• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제29권3호
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• pp.149-158
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• 2023

최신 기술이 적용된 HMD는 고해상도 디스플레이와 빠른 모션인식으로 멀미를 최소화하며 위치와 동작을 정확히 추적할 수 있다. 이는 가상의 삼차원 공간에 몰입할 수 있는 환경을 제공해 줄 수 있으며 이러한 특징을 활용하여 재난 시뮬레이터나 고위험 장비 학습 공간 등의 가상현실 콘텐츠가 발전하고 있다. 이러한 장점은 기초과학 교육 분야에서도 적용 가능하다. 특히 기존 2차원 자료로 설명되는 물리학의 전기장과 자기장의 개념을 삼차원 공간으로 확장하여 실시간으로 시각화한다면 학습 이해도 향상에 큰 도움이 될 수 있다. 본 논문에서는 삼차원 가상현실 기반의 실감형 물리 교육 환경 및 콘텐츠를 개발하고 개발된 학습 콘텐츠를 실제 학습 대상자에게 체험시켜 효과를 증명한다. 학습 대상자는 총 46명의 중학생과 대학생이며 가상현실 환경에서 삼차원으로 표현되는 전기장과 자기장을 실시간으로 경험하고 학습하였다. 설문 조사 결과 85% 이상의 긍정적인 반응을 얻을 수 있었으며 삼차원 가상공간 기반의 물리 학습이 효과적으로 적용될 수 있다는 긍정적인 결과를 얻었다.

• 정보처리학회논문지A
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• 제11A권4호
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• pp.297-302
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• 2004

정보화 사회에서는 전통적 교육환경이 웹기반의 자기주도적 학습시스템으로 변화 하고 있다. 웹기반 학습시스템은 인터넷을 사용하기 때문에, 학생들로 하여금 학습에 적극적이고 자발적으로 참여할 수 있는 기회를 제공하고, 학습진도를 스스로 제어하고 평가할 수 있는 장점이 있다. 본 논문에서는 자기 학습계획서를 학생 스스로가 만들고, 만들어진 학습계획서가 학습진도를 안내하고 평가하도록 하는 시스템을 연구하였다. 본 학습 시스템은 UML을 활용하여 객체지향적 개념으로 설계되었기 때문에 유지보수가 가능하고 클래스별로 재사용 될 수 있다.

• 세라미스트
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• 제2권4호
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• pp.35-46
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• 1999

GMR 재료의 응용은 매우 광범위하며 크게 세 분야로 대별할 수 있다. 첫째는 자기 재생 헤드로서 $10Gbit/in^2$ 이상의 고밀도 자기기록 기술에서는 필수 불가결한 재료이다. 둘째는 다양한 분야에 응용될 고감도 자기센서 분야이며, 셋째는 집접화된 자기저항메모리(MRAM) 분야이다. GMR 센서를 사용한 자기헤드는 이미 시판되고 있고 기존의 AMR 재료인 퍼멀로이에 비하여 3~20배 이상으로 신호준위가 크고 사용온도 범위에서 선형성 및 열적안정성도 우수한 것으로 보고되고 있다. MRAM의 경우에는 스핀밸브 GMR 및 TMR 소자를 사용한 연구가 한창 진행중이다. GMR 현상은 발견 된지 고작 10년 밖에 되지 않았으나 GMR 자기센서는 이미 상업적으로 개발되어 응용되고 있다. 이러한 실질적인 응용에 유리한 고지를 선점하고 있는 것은 이방성결합형 스핀밸브 다층박막 구조로서 그 내구성과 특성 향상을 위한 연구가 다양하게 시도되고 있다. GMR현상의 발견은 자성재료분야 연구 및 응용에 있어 새로운 전기를 마련하였으며 특히 자성과 이동현상이 연계된 분야로서 소위 "Magneto-electronics" 또는 "Spintronics" 라는 [51] 새로운 미래기술의 장이 열리고 있다. 현재의 반도체 중심의 "Microelectronics" 기술에서는 전자와 전자공공을 이용하는 기술이라면 "Magneto-electronics" 기술에서는 스핀${\uparrow}$ 및 스핀${\downarrow}$의 두 종류의 전자를 이용하게 된다. 자성체와 도체를 접목한 스핀 트랜지스터 또는 자성체와 반도체를 접목한 스핀-polarized FET(field effect transistor) 등의 새로운 개념의 magnetoelectronics 소자가 창출되고 있다. 따라서 자기이동 현상의 기초 연구, 재료 측면의 연구 및 헤드, MRAM, 센서 등의 응용기술연구가 국내에서 활발하게 이루어져 21세기 새로운 자성전자(magneto-electronics)소자 응용에 경쟁력을 키워야 할 것이다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제41권2호
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• pp.186-198
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• 2022

