• 접착 및 계면
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• 제22권4호
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• pp.153-157
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• 2021

이차원 탄소 동소체인 그래핀은 기존 재료보다 우수한 기계적, 전기적 특성을 지니고 있다. 특히, 그래핀의 전하이동도는 실리콘 대비 100배가량 높다고 알려져 차세대 전자소자의 핵심재료로 각광을 받고 있다. 하지만, 그래핀은 외부 환경의 변화에 매우 민감하여 수분 혹은 산소에 취약하여 그래핀 기반 전자소자의 안정성이 취약하다는 단점이 존재하기에 이를 해결하기 위해 다양한 시도가 이뤄지고 있다. 본 연구에서는 그래핀 전계효과 트랜지스터의 절연막을 전사시에 사용되는 고분자 층의 표면 에너지를 조절하여 안정성을 크게 향상시키는 연구를 수행하였다. 절연층으로 쓰인 고분자의 표면 에너지가 낮아짐에 따라 물 분자 혹은 산소와 같은 대기중의 불순물 흡착을 효과적으로 제어함으로써, 안정성을 향상시킬 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.447-447
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• 2013

최근 전자산업의 발전으로 차세대 디스플레이 소자로 산화물반도체가 주목받고 있다. 산화물 반도체는 저온공정, 높은 이동도 및 투과율을 가지기 때문에 이러한 공정이나 물성 측면에 있어 기존의 a-Si, LTPS 등을 대채할 만한 소자로서 연구가 활발이 이루어지고 있다. 특히 고해상도 및 고속구동이 진행됨에 따라 높은 이동도의 필요성이 대두되고 있다. 본 연구에서는 IGZO 산화물 반도체 박막트랜지스터의 이동도 개선을 위해 나노입자를 사용하였다. 게이트전극으로 사용된 Heaviliy doped P-type Si 기판위에 200 nm의 SiO2 절연층을 성장시킨 후, 채널로 작동하기 위한 IGZO 박막을 증착하기 전에 10~20 nm 크기의 니켈, 금 나노입자를 부착시켰다. 열처리 온도는 $350^{\circ}C$, 90분동안 진행하였고, 100 nm의 알루미늄 전극을 증착시켜 TFT 소자를 제작하였다. TFT 소자가 동작할 시, IGZO 박막 내부의 전자들은 게이트 전압으로 인해 하부로 이동하여 채널을 형성, 동시에 드레인 전압으로 인한 캐리어들의 움직임으로 인해 소자가 동작하게 된다. 본 연구에서는 채널이 형성되는 계면 부근에 전도성이 높은 금속 나노입자를 부착시켜 다수 캐리어인 전자가 채널을 통과할 때 전류흐름에 금속 나노입자들이 기여하여 전기적 특성의 변화에 어떠한 영향을 주는지 연구하였다. 반응시간을 조절하여 기판에 붙는 나노입자의 밀도 변화에 따른 특성과 다양한 크기(5, 10, 20 nm)를 갖는 금, 니켈 나노입자를 포함한 IGZO TFTs 소자를 제작하여 전달특성, 출력특성의 변화를 비교하였고, 실질적인 채널길이의 감소효율과 캐리어 이동도의 변화를 비교분석 하였다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제22권8호
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• pp.67-74
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• 2008

이 논문은 수중의 침 대 평판 전극에서 임펄스전안의 크기와 극성, 물의 저항률 등과 같은 다양한 조건에 따른 방전특성을 나타낸다. 스트리머코로나가 침전극 끝단에서 발생하며 평판전극을 향하여 진전하여 최종적으로 전극 사이가 섬락에 이르게 된다. 동일한 전압에서 물의 저항률이 작을 때 스트리머코로나의 분기로는 물의 저항률이 클때 보다 더욱 굵고 밝게 나타났다. 정극성에 비해서 부각성 스트리머코로나가 더욱 많은 분기로를 형성하며 더욱 넓게 퍼지는 것으로 나타났다. 스트리머코로나의 개시 후 방전의 진전과 더불어 수 백 [mA]에서 수 [A]에 이르는 많은 수의 전류펄스가 발생하였다. 정극성의 절연파괴까지의 지연시간은 부극성에 비하여 매우 짧았으며, 전극에 공급되는 전구방전에너지는 물의 저항률에 반비례하였다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제16권1호
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• pp.35-43
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• 2002

