• Title/Summary/Keyword: 전기신호측정

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Precise Detection of Buried Underground Utilities by Non-destructive Electromagnetic Survey (비파괴 전자탐사에 의한 지하 매설물의 정밀탐지)

  • Shon, Ho-Woong;Lee, Seung-Hee;Lee, Kang-Won
    • Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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    • v.22 no.3
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    • pp.275-283
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    • 2002
  • To detect the position and depth of buried underground utilities, method of Ground Penetrating Radar(GPR) survey is the most commonly used. However, the skin-depth of GPR is very shallow, and in the places where subsurface materials are not homogeneous and are compose of clays and/or salts and gravels, GPR method has limitations in application and interpretation. The aim of this study is to overcome these limitations of GPR survey. For this purpose the site where the GPR survey is unsuccessful to detect the underground big pipes is selected, and soil tests were conducted to confirm the reason why GPR method was not applicable. Non-destructive high-frequency electromagnetic (HFEM) survey was newly developed and was applied in the study area to prove the effectiveness of this new technique. The frequency ranges $2kHz{\sim}4MHz$ and the skin depth is about 30m. The HFEM measures the electric field and magnetic field perpendicular to each other to get the impedance from which vertical electric resistivity distribution at the measured point can be deduced. By adopting the capacitive coupled electrodes, it can make the measuring time shorter, and can be applied to the places covered by asphalt an and/or concrete. In addition to the above mentioned advantages, noise due to high-voltage power line is much reduced by stacking the signals. As a result, the HFEM was successful in detecting the buried underground objects. Therefore this method is a promising new technique that can be applied in the lots of fields, such as geotechnical and archaeological surveys.

Characteristics of ITO with surface treatment by N2, O2, Ar Plasma and UV (질소, 산소, 아르곤 플라즈마와 자외선에 의하여 표면 처리한 ITO의 특성)

  • Bae, Gyeong-Tae;Jeong, Seon-Yeong;Gang, Seong-Ho;Kim, Hyeon-Gi;Kim, Byeong-Jin;Ju, Seong-Hu
    • Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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    • 2018.06a
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    • pp.90-90
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    • 2018
  • 디스플레이는 다수의 가로 전극과 세로 전극으로 구성되고, 전극에 신호를 주어 동작하도록 하는 원리이다. 이 디스플레이에는 전기가 통하고 투명한 전극이 필수적으로 사용되고 있고, 대표적인 투명 전극으로 ITO (Indium Tin Oxide)가 있다. ITO 박막은 $In_2O_3$에 Sn을 첨가하여 $Sn^{4+}$ 이온이 $In^{3+}$ 이온을 치환하고 이 과정에서 잉여 전자가 전기전도에 기여하는 구조이다. ITO 박막은 표면 처리 방법에 따라 표면 상태가 크게 변화한다. 플라즈마를 이용한 표면 처리는 환경오염이 적으며 강도, 탄성률 등과 같은 재료의 기계적 특성을 변화시키지 않으면서 표면 특성만을 변화시킬 수 있는 방법으로 알려져 있다[1]. UV (Ultraviolet)를 조사한 표면처리는 ITO 표면의 탄소를 제거하고, 표면 쌍극자를 형성하며, 표면의 조성을 변화시킬 수 있으며, 페르미 에너지 준위를 이동시킬 수 있어 ITO의 일함수를 증가시킬 수 있다[2]. ITO에 대한 다양한 연구가 수행되었음에도 불구하고 보다 다양한 관점에서의 연구가 지속될 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 다양한 조건으로 표면 처리한 ITO 표면의 일함수, 면저항, 표면 형상, 평탄도, 접촉각 등에 대해 알아보고자 한다. 세정한 ITO, 세정 후 UV 처리한 ITO (UV 처리 시간 2분, 4분 6분, 8분), 세정 후 $N_2$, $O_2$, Ar의 공정 가스를 사용하여 Plasma 처리한 ITO로 표면 처리 조건을 변화하였다. 표면 처리한 ITO의 특성은 Kelvin Probe를 이용한 일함수, 물방울 형상의 각도를 측정한 접촉각, AFM (Atomic Force Microscope)을 이용한 평탄도, 가시광선 (380~780 nm) 파장에 대한 투과도와 면저항을 측정하였다. 접촉각은 세정한 ITO의 경우 $45.5^{\circ}$에서 세정 후 UV를 조사한 ITO의 경우 UV 8분 조사 시 $27.86^{\circ}$로 감소하였고, $N_2$, $O_2$, Ar 가스를 사용하여 Plasma 처리한 ITO는 모두 $10^{\circ}$ 미만을 나타내었다. 플라즈마 처리에 의하여 접촉각이 현저하게 개선되었다. ITO의 면저항은 표면 처리 조건에 따라 $9.620{\sim}9.903{\Omega}/{\square}$로 그 차이가 매우 적어 표면처리에 의하여 면저항의 변화는 없는 것으로 판단된다. 가시광선 영역에서의 투과도는 공정 조건에 따라 87.59 ~ 89.39%로 그 차이가 적어 표면처리에 의한 변화를 나타내지는 않은 것으로 판단된다. 표면 처리 조건에 따른 평탄도 $R_{rms}$는 세정한 ITO의 경우 4.501 nm로부터 UV 2, 4, 6, 8분 처리한 경우 2.797, 2.659, 2.538, 2.584 nm로 평탄도가 개선되었다. $N_2$, $O_2$, Ar 가스를 사용하여 플라즈마 처리한 ITO의 경우 평탄도 $R_{rms}$는 2.49, 4.715, 4.176 nm로 사용한 가스의 종류에 따라 다른 경향을 나타내었다. 표면 처리 조건에 따른 평탄도 Ra는 세정한 ITO의 경우 3.521 nm로부터 UV 2, 4, 6, 8분 처리한 경우 1.858, 1.967, 1.896, 1.942 nm를, $N_2$, $O_2$, Ar 가스를 사용하여 플라즈마 처리한 ITO의 경우는 1.744, 3.206, 3.251 nm로 평탄도 $R_{rms}$와 유사한 경향을 나타내었다.