본 논문은 2022 교육과정 개정에 즈음하여 초등학교 과학 교육과정의 전자기 영역에서 다루어 온 내용에서 재고해야 할 문제들과 이에 대한 연구자들의 주장을 정리하여 교육과정 개선 방향에 대한 다양한 학문적 논의를 촉발하는 데 그 목적이 있다. 본 연구에서 논의된 내용을 요약하면 다음과 같다. 첫째 전자기 영역의 핵심개념은 힘의 매개체로서의 '전기장', '자기장'이라는 점에서 현재의 교육과정은 전자기 영역의 핵심개념을 담아내지 못하는 문제가 있다. 이를 해결하는 핵심개념 중심의 교육과정 구성을 위해 초등학교에서 역학과 전자기가 연계되는 것이 바람직하다. 둘째 전자기 이론에 기반한 공학기술의 발달 양상으로 본 연구에서 추출한 9가지 양상은 매우 다양한 교육적 맥락을 제공할 수 있다. 그렇지만, 현재의 교육과정은 이러한 다양한 맥락을 담아내지 못하고 있고, 전구를 활용한 전기회로라는 매우 제한된 내용에 초점을 맞추고 있다. 따라서 실생활의 기술과 연관된 다양한 맥락과 소재를 활용하도록 교육과정의 폭을 넓힐 필요가 있다. 현재보다 다양한 소재와 맥락을 활용함으로써, 개념학습뿐 아니라 STS 교육의 범위와 수준도 확장될 수 있다. 셋째, 전기회로 학습의 경우 전기회로와 전기장 개념의 연결의 어려움의 문제, 전기회로의 대표성 문제, 전기회로의 학습 난이도의 문제, 현상 중심의 전기회로 학습의 문제 등 여러 이슈를 고려해야 한다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제35권5호
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• pp.431-438
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• 2022

기능성 소재연구에서 in situ 분석 기법은 외부 자극 (전기장, 자기장, 빛, 등) 또는 주변 환경 (온도, 습도, 압력, 등)과 같이 주어진 자극에 의해 소재의 물리적 특성이 어떻게 활성화/진화되는지 분석하는데 있어서 매우 중요하다. 특히, 전기장 인가에 따른 in situ X-선 회절(XRD) 실험은 다양한 강유전체, 압전체, 전왜 재료의 외부 전기장 인가에 따른 전기-기계적 반응의 기본 원리를 이해하기 위해 광범위하게 활용되었다. 본 튜토리얼 논문에서는 일반 실험실 규모의 XRD 장비를 이용하여 전기장 인가에 따른 in situ XRD 분석의 기본 원리/핵심 개념을 간략하게 소개한다. In situ XRD 측정법은 외부 전기장을 인가하여 구동되는 다양한 전기-기계 재료의 구조적 변형을 체계적으로 식별/모니터링하는 데 매우 유용할 것으로 기대한다.

• 한국지구과학회지
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• 제33권2호
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• pp.170-182
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• 2012