새로운 형태의 고체 상태의 대전력, 고속전자장치인 광전도 전력스위치(PCPS)의 개발과 대전력 및 고전압 상태하에서 광전도 전력스위치의 고전계 동작특성을 규명하기 위해서 많은 연구가 행해지고 있다. 그러나 표면 섬락 현상이 확실하고 효과 있는 고속, 고압스위칭 소자의 실현을 방해하고 있다. 이러한 연면방전의 물리적 현상의 명백한 이해는 새로운 기술과 소자구성을 발전시키는데 매우 중요할 뿐 아니라, 고전계·고전압에서의 동작특성을 향상시키는데 있어서도 특별한 의미를 가진다. 뿐만 아니라 고전계, 고전력 소자들을 안전하게 동작할 수 있게 하기 위해서도 필요하다. 연면방전 및 표면 절연파괴현상은 반도체 벌크 파괴 전계보다 훨씬 낮은 전계에서 적용되어 파괴된 모든 소자들에서 발생하기 때문에 이러한 문제를 해결하는 매우 실용적인 방법이 소자의 표면을 절연물로 페시베이션하는 것이다. 페시베이션된 소자들은 고전계에서 언페시페이션된 소자에 비해 매우 좋은 동작특성을 나타내므로, 본 논문에서는 페시베이션된 소자와 언페시베이션된 소자간의 I-E특성과 파괴 메커니즘을 규명하고 더 나아가 다중 페시베이션에 대한 몇몇 특성 값을 제시한다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제23권1호
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• pp.92-99
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• 2009

심매설 접지봉의 경우 장마철에 빗물이나 지하수와 접촉하는 경우가 발생한다. 수중에 잠겨있는 접지극에 서지 전압이 인가되면 접지극 주변에서 이온화 현상이 발생하게 된다. 지중이나 수중에서의 이온화 현상은 접지 시스템의 에너지적인 특성에 의해 영향을 받는다. 이 논문의 목적은 축소된 전해 수조를 이용하여 임펄스 전압에 의한 접지시스템의 과도특성을 파악하는데 있다. 매틀랩 프로그램을 활용하여 이온화에 의한 전위저감과 방출된 에너지를 측정하여 정량적인 분석을 수행하였다. 접지극 끝단의 최대 전압은 물의 저항률과 Marx형 전압발생장치의 충전전압에 따라 다양하게 나타났다. 접지극 끝단의 전위는 절연파괴전압에 이르기 전 인가전압에서 대략 절반까지 감소하였다. 또한 절연파괴가 발생하기 전 인가된 에너지의 절반 이상의 에너지가 이온화에 의해 접지극을 통하여 방출되었다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제13권4호
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• pp.87-95
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• 1999

새로운 종류의 고체상태 대전력, 고속전자장치 즉 광전도전력스위치(PCPS)의 가장 큰 문제점은 평균전계하의 표면에서 스위치 섬락의 대부분이 반도체의 벌크파괴보다 낮다는 것이다. 이러한 문제를 극복하고 고밀도 고체 전력 스위치에 사용할 수 있는 유일한 방법이 고체 절연물로 표면을 페시베이션(Passivation)하는 것이다. 본 실험에서 Silicon의 절연내력은 진공중에서 10[kV/cm]에서 심하게 열화되어졌고, 기중에서 30[kV/cm], SF6에서 80∼90[kV/cm]으로 개선되지만, 스위치의 주 응용이 진공 또는 우주에서 사용되기 때문에 이러한 현상은 매우 심각한 문제이다. 페시베이션후 소자들은 진공과 기중에서 언페시베이션된 소자가 SF6내에서 얻을 수 있는 만큼의 높은 파괴값을 가졌다. 이러한 결과로 볼 때 페시베이션된 소자들이 매우 우수한 파괴값을 가진다는 것을 알 수 있다. 본 논문은 고전계 하에서 페시베이션 전·후 실리콘 파괴의 주 특성과 메커니즘에 대해 밝혔다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제28권6호
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• pp.379-383
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• 2015

Some insulating materials are organized and analyzed with variables to obtain the optimized profile of encapsulated three phase of epoxy barrier which is applied to gas compartment and supporting conductors for high voltage GIS (gas insulated switchgear). The high voltage GIS is used in electrical power system and operating reliability. In this paper, optimization possibility of barrier shape including both electrical insulation performance and mechanical strength, premised on that condition minimizing volume and light weight should be kept for high voltage GIS, could be achieved by analysis simulation. As a result, filling material which is lower permittivity such as $SiO_2$ instead of $Al_2O_3$ properly to the epoxy material, can be improved to increase the electrical insulation performance and mechanical strength for an optimized profile barrier of a high voltage GIS.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.18-18
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• 2009