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Integrated Photonic Microwave Bandpass Filter Incorporating a Polymer Microring Resonator (폴리머 마이크로링 공진기를 이용한 광학적 마이크로웨이브 대역통과 필터)

  • Chin, Won-Jun;Kim, Do-Hwan;Song, Ju-Han;Lee, Sang-Shin
    • Korean Journal of Optics and Photonics
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    • v.16 no.5
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    • pp.469-475
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    • 2005
  • An integrated photonic microwave bandpass filter has been proposed and demonstrated incorporating a coherently coupled microring resonator in low-loss polymers. The proposed device may feature compact site, simple structure, tuning via the thermooptic and electrooptic effect, and flexible integration with other electrical and optical devices. The resonator was designed to have an extremely small bandwidth so that it could be used to selectively pass the optical signal carrying the microwave signal to attain efficient bandpass filtering. We made and tested two resonators with a single ring and double rings, and performed a theoretical fitting of their measured transfer curves to predict the performance of the microwave filters based on them precisely. It was found that as the number of the rings used for the resonator increases, the bandwidth gets smaller, the rolloff sharper, and the band rejection higher. Finally our filter exhibited the center frequency of 10GHz, the 3-dB bandwidth of 1.0GHz, the corresponding quality (Q) factor of 10, and the rejection outside of the passband of more than 25dB.

Fabrication of Radar Absorbing Shells Made of Hybrid Composites and Evaluation of Radar Cross Section (하이브리드 복합재를 이용한 레이더 흡수 쉘의 제작 및 레이더 단면적 평가)

  • Jung, Woo-Kyun;Ahn, Sung-Hoon;Ahn, Bierng-Chearl;Park, Seoung-Bae;Won, Myung-Shik
    • Composites Research
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    • v.19 no.1
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    • pp.29-35
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    • 2006
  • The avoidance of enemy's radar detection is very important issue in the modem electronic weapon system. Researchers have studied to minimize reflected signals of radar. In this research, two types of radar absorbing structure (RAS), 'C'-type shell and 'U'-type shell, were fabricated using fiber-reinforced composite materials and their radar cross section (RCS) were evaluated. The absorption layer was composed of glass fiber reinforced epoxy and nano size carbon-black, and the reflection layer was fabricated with carbon fiber reinforced epoxy. During their manufacturing process, undesired thermal deformation (so called spring-back) was observed. In order to reduce spring-back, the bending angle of mold was controlled by a series of experiments. The spring-back of parts fabricated by using compensated mold was predicted by finite element analysis (ANSYS). The RCS of RAS shells were measured by compact range and predicted by physical optics method. The measured RCS data was well matched with the predicted data.