본 연구의 목적은 행성운동 법칙에 관한 케플러의 귀추적 사고를 도입한 학습자료를 개발하고 이를 고등학교 수업에 적용하여 학생들의 귀추적 추론을 밝히고자 하는 것이다. 이를 위하여 태양의 자기장, 피겨 스케이터의 각운동량 보존, 케플러의 정다면체 이론을 포함한 제시문과 과제문항을 개발하였다. 본 연구의 대상은 과학고등학교 학생 79명과 일반계 고등학교 학생 83명이었고 과제문항에 대한 응답을 비교 분석하여 학생들의 추론 전략 유형과 특성을 논의하였다. 본 연구의 결과, 학생들은 태양의 자기장에 대한 케플러의 생각을 근거로 화성의 운동에 대하여 불완전 유비귀추, 유비귀추, 자료의 재구성 전략을 사용하여 추론하였다. 케플러 제2법칙에 대한 귀추적 추론에서는 불완전 유비귀추, 유비귀추, 모델 구성 및 조작 귀추 등이 나타났다. 이와 관련하여 피겨 스케이터 유비 자체가 학습자들에게 대안개념을 유발할 수 있으므로 실제 수업에서 좀 더 구체적인 설명이 요구됨을 알 수 있었다. 또한 케플러 제3법칙에 대해서는 특히 정다면체 개념과 기존의 알고 있는 지식을 통합하는 개념적 결합 전략을 사용하여 추론한 경우도 나타났다. 적절한 유비귀추를 보여준 과학고 학생의 비율이 일반고 학생보다 여러 과제에서 더 높게 나타난 반면 일반고 학생은 과학고 학생에 비하여 불완전 유비귀추를 더 많이 보여주었다. 본 연구는 케플러의 귀추적 사고를 모델링하여 가설을 형성하는 과정에서 발휘되는 귀추전략을 밝힘으로써 이와 관련한 수업에서 구체적인 방안을 찾는데 근거 자료가 될 것이다.

• 한국항공우주학회지
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• 제39권12호
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• pp.1133-1140
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• 2011

기존의 홀추력기 개념 설계는 비용이 많이 소요되며 과거의 데이터에 기반한 실험적 방법에 근거하고 있다. 본 연구에서는 이러한 홀추력기의 설계 과정을 향상시키기 위해 최근 제안된 수치적 방법에 근거하여 설계 목적에 적합한 설계 공간을 설정하고 이에 대한 설계 공간 탐색을 수행하였다. 설계 공간 탐색의 결과를 통해 기본적으로 주어진 설계 공간에 대한 성능 범위를 결정하였으며 성능간의 관계를 분석하였다. 세부적인 결과 분석을 통해 홀추력기의 주요한 설계 변수로는 양극에서의 질량유량과 방전전압임을 도출하였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.46-46
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• 2018

메모리 소자의 수요가 데스크톱 컴퓨터의 정체와 모바일 기기의 폭발적인 증가로 NAND flash 메모리의 고집적화로 이어져서 3차원 집적 기술의 고도화가 중요한 요소가 되고 있다. 1 mm 정도의 얇은 웨이퍼 상에 만들어지는 메모리 소자는 실제 두께는 몇 마이크로미터 되지 않는다. 수직방향으로 여러 장의 웨이퍼를 연결하면 폭 방향으로 이미 거의 한계에 도달해있는 크기 축소(shrinking) 기술에 의지 하지 않고서도 메모리 소자의 용량을 증대 시킬 수 있다. CPU, AP등의 논리 연산 소자의 경우에는 발열 문제로 3D stacking 기술의 구현이 쉽지 않지만 메모리 소자의 경우에는 저 전력화를 통해서 실용화가 시작되었다. 스마트폰, 휴대용 보조 저장 매체(USB memory, SSD)등에 수 십 GB의 용량이 보편적인 현재, FEOL, BEOL 기술을 모두 가지고 있는 국내의 반도체 소자 업체들은 자연스럽게 TSV 기술과 이에 필요한 장비의 개발에 관심을 가지게 되었다. 특히 이 중 TSV용 스퍼터링 장치는 transistor의 main contact 공정에 전 세계 시장의 90% 이상을 점유하고 있는 글로벌 업체의 경우에도 완전히 만족스러운 장비를 공급하지는 못하고 있는 상태여서 연구 개발의 적절한 시기이다. 기본 개념은 일반적인 마그네트론 스퍼터링이 중성 입자를 타겟 표면에서 발생시키는데 이를 다시 추가적인 전력 공급으로 전자 - 중성 충돌로 인한 이온화 과정을 추가하고 여기서 발생된 타겟 이온들을 웨이퍼의 표면에 최대한 수직 방향으로 입사시키려는 노력이 핵심이다. 본 발표에서는 고전력 이온화 스퍼터링 시스템의 자기장 해석, 냉각 효율 해석, 멀티 모듈 회전 자석 음극에 대한 동역학적 분석 결과를 발표한다. 그림1에는 이중 회전 모듈에 대한 다물체 동역학 해석을 Adams s/w package로 해석하기 위하여 작성한 모델이고 그림2는 180도 회전한 서브 모듈의 위상이 음극 냉각에 미치는 효과를 CFD-ACE+로 유동 해석한 결과를 나타내고 있다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.265-265
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• 2014

