• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.327-328
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• 2012

의료분야의 진단 방사선 장비는 초기의 필름방식 및 카세트에서 진보되어 현재는 디지털방식의 DR (Digital Radiography)이 널리 사용되며 이에 관한 연구개발이 활발히 진행 되고 있다. DR은 일반적으로 직접방식과 간접방식으로 나눌 수 있다. 직접방식의 원리는 X선을 흡수하면 전기적 신호를 발생 시키는 광도전체(Photoconductor)를 사용하여 광도전체 양단 전극에 전압을 인가하여 전기장을 유도한 가운데, X선을 조사하면 광도전체 내부에서 전자-전공쌍(Electron-hole pair)이 생성된다. 이것은 양단에 유도된 전기장의 영향으로 전자는 +극으로, 전공은 -극으로 이동하여 아래에 위치한 하부기판을 통하여 이미지로 변조된다. 간접방식은 X선을 흡수하면 가시광선으로 전환하는 형광체(Scintillator)를 사용하여 조사된 X선을 형광체에서 가시광선으로 전환하고, 이를 Photodiode와 같은 광변환소자로 전기적 신호로 변환하여 방사선을 검출하는 방식을 말한다. 본 연구에서는 직접방식에서 이용되는 광도전체 중 흡수효율이 높고 Mobility가 뛰어난 CdTe를 선정하여 PVD (Physical vapor deposition)방식으로 300 m의 두께를 목표로 하여 증착을 진행하였다. Chamber의 진공도가 $2.5{\times}10^{-2}$ Torr로 도달 시점부터, Substrate와 Boat에 열을 가하였다. Substrate온도는 $350^{\circ}C$, Boat온도는 $300^{\circ}C$도로 설정하여 11시간 동안 진행하였다. Substrate온도는 $303^{\circ}C$, Boat온도는 $297^{\circ}C$도부터 증착이 시작되어 선형적인 증가세 추이를 나타내어 Substrate 및 Boat온도가 설정 값에 도달 하였을 때, $25{\sim}34.4{\AA}/s$ 증착율을 나타내었다. 하부전극의 물질에 따른 CdTe증착 효율성 평가를 진행한 후, 그에 따른 전기적 특성을 알아보았다. 하부전극의 물질로는 ITO (Indium Tin Oxide), Parylene이 코팅 된 ITO, Au, Ag를 사용하였다. 하부전극의 물질 상단에 Thermal Evaporation System을 사용하여 CdTe를 증착한 후, Cdte 상단에 Au를 증착 시켜 민감도(Sensitivity)와 암전류(Dark current)를 측정하였다. 증착 결과 ITO와 Ag상단에 증착시킨 CdTe박막은 박리가 되었고, Au와 Parylene이 코팅 된 ITO에는 CdTe박막이 안정적이게 형성이 되었다. 이 두 샘플에 대하여 동일한 조건으로 민감도와 암전류를 측정 시, Parylene이 코팅된 ITO를 하부전극으로 사용한 CdTe박막은 0.1021 pA/$cm^2$의 암전류와 1.027 pC/$cm^2$의 민감도를 나타낸 반면, Au를 하부전극으로 사용한 CdTe박막은 0.0381 pA/$cm^2$의 암전류와 1.214 pC/$cm^2$의 민감도를 나타내어 Parylene이 코팅된 ITO보다 우수한 전기적 특성을 나타내었다. 따라서 Au는 CdTe박막 증착 시, 하부전극 기판으로서 뛰어난 특성을 나타내는 것을 알 수 있었다.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
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• v.49 no.2
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• pp.1-8
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• 2012

This paper presents the accelerometer which is a key component of TPMS(Tire Pressure Monitoring System). Generally a piezoresistive accelerometer has characteristics of lower cost, better linearity and better immunity about the environmnet noise than a capacitive one. Three types of piezoresistive accelerometers are degined and simulated using ANSYS program. The best one is a piezoresistive sensor which is supported by four beams located at the center of the edge of the mass after comparing the characteristics of resonant frequency of the three types. Considering the sensor size and a simulated maximum stress and maximum displacement, the length of beams is set as $200{\mu}m$. The size of a piezoresistive accelerometer is $3.0mm{\times}3.0mm{\times}0.4mm$. The sensor output is characterized by measuring the output characteristic depending on angle. As a result the offset voltage of the accelerometer is 43.2 mV and its sensitivity is $42.5{\mu}V/V/g$. The temperature bias drift is measured. The shock durability of the sensor is 1500g and the measuring range is 0 ~ 60 g.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.44 no.12
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• pp.1071-1086
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• 2016