The Impact of Cognitive Load Factors and Arousal Levels of Galvanic Skin Response on Task Performance in Computer Based Learning (컴퓨터 기반 학습에서 인지부하 요인과 GSR의 각성수준이 과제수행에 미치는 영향)

  • Ryu, Jee-Heon
    • Science of Emotion and Sensibility
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    • v.12 no.3
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    • pp.279-288
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    • 2009
  • The purpose of this study was to verify the impact of cognitive factors and GSR on the task performance. For this study 64 students participated. Multiple regression and repeated measures were applied to analyze the data. The result for the survey indicated that previous knowledge, physical efforts, and task difficulty had significant impacts on task performance. Particularly, task difficulty has a negative impact. This can be interpreted as someone who has high prior knowledge inputs higher physical efforts with low task difficulty perception will show high performance. On the other hand, the low arousal level of GSR in the evaluation stage is a prediction variable of task performance. This result shows that high prior knowledge and low arousal level of GSR produces high performance. However, the analysis of difference in GSR between learning and evaluation stages does not show significant difference. It suggests that physiological measure such as GSR is reliable index of cognitive load; however, it partially represents cognitive load. Other crucial factors should be added for comprehensive measures.

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Nondestructive Interfacial Evaluation and fiber fracture Source Location of Single-Fiber/Epoxy Composite using Micromechanical Technique and Acoustic Emission (음향방출과 미세역학적시험법을 이용한 단일섬유강화 에폭시 복합재료의 비파지적 섬유파단 위치표정 및 계면물성 평가)

  • Park, Joung-Man;Kong, Jin-Woo;Kim, Dae-Sik;Yoon, Dong-Jin
    • Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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    • v.23 no.5
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    • pp.418-428
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    • 2003
  • Fiber fracture is one of the dominant failure phenomena affecting the total mechanical Performance of the composites. Fiber fracture locations were measured through the conventional optical microscope and the nondestructive acoustic emission (AE) technique and then were compared together as a function of the epoxy matrix modulus and the fiber surface treatment by the electrodeposition method (ED). Interfacial shear strength (IFSS) was measured using tensile fragmentation test in combination of AE method. ED treatment of the fiber surface enlarged the number of fiber fracture locations in comparison to the untreated case. The number of fiber fracture events measured by the AE method was less than optically obtained one. However, fiber fracture locations determined by AE detection corresponded with those by optical observation with small errors. The source location of fiber breaks by AE analysis could be a nondestructive, valuable method to measure interfacial shear strength (IFSS) of matrix in non-, semi- and/or transparent polymer composites.