일반적으로 태양전지 및 반도체 공정에서 불순물 주입 과정인 도핑(Doping)공정은 크게 몇 가지 방법으로 구분해 볼 수 있다. 소성로(Furnace)를 이용하여 열을 통해 불순물을 웨이퍼 내부로 확산시키는 열확산 방법과 진공 챔버 내부에서 전자기장을 걸어 이온을 극도로 가속시켜 진행하는 이온 주입(Ion implantation)이나 이온 샤워(Ion shower)를 이용한 도핑 방법이 있다. 또한 최근 자외영역 파장의 레이저광을 조사하여 광화학 반응에 의해 도펀트 물질를 분해하는 동시에 조사 부분을 용해하여 불순물을 도포하는 기법인 레이져 도핑(Laser doping) 방법이 개발중이다. 그러나 레이져나 이온 도핑 공정기술은 고가의 복잡한 장비가 필요하여 매출 수익성 및 대량생산에 비효율적이며 이온 주입에 의한 박막의 손상을 치료하기 위한 후속 어닐링(Post-annealing) 과정이 요구되는 단점을 가지고 있고 열확산 도핑 방법은 정량적인 불순물 주입 제어가 어렵고 시간 대비 생산량의 한계가 있다. 반면 대기압 플라즈마로 도핑을 할 경우 기존에 진공개념을 벗어나 공정상에서 보다 저가의 생산을 가능케 할 뿐아니라 멀티 플라즈마 소스 개발로 이어진다면 시간적인 측면에서도 단연 단축시킬 수가 있어 보다 대량 생산 공정에 효과적이다. 따라서 본 연구에서는 새로운 도핑 방법인 대기압 플라즈마를 이용한 도핑 공정기술의 가능성을 제안하고자 도핑 공정 시 웨이퍼 내 전류 패스(Current path)에 대한 메카니즘을 연구하였다. 대기압 플라즈마 방전 시 전류가 웨이퍼 내부에 흐를 때 발생되는 열을 이용하여 도핑이 되는 형식이란 점을 가정하고 이 점에 대한 원리를 증명하고자 실험을 진행하였다. 실험 방식은 그라운드(Ground) 내 웨이퍼의 위치와 웨이퍼 내 방전 위치에 따라 적외선 화상(IR image: Infrared image) 화상을 서로 비교하였다. 적외선 화상은 실험 조건에 따라 화상 내 고온의 표식이 상이하게 변하는 경향성을 나타내었다. 이 고온의 표식이 전류 패스라는 점을 증명하고자 시뮬레이션을 통해 자기장의 전산모사를 한 결과 전류 패스의 수직 방향으로 자기장이 형성이 됨을 확인하였으며 이는 즉 웨이퍼 내부 전류 패스에 따라 도핑이 된다는 사실을 명백히 말해주는 것이며 전류 패스 제어의 가능성과 이에 따라 SE(Selective Emitter) 공정 분야 응용 가능성을 보여준다.

• 디지털콘텐츠학회 논문지
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• 제18권3호
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• pp.577-584
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• 2017

국내에는 물리적 소재 및 매체를 활용한 감성적 다변형 디스플레이 기술을 활용한 사례가 적고 아직 초기단계로 여러 연구자들이 참여하고 있으나 명확한 개념과 구조가 정립되어 있지 않고 있다. 최근 물리적 디스플레이의 세계적인 추세로는 감성적 플립 디스플레이를 활용한 새로운 디지털 사이니즈의 가능성으로 부각되고 있다. 본 연구에서는 물리적 플립 디스플레이(Flip-Display) 및 자기장 회전 모듈에 필요한 요소기술을 개발하여 심미적 임의형태 디스플레이의 통합 플랫폼을 개발하고 그 결과를 이용하여 2017년 아스타나 EXPO의 메인 주제전시물에 적용할 콘텐츠를 연구한다. 세부적으로 플립 디스플레이, 자기장 모듈 기술, 실시간 영상 연동기술, 고속 회전 모듈기술, 다변형 입체 프레임 기술 등 다양한 기술적 break-through를 통해 관련 분야를 국산화로 선도하는 기반을 마련할 수 있도록 한다.