The safety of aircraft can be threatened by environmental factors, such as icing, turbulence, and lightning strike. Due to its adverse effects on aircraft structure and electronic components of aircraft, lightning strike is one of the biggest hazards on aircraft safety. Lightning strike can inject high voltage electric current to the aircraft, which may generate strong magnetic field and extreme hot spots, leading to severe damage of structure or other equipment in aircraft. In this work, mechanism of lightning strike and associated direct and indirect effects of lightning on aircraft were studied. First, on the basis of aircraft lightning regulations provided by Aerospace Recommended Practice (ARP), we considered different lightning waveform and zones of an aircraft. A coupled thermal-electrical computational model of ABAQUS was then used for simulating flow of heat and electric current caused by a lightning strike. A study on fuel tank, with and without lightning protection system, was also conducted using the computational model. Finally, electric current flow on two full scale airframes was analyzed using the EMA3D code.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.55 no.5
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• pp.593-599
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• 2017

In order to enhance ultra battery performances, the electrochemical characteristics of nano Pb/AC anode composite was investigated. Through nano Pb adsorption onto activated carbon, nano Pb/AC was synthesized and it was washed under vacuum process. The prepared anode materials was analysed by SEM, BET and EDS. The specific surface area and average pore size of nano Pb/AC composite were $1740m^2/g$ and 1.95 nm, respectively. The negative electrode of ultra battery was prepared by nano Pb/AC dip coating on lead plate. The electrochemical performances of ultra battery were studied using $PbO_2$ (the positive electrode) and prepared nano Pb/AC composite (the negative electrode) pair. Also the electrochemical behaviors of ultra battery were investigated by charge/discharge, cyclic voltammetry, impedance and rate capability tests in 5 M $H_2SO_4$ electrolyte. The initial capacity and cycling performance of the present nano Pb/AC ultra battery were improved with respect to the lead battery and the AC-coated lead battery. These experimental results indicate that the proper addition of nano Pb/AC into the negative electrode can improve the discharge capacity and the long term cycle stability and remarkably suppress the hydrogen evolution reaction on the negative electrode.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.255-255
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• 2016

Resistive random access memory (ReRAM)는 낮은 동작 전압, 빠른 동작 속도, 고집적화 등의 장점으로 인해 차세대 비휘발성 메모리 소자로써 많은 관심을 받고 있다. 최근에 ReRAM 절연막으로 NiOx, TiOx, AlOx TaOx, HfOx와 같은 binary metal oxide 물질들을 적용하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히, HfOx는 안정적인 동작 특성을 나타낸다는 점에서 ReRAM 절연막 물질로 적합하다고 보고되고 있다. ReRAM 절연막을 형성할 때, 물리 기상 증착 방법 (PVD)이나 화학 기상 증착법 (CVD)과 같은 방법이 많이 이용된다. 이러한 증착 방법들은 고품질의 박막을 형성시킬 수 있는 장점이 있다. 하지만, 높은 온도에서의 공정과 고가의 진공 장비가 이용되기 때문에 경제적인 문제가 있으며, 기판 또는 금속에 플라즈마 손상으로 인한 문제가 발생할 수 있다. 따라서 이러한 문제점들을 개선하기 위해 용액 공정이 많은 관심을 받고 있다. 용액 공정은 공정과정이 간단할 뿐만 아니라 소자의 대면적화가 가능하고 공정온도가 낮으며 고가의 진공장비가 필요하지 않은 장점을 가진다. 따라서 본 연구에서는, 용액공정을 이용하여 HfOx 기반의 ReRAM 제작하였고 $25^{\circ}C$와 $85^{\circ}C$에서 ReRAM의 동작특성에 미치는 compliance current의 영향을 평가하였다. 실험 방법으로는, hafnium chloride (0.1 M)를 2-methoxyethanol에 충분히 용해시켜서 precursor를 제작하였다. 이후, p-type Si 기판 위에 습식산화를 통하여 300 nm 두께의 SiO2 절연층을 성장시킨 후, 하부전극을 형성하기 위해 electron beam evaporation을 이용하여 10/100 nm 두께의 Ti/Pt 전극을 증착하였다. 순차적으로, 제작된 산화물 precursor를 이용하여 Pt 위에 spin coating 방법으로 1000 rpm 10 초, 6000 rpm 30초의 조건으로 두께 35 nm의 HfOx 막을 증착하였다. 최종적으로, solvent 및 불순물을 제거하기 위해 $180^{\circ}C$의 온도에서 10 분 동안 열처리를 진행하였으며, 상부 전극을 형성하기 위해 electron beam evaporation을 이용하여 Ti와 Al을 각각 50 nm, 100 nm의 두께로 증착하였다. ReRAM 동작에서 compliance current가 미치는 영향을 평가하기 위하여 compliance current를 10mA에서 1mA까지 변화시키면서 측정한 결과, $25^{\circ}C$에서는 compliance current의 크기와 상관없이 일정한 메모리 윈도우와 우수한 endurance 특성을 얻는 것을 확인하였다. 한편, $85^{\circ}C$의 고온에서 측정한 경우에는 1mA의 compliance current를 적용하였을 때, $25^{\circ}C$에서 측정된 메모리 윈도우 크기를 비슷하게 유지하면서 더 우수한 endurance 특성을 얻는 것을 확인하였다. 결과적으로, 용액공정 방법으로 제작된 ReRAM을 측정하는데 있어서 compliance current를 줄이면 보다 우수한 endurance 특성을 얻을 수 있으며, ReRAM 소자의 전력소비감소에 효과적이라고 기대된다.