정전구동 방식의 연동형 마이크로펌프의 제작

  • Hong, Pyo-Hwan;Jeong, Dong-Geon;Gong, Dae-Yeong;Pyo, Dae-Seung;Lee, Jong-Hyeon;Lee, Dong-In;Jo, Chan-Seop;Kim, Bong-Hwan
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2013.02a
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    • pp.448-448
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    • 2013
  • 최근 생물학적 분석 기구에서 시료를 처리, 분리, 검출, 샘플링 또는 분석하기 위해 사용되는 마이크로펌프(Micropump)에 대한 관심이 높아지고 있다. 또한 전자소자의 성능과 신뢰성의 증진을 위한 전자소자의 열 문제를 해결하기 위해 냉각장치로 마이크로 펌프가 적용되기도 한다. 그 외에도 마이크로펌프는 다양한 분야에 응용이 가능하다. 마이크로펌프는 작동 방식에 따라 압전형, 공압형, 열공압형, 연동형 등의 여러 종류로 분류되고 있다. 그중에서도 최근에는 연동형 마이크로 펌프의 개발이 각광받고 있다. 기존의 연동형 펌프들은 다중 챔버를 가지고 있으며, 각각의 챔버 내에서 Dead volume이 많이 발생할 뿐만 아니라 이상적인 연동운동과는 차이가 많이 나는 문제점을 가지고 있다. 또한 압전방식과 열공압방식은 느린 응답성으로 인해 효율적인 유체 이동이 어렵다. 본 논문에서는 이상적인 연동운동을 구현하기 위하여 기존의 연동형 펌프의 단점을 보완하고, 하나의 챔버에 다중전극 구조를 가지는 정전기력방식의 연동형 펌프를 개발하였다. 정전기력방식으로 펌프를 구동함으로써, 저전력으로 펌프구동이 가능하며, 하나의 챔버에 다중전극을 설치함으로써 이상적인 연동운동을 재현하였다. 그리고 Dead volume을 최소화 하였다. 또한, 빠른 반응속도로 인해 효율적인 유체 이동을 실현시킬 수 있었다. 본 연구에서 제안된 마이크로 펌프의 구성은 크게 챔버, 박막, Inlet/outlet hole으로 구성되었다. 챔버는 Si-wafer에 wet etching 공정으로 제작 하였고 그 위에 알루미늄 박막을 200 nm 증착시켰다. 챔버는 가로 32 mm, 세로 5 mm, 깊이는 $15{\mu}m$, 부피는 $200{\mu}l$으로 제작되었다. 박막은 폴리이미드(polyimide)를 사용하여 $3{\mu}m$의 두께로 제작 되었으며, 폴리이미드 박막 사이에는 200 nm 두께의 4개의 알루미늄 박막 전극을 삽입시켰다. 삽입된 4개의 전극에 개별적인 전기신호를 보냄으로써 연동운동이 가능하다. Inlet/outlet hole은 직경 2 mm의 크기로 제작되었으며, 튜브를 연결하여 유체가 흐를 수 있는 체널을 형성하였다. 제작된 마이크로 펌프의 구동전압은 115 V이며, 인가되는 주파수를 1 Hz~100 KHz까지 변화시켜 유량을 측정하였다. 작동 유체는 공기이며, 유량측정은 튜브 내에 물방울을 삽입하여 시간에 따른 이동거리를 관측하였다. 측정결과 2.2 KHz에서 2.4 mm/min의 가장 높은 유량을 확인할 수 있었다. 본 연구를 통해 제안된 연동형 마이크로펌프는 이상적인 연동운동이 가능함으로써 기존의 연동형 방식의 문제점을 보완하였으며, 생명과학, 의학, 화학 등의 분야에서 적용이 가능하리라 기대된다.

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The efficiency Analysis of study using brainwave measurement device (Biopac 뇌파측정 장치를 이용한 학습의 효율성 분석)

  • An, Young-Jun;Lee, Chung-Heon;Park, Mun-Kyu;Ji, Hoon;Lee, Dong-Hoon
    • Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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    • 2015.05a
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    • pp.951-953
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    • 2015
  • Learning for thinking says the behavior of the organism changes as a result of practice or experience. It is very difficult to identify focusing ability objectively when students study. But, brain of the body is not so. EEG signal means continuously electric records of brain potential variation between two points on the scalp when brain activities take place. In types of EEG, there are delta(0~4Hz), theta(4~8Hz), alpha(8~13Hz), beta(13~30Hz) and gamma waves(30~50Hz). SMR waves and Mid-beta waves appear when focused for studying. Part for the most influence on concentrating reported that Mid-beta waves. In relation to brain activities, EEG has been actively researched for evaluating brain focus index system during learning and study. So, By using Biopac system for this study, measured brain wave was converted into FFT for extracting Mid-beta domain signals that are related to learning after giving focus invoked subjects to a small number of people. When concentrating, we measured the change in the power of the Mid-beta frequency domain and presented a correlation. Based on these results, we analyzed whether students are concentrated objectively on learning or not. and hope to offer more efficient learning method.

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Recent Trend in Measurement Techniques of Emotion Science (감성과학을 위한 측정기법의 최근 연구 동향)

  • Jung, Hyo-Il;Park, Tae-Sun;Lee, Bae-Hwan;Yun, Sung-Hyun;Lee, Woo-Young;Kim, Wang-Bae
    • Science of Emotion and Sensibility
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    • v.13 no.1
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    • pp.235-242
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    • 2010
  • Emotion science is one of the rapidly expanding engineering/scientific disciplines which has a major impact on human society. Such growing interests in emotion science and engineering owe the recent trend that various academic fields are being merged. In this paper we review the recent techniques in the measuring the emotion related elements and applications which include animal model system to investigate the neural network and behaviour, artificial nose/neuronal chip for in-depth understanding of sensing the outer stimuli, metabolic controlling using emotional stimulant such as sounds. In particular, microfabrication techniques made it possible to construct nano/micron scale sensing parts/chips to accommodate the olfactory cells and neuron cells and gave us a new opportunities to investigate the emotion precisely. Recent developments in the measurement techniques will be able to help combine the social sciences and natural sciences, and consequently expand the scope of studies.

