our method are compared with the results, which are measured by using an transmission-line method of the Korea Research Institute of Standards and Science(KRISS).

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2000.02a
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• pp.105-105
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• 2000

현재 급격히발전하는 이동통신기술로 미루어 보아 앞으로는 모든 정보통신이 무선통신으로 이루어질 것이다. 그런데 무선통신은 이동성과 대용량의 정보전송에 초점을 맞추어 발전하고 있다. 많은 정보량을 전달하기 위해서 현재 사용되는 주파수 대역보다 고주파의 전파가 사용되어야 한다. 또한 이동성을 향상시키기 위해서는 통신기기의 소형화를 이루어야 하고 그러기 위해서 궁극적으로 모든 소자를 하나의 칩(chip)으로 집적화하는 것이 필요하다. 따라서 벌크상태로 사용되고 있는 유전체 공진기를 소형화, 즉 박막화해야만 한다. 결국 유전체 박막의 마이크로파 대역에서의 유전특성을 연구하고 그 특성을 향상시켜야만 한다. 통신기기에서 사용되는 유전체 공진기는 소형화를 위해 높은 유전율과 낮은 유전손실(tan$\delta$), 즉 높은 품질계수 (Q)를 가져야 한다. 마이크로파 대역에서 사용되고 있는 유전체 중에서 TiO2는 벌크 상태의 rutile 상에서 100정도의 높은 유전율과, 4 GHz에서 10,000 정도의 높은 품질계수를 나타낸다고 보고되어 있다. 따라서 본 연궁서는 TiO2 박막의 마이크로파 유전특성을 연구하였고 anatase 박막의 유전특성도 측정하였다. TiO2 박막을 RF magnetron reactive sputtering 방법으로 Ar (15 sccm)과 O2 (1.5 sccm) 기체를 사용하여 상온에서 증착하였다. 4mTorr의 증착압력에서 안정한 rutile 박막을 얻었고, 15 mTorrdo서 준안정한 anatase 박막을 얻을 수 있었다. 그리고 그 중간의 압력에서 두 상이 혼합된 박막이 증착되었다. 위와 같은 방법으로 형성한 TiO2 박막의 마이크로파 유전특성을 측정하기 위해 마이크로스트립 링공진기 (microstrip ring resonator)를 제작하였다. 마이크로스트립 링 공진기는 링의 원주길이가 전자기파 파장길이의 정수배가 되면 공진이 일어나는 구조이다. Fused quartz를 기판으로 하여 증착압력을 변수로 하여 TiO2 박막을 증착하였다. 그리고 그 위에 은 (silver)을 사용하여 링 패턴을 형성하였다. 이와 같이 공진기를 제작하여 network analyzer (HP 8510C)로 마이크로파 대역에서의 공진특서을 측정하였다. 공진특성으로부터 전체 품질계수와 유효유전율, 그리고 TiO2 박막의 품질계수를 얻어내었다. 측정결과 rutile에서 anatase로 박막의 상이 변할수록 유전율은 감소하고 유전손실은 증가하는 결과를 나타내었다.

• Journal of the Korean Institute of Telematics and Electronics
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• v.27 no.11
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• pp.9-19
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• 1990

A theoretical analysis and measurement technique to determine the complex permittivity and permeability of cylindrical and ring type dielectric resonators is given. The resonant frequency, unloaded quality factor and physical dimensions of dielectric resonator placed between two parallel conducting plates are used to evaluate the complex permittivity and permeability. This process is repeated for other higher-order modes to expand the evaluation at higher resonant frequencies. The nature of each mode is identified by measuring the variations of field strength along the azimuthal and longitudinal direction. An error analysis taking into account various error sources reveals that $TE_{0np}$ or quasi-TE modes yield the least amount of measurement error, which is less than $0.5{\%}$for the real part, $4{\%}$for the imaginary part of complex permittivity.

• Composites Research
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• v.16 no.2
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• pp.48-53
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• 2003

This paper presents a study on the permittivities of the I-glass fabric/epoxy composite laminates containing carbon black dispersions at microwave frequency. Measurements were performed at the frequency band of 5 GHz∼18 GHz. The results showed that the complex permittivities of the composites depend strongly on the natures and concentrations of the carbon black dispersion. A new scheme is proposed to obtain a mixing law for the estimation of the complex permittivities of the composite laminates as a function of concentration of carbon black. Simultaneously, the complex permittivity of carbon black itself was also calculated by the scheme. The experimental values of the complex permittivities of the composites were compared to those calculated.