• 한국진공학회지
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• 제20권2호
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• pp.155-163
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• 2011

탄소나노튜브(CNT)와 합성기판 사이의 전도성 향상을 목적으로, 현재 리튬이온이차전지 등의 분야에서 전극으로 이용되고 있는 구리 호일을 합성기판으로 하여, 그 위에 수직배향 CNT 성장의 합성 최적화를 도모하였다. 합성은 수평식 CVD 합성장비를 이용하였으며, 최적의 합성조건은 구리호일 위에 10 nm의 Al2O3 버퍼층과 1 nm 두께의 Fe 촉매층을 증착한 후, 아세틸렌 가스를 이용하여 $800^{\circ}C$에서 20분간 합성한 조건으로 설정하였다. CNT는 base-growth의 성장형태를 따랐고, Fe 1 nm 두께인 경우, $7.2{\pm}1.5nm$의 촉매나노입자가 형성되었으며, 이를 이용하여 $800^{\circ}C$에서 20분 성장결과, 직경 8.2 nm, 길이 $325{\mu}m$의 수직배향 CNT를 얻을 수 있었다. 합성시간이 길어져도 CNT의 결정성, 직경 및 겹(wall) 수에는 큰 변화가 없었다. 끝으로, 구리호일 위에 수직 성장시킨 CNT의 전계방출 특성을 측정한 결과, 실리콘 산화막 위에 성장시킨 CNT와 비교하여, 월등히 낮은 전계방출 문턱전압과 10배 정도 높은 전계향상계수를 보였다. 이는 CNT와 금속기판 사이의 계면에서 전기전도도가 향상된 결과에 기인하는 것으로 사료된다.

• 한국진공학회지
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• 제15권4호
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• pp.374-379
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• 2006

본 연구에서는 전계 방출소자로 사용하기 위한 탄소나노튜브의 합성 방법으로, pin to plate type의 대기압 플라즈마 소스를 사용한 AP-PECVD(Atmosphere pressure plasma enhanced chemical vapor deposition)를 이용하였으며, 이를 통하여 대기압에서 성장된 탄소나노튜브의 구조적 및 전기적 특성을 연구하였다. 유리 / 크롬 / 니켈을 기판으로 사용하여 $400{\sim}500^{\circ}C$ 변화 영역에서 탄소나노튜브를 성장시킨 결과 다중벽 탄소나노튜브가 얻어짐을 알 수 있었다. $500^{\circ}C$에서 성장시킨 탄소나노튜브의 경우 FT-Raman을 이용한 분석 결과 $I_D / I_G$ ratio 가 0.772 임을 관찰하였으며 TEM으로 분석결과, 내부의 그래파이트층은 15 - 20 층, 내부 직경은 10-15nm, 외부 직경은 30 - 40nm 이고, 각 층간의 간격은 0.3nm 임을 알 수 있었다. 또한 전계 방출 문턱전압은 $2.92V/{\mu}m$ 이고, FED 에서 요구되는 $1mA/cm^2$의 방출전류밀도는 $5.325V /{\mu}m$의 문턱전압 값을 가지는 것을 관찰하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제44권8호
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• pp.8-15
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• 2007

본 논문에서는 산화된 다공질 폴리실리콘을 이용하여 전계 방출 소자를 제작하여, 각각의 픽셀에 따른 전기적 특성과 형광체의 발광 특성을 조사하였다. 실제 대면적 디스플레이 소자에 적용하기 위해서 PM 방식을 이용해서 소자를 픽셀별로 동작하였고, 상부금속 전극의 어레이에 따른 두께와 폭의 공정조건을 확립하였다. 산화된 다공질 폴리실리콘의 미세 구조를 분석하고, 각각의 픽셀에 따른 전계방출 특성을 조사해 보았다. 상부금속 전극의 두께와 폭에 따른 전자방출 특성을 조사해 본 결과 Ti/pt(2nm/7nm)가 가장 적절한 두께라는 것을 확인 할 수 있었고, 2.5 mm 이상 폭에서 전자방출 효율이 증가하는 모습을 확인 할 수 있었다. 각 픽셀에 따른 소자의 전기적 특성은 픽셀마다 조금씩의 차이는 있지만 거의 동일한 누설 전류와 방출 전류가 나타남을 확인할 수 있었고, 동일한 크기의 효율도 관찰할 수 있었다. 누설 전류와 방출 전류는 시간이 증가함에 따라 감소하는 모습이 나타나긴 하였으나, 모든 픽셀이 거의 동일하게 감소하였다. 각각의 픽셀에 따른 휘도는 큰 차이가 없음을 확인할 수 있었고, 20 V에서 $700cd/m^2$ 이상의 높은 휘도를 나타내었으므로 실제 디스플레이 소자로도 응용이 가능할 것이다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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• pp.1584-1585
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• 2011

분자의 전리(ionization)작용과 이온의 해리(dissociation)작용에 의한 유전체 내 방전해석을 위해서 전자, 양이온, 음이온의 생성과 소멸, 전자부착, 재결합 과정을 포함한 전하연속방정식, 전계에 의한 푸아송 방정식, 유전체 온도에 관한 열확산 방정식을 결합하여 해석하였다. 전계 방출 조건과 열전자 방출 조건이 경계조건으로 부여되었고 에너지 최소화 정류조건을 따르는 유한요소법(finite element method)을 이용하여 해석하였다. 비교적 작은 값을 가지는 확산성을 무시하고 대류성에 역점을 두어 발생하는 수치적 불안정은 인공확산항(artificial diffusion technique)을 도입하여 안정화하였다. 본 논문에서는 IEC standard 60897의 표준규격에 따른 2차원 축대칭 침-구 전극에 적용하여 제안된 다중물리해석기법의 타당성을 입증하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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• pp.1521-1522
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• 2011