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Side-Wall 공정을 이용한 WNx Self-Align Gate MESFET의 제작 및 특성

  • 문재경;김해천;곽명현;임종원;이재진
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 1999.07a
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    • pp.162-162
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    • 1999
  • 초고주파 집적회로의 핵심소자로 각광을 받고 있는 GaAs MESFET(MEtal-emiconductor)은 게이트 형성 공정이 가장 중요하며, WNx 내화금속을 이용한 planar 게이트 구조의 경우 임계전압(Vth:threshold voltage)의 균일도가 우수할 뿐만 아니라 특히 Side-wall을 이용한 self-align 게이트는 소오스 저항을 줄일 수 있어 고성능의 소자 제작을 가능하게 한다.(1) 본 연구의 핵심이 되는 Side-wall을 형성하기 위하여 PECVD법에 의한 SiOx 박막을 증착하고, 건식식각법을 이용하여 SiOx side-wall을 형성하였다. 이 공정을 이용하여 소오스 저항이 낮고 임계전압의 균일도가 우수한 고성능의 self-aligned gate MESFET을 제작하였다. 3inch GaAs 기판상에 이온주입법에 의한 채널 형성, d.c. 스퍼터링법에 의한 WNx 증착, PECVD법에 의한 SiOx 증착, MERIE(Magnetic Enhanced Reactive Ion Etcing)에 의한 Side-wall 형성, LDD(Lightly Doped Drain)와 N+ 이온주입, 그리고 RTA(Rapid Thermal Annealing)를 사용하여 활성화 공정을 수행하였다. 채널은 40keV, 4312/cm2로, LDD는 50keV, 8e12/cm2로 이온주입하였고, 4000A의 SiOx를 증착한 후 2500A의 Side-wall을 형성하였다. 옴익 접촉은 AuGe/Ni/Au 합금을 이용하였고, 소자의 최종 Passivation은 SiNx 박막을 이용하였다. 제작된 소자의 전기적 특성은 hp4145B parameter analyzer를 이용한 전압-전류 측정을 통하여 평가하였다. Side-wall 형성은 0.3$\mu\textrm{m}$ 이상의 패턴크기에서 수직으로 잘 형성되었고, 본 연궁에서는 게이트 길이가 0.5$\mu\textrm{m}$인 MESFET을 제작하였다. d.c. 특성 측정 결과 Vds=2.0V에서 임계전압은 -0.78V, 트랜스컨덕턴스는 354mS/mm, 그리고 포화전류는 171mA/mm로 평가되었다. 특히 본 연구에서 개발된 트랜지스터의 게이트 전압 변화에 따른 균일한 트랜스 컨덕턴스의 특성은 RF 소자로 사용할 때 마이크로 웨이브의 왜곡특성을 없애주기 때문에 균일한 신호의 전달을 가능하게 한다. 0.5$\mu\textrm{m}$$\times$100$\mu\textrm{m}$ 게이트 MESFET을 이용한 S-parameter 측정과 Curve fitting 으로부터 차단주파수 fT는 40GHz 이상으로 평가되었고, 특히 균일한 트랜스컨덕턴스의 경향과 함께 차단주파수 역시 게이트 바이어스, 즉 소오스-드레스인 전류의 변화에 따라 균일한 값을 보였다. 본 연구에서 개발된 Side-wall 공정은 게이트 길이가 0.3$\mu\textrm{m}$까지 작은 경우에도 사용가능하며, WNx self-align gate MEESFET은 낮은 소오스저항, 균일한 임계전압 특성, 그리고 높고 균일한 트랜스 컨덕턴스 특성으로 HHP(Hend-Held Phone) 및 PCS(Personal communication System)와 같은 이동 통신용 단말기의 MMICs(Monolithic Microwave Integrates Circuits)의 제작에 활용될 것으로 기대된다.

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