최근 다양하게 연구되고 있는 무분극(nonpolar) 갈륨질화물(GaN) 소재는 자발분극(spontaneous polarization) 및 압전분극(piezoelectric polarization) 등이 발생하지 않아 높은 내부양자효율의 확보가 가능하며, 이러한 장점을 바탕으로 고효율 특성을 갖는 발광다이오드(light-emitting diode) 및 고속 전자소자 등으로의 적용을 위한 연구가 활발히 수행 중 이다. 하지만, 무분극 GaN LED의 구현 시, GaN 박막의 비등방성 성장으로 인한 박막의 막질 저하와 함께 표면에 혼재하는 Ga층과 N층에서 기인되는 절연층의 생성으로 인한 오믹전극 형성의 어려움이 대두되고 있다. 따라서, 고효율의 무분극 GaN LED 구현을 위해서는 무분극 GaN층의 질소층 제거를 위한 표면처리 공정과 더불어 금속/무분극 GaN층 간 발생되는 쇼트키 장벽층의 높이(Schottky barrier height)를 제어하는 연구가 선행되어야 한다. 본 논문에서는 무분극 GaN LED 적용을 위한 n-형 전극물질 및 오믹조건 구현을 위한 금속/무분극 GaN층간 SBH의 제어방법에 대한 연구를 수행하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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• pp.1556-1557
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• 2011

변압기의 고체 절연이 열화 되거나 불순물 및 수분이 혼입되어 임계치 이상의 고전계가 인가되면 결합부분에서 부분방전이 발생한다. 현재 변압기에서 부분방전을 검출하기 위해서는 부싱탭을 이용하거나 전류센서, 초음파센서 등을 이용하여 부분방전을 검출하고 있지만 전기적인 부싱탭이나 전류센서를 이용한 검출 방법은 주변 잡음의 영향을 많이 받고 초음파법은 감도가 낮다는 단점을 가지고 있다. 이에, UHF 방식을 이용한 부분방전 검출 기술이 전력기기의 초기 고장진단을 발견하는 효과적인 방법으로 인식되고 있다. 최근에는 이러한 UHF 진단방식의 높은 감도, 외부노이즈에 대한 적은 영향, 온라인 측정의 가능성의 장점으로 전력용 변압기에도 적용되고 있다. 본 논문에서는 전력 변압기에서 PD 진단에 적합한 UHF 센서의 개발에 대해서 소개한다. 제안된 UHF 센서는 광대역(500 ~ 1,500MHz)에서 측정이 가능하며 감도가 우수하며 특정 대역에서 공진점을 가지는 다중 공진 모노폴 안테나 타입이다. 안테나 시뮬레이션 및 해석을 통해 유중 부분방전을 모의하여 감도 측정을 실시한 결과 제안된 UHF 센서가 전력용 변압기의 부분방전 측정에서 높은 감도를 나타냈으며, 기존 측정 방식의 단점을 보완할 수 있는 방안으로서 전자파를 이용한 부분방전 측정에 대한 기초연구를 실시하여 변압기 운전중에 전자파 측정에 의한 부분방전 감시가 가능한 것으로 나타났다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 춘계학술대회 논문집 전기설비전문위원
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• pp.28-30
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• 2008

본 논문은 국내 실정에 적합한 초고압 가공 직류 송전(HVDC)선로 설계를 위해서 세계적으로 처음 시도되는 가변 기능을 지닌 Proto Type HVDC 실규모 시험선로의 설계와 구축에 대해 소개한다. 시험선로는 초고압 직류송전시 발생하는 이온의 흐름에 의한 이온전류 밀도, 대전 전압, 지표면 전계강도 등 이온류(Ion류(流))에 의한 전기환경장애 및 코로나 영향을 검토하여 환경 친화적 HVDC 송전선로 설계기준을 도출하는데 있다. 이에 따라 HVDC 실규모 시험선로는 요크, 특수 애자련, 특수 arm을 사용하여 철탑의 극간 배치, 도체 배치 변경 및 지상고 변경이 가능하도록 winch를 채용하여 절연설계 조건의 유동성, 환경, 지지물, 송전기자재, 경제성 및 운용의 효율성을 종합적으로 고려할 수 있도록 특수한 형태로 설계되었으며, 본 논문은 상용 가공 HVDC 송전방식의 적용에 앞서 현재의 상황을 고려한 가공 HVDC 실증시험을 수행하기 위한 시험선로의 설계 및 구축에 대하여 기술하였다.