뇌임펄스에 의한 절연유체 내 절연파괴 현상은 스트리머 채널에서의 유체유동과 기체유동이 동시에 발생한다. 스트리머 개시와 동시에 발생하는 기포들은 절연파괴에 직접적인 영향을 미치며 이를 모의해석하기위해서 2상유동이 고려되어야한다. 2상유동이 고려된 뇌임펄스 응답 유한요소해석은 전계에 의한 푸아송 방정식과 전자, 양이온, 음이온에 대한 전하연속방정식으로 구성되며 전계 방출과 열전자 방출효과를 경계조건으로 부여하였다. 기체 전리현상은 타운젠트 이론을 도입하였으며, 유체 전리현상은 제너 이온화 모델을 도입하여 수학적 모델링을 통한 2상유동으로 결합하였다. IEC standard #60897의 표준규격에 따라 침-구형 전극을 설계하였고 2차원 축대칭 간략화모델에 적용하여 실험적 결과와 비교분석함으로써 신뢰할 수 있는 수치해석기법이 제시되었다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2008년도 하계학술대회 논문집
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• pp.363-365
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• 2008

탄소나노튜브를 이용한 이미터 전계방출 면광원용 안정기를 제안한다. 안정기는 고전압 직류전압 부분과 양극의 펄스를 생성하는 부분으로 구성되어 있다. 탄소나노튜브를 이용한 전계방출 램프는 3가지의 전극 (애노드, 게이트, 캐소드)으로 구성되어 있는데, 애노드와 게이트 사이에는 고전압 직류가 공급되고 게이트와 캐소드 사이에는 양극의 펄스가 공급된다. 램프 및 안정기를 보호하기 위하여 과전류, 과전압, 과온도에 대한 보호 기능을 추가하였고, 실험을 통하여 제안된 방식이 탄소나노튜브 램프 구동을 위한 적합함을 검증하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.424-424
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• 2013

Ce3+, Sm3+, Eu3+, Tb3+ 등 희토류를 도핑한 여러 종류의 형광체는 백색 LED (white light-emitting diode), 전계방출표시소자(field emission display), 플라즈마디스플레이패널(plasma display panel), 약물 운송(drug delivery) 등 다양한 분야에서 응용되고 있다. 최근에는 졸-겔 방법(sol-gel method)을 이용하여Y2SiO5, Y3-XGdxAl5O12, SrAl2O4 등 여러 종류의 호스트 물질을 합성하여 형광체의 특성을 분석하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 졸-겔 방법은 비교적 낮은 온도에서 간단한 공정으로 좋은 균질성과 높은 생산성을 갖도록 형광체를 제작할 수 있는 장점을 가지고 있다. 이에 본 연구에서는 졸-겔 방법을 이용하여 BaGd2TiO13구조를 제작하였고, 이러한 구조적, 광학적 특성을 분석하기 위하여 열분석기(thermal analyzer), 전계방출형주사전자현미경(field emission scanning electron microscopy), 투과전자현미경(field emission transmission electron microscopy)을 이용하였다. 이러한 졸-겔 방법을 이용하여 제작한 BaGd2TiO13 구조의 형광체 적용 연구를 통한 디스플레이 및 백색 LED 응용에 유용할 것으로 기대된다.

• 한국공작기계학회논문집
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• 제16권6호
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• pp.163-167
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• 2007

A field emission electron gun including 3 electrodes including one cathode and two anodes is very important for high resolution electron microscope. To have functions to control the initially-emitted electron beam, two anodes act as an electrostatic lens according to equipotential lines by adjusting the spot size, intensity, and working distance. To verify the action of the electron beam by the electrostatic lens by changing several parameters such as electrode shape, displacement and applied voltage to the electrodes, the two lenses were design and simulated and then their performances were analyzed with angular beam intensity(distribution), electrical optic axis variation and their stability.

• 대한기계학회논문집A
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• 제30권12호
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• pp.1557-1563
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• 2006

A scanning electron microscope (SEM) is well known as a measurement and analysis equipment in nano technology, being widely used as a crucial one in measuring objects or analyzing chemical components. It is equipped with an electron optical system that consists of an electron beam source, electromagnetic lenses, and a detector. The present work concerns numerical analysis for the electron optical system so as to facilitate design of each component. Through the numerical analysis, we investigate trajectories of electron beams emitted from a nano-scale field emission tip, and compare the result with that of experimental observations. Effects of various components such as electromagnetic lenses and an aperture are also discussed.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2005년도 추계학술대회 논문집 전기기기 및 에너지변환시스템부문
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• pp.166-168
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• 2005

본 논문에서는 고효율 고휘도의 신광원을 개발함에 있어, 전계방출(Field Emission) 원리를 이용하여, 이미터로서의 성능이 입증된 CNT(Carbon Nanotube, 탄소나노튜브)를 이용한 평판 형태의 신개념 램프에 대한 펄스전원장치에 대한 연구를 하였다. 특히, Triode형 CNT 램프 구동을 위해서는 캐소드(cathode)와 게이트(gate) 사이에서 양방향(Bi-polar) 저전압 펄스가 필요하고 애노드(anode)에 직류 고전압이 필요하여 이를 위한 저전압 펄스 및 직류 고전압 전원장치에 대한 개발을 연구하였다.