• Science of Emotion and Sensibility
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• v.20 no.3
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• pp.141-150
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• 2017

The purpose of this study was to analyze the effect of the shape and attached position of E-textile-based stretchable sensors on motion-sensing performance and to investigate the requirements for the optimal structure of clothes for sensing limb motions. An experimental garment was prepared with different sensor shapes, and attachment positions. A child subject, wearing the experimental garment, performed arm and leg bending and extension motions at $60^{\circ}$, $90^{\circ}$ and $120^{\circ}$ motion angles, at a rate of 60 deg/sec. The changes in voltage triggered by the stretching and contracting of the fabric-sensor were measured, and an acceleration sensor was utilized to verify that the experimental motions were correctly performed. Dummy arms and legs of a child were manufactured to perform an identical test, in order to compare the dummy results with the actual human body experiment results. The analysis showed that the reproducibility and reliability of the rectangular sensor, showing uniform and stable were higher than those of the boat-shaped sensor, in both the dummy and the human body experiments. The attachment position of the sensor was more reproducible and reliable when placed on 4 cm below the elbow and knee joints in the dummy test, when placed in the joints of the elbow and knee, in children experiment. The appropriate shapes and attached positions of the sensor for sensing the motions were analyzed, and the results proved that motion-sensing of the human body is possible by utilizing flexible fabric-sensors integrated into clothes.

• Journal of Digital Contents Society
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• v.18 no.6
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• pp.1199-1205
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• 2017

Global energy consumption is rapidly increasing yearly due to drastic industrial advances, requiring the development of new energy storage devices. For this reason, supercapacitors with fast charge-discharge, long life cycle and high power density is getting attention, and have been considered as one of the potential energy storage systems. In this research, we developed a supercapacitor that consists of amorphous manganese oxide($MnO_2$) electrodes deposited onto carbon cloth substrates using the hydrothermal method. The Fe-doped amorphous $MnO_2$ samples were characterized by X-ray diffraction(XRD), Energy Dispersive X-ray spectroscopy(EDX), as well as scanning electron microscopy(SEM). The electrochemical analysis of the prepared samples were performed using cyclic voltammetry and galvanostatic charge-discharge measurements in 1M $Na_2SO_4$ electrolyte. The test results demonstrate that the supercapacitor based on the Fe-doped amorphous $MnO_2$ electrodes has a specific capacitance as high as 163F/g at 1A/g current density, and good cycling stability of 87.34% capacitance retention up to 1000 cycles.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
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• v.18 no.1
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• pp.38-44
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• 2015

This review article summarizes the recent progress of quantum dot (QD)-sensitized solar cells based on mesoporous $TiO_2$ thin films. From the intrinsic characteristics of nanoscale inorganic QDs with various compositions, it was possible to construct a variety of 3rd-generation thin film solar cells by solution process. Depending on preparation methods, colloidal QD sensitizers are pre-prepared for later deposition onto the surface of $TiO_2$ or in-situ deposition of QDs from chemical bath is done for direct growth of QD sensitizers over substrates. Recently, colloidal QD sensitizers have shown an overall power conversion efficiency of ~7% by a very precise control of composition while a representative CdS/CdSe from chemical bath deposition have done ~5% with polysulfide electrolytes. In the near future, it is necessary to carry out systematic investigations for developing new hole-conducting materials and controlling interfaces within the cell, thus leading to an enhancement of both open-circuit voltage and fill factor while keeping the current high value of photocurrents from QDs towards more efficient and stable QD-sensitized solar cells.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• v.44 no.5
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• pp.750-759
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• 2016

The $MnO_2$ electrodeposited on the surface of the carbon nanofiber mats ($MnO_2$-LCNFM) were prepared from electrospun lignin-g-PAN copolymer via heat treatments and subsequent $MnO_2$ electrodeposition method. The resulting $MnO_2$-LCNFM was evaluateed for its potential use in a supercapicitor electrode. The increase of $MnO_2$ electric deposition time was revealed to increase diameter of carbon nanofibers as well as $MnO_2$ content on the surface of carbon nanofiber mats as confirmed by scanning electon microscope (SEM) analysis. The electrochemical properties of $MnO_2$-LCNFM electrodes are evaluated through cyclic voltammetry test. It was shown that $MnO_2$-LCNFM electrode exhibited good electrochemical performance with specific capacitance of $168.0mF{\cdot}cm^{-2}$. The $MnO_2$-LCNFM supercapacitor successfully fabricated using the gel electrolyte ($H_3PO_4$/Polyvinyl alcohol) showed to have the capacitance efficiency of ~90%, and stable behavior during 1,000 charging/discharging cycles.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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• pp.198-198
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• 2015

전기변색재료는 전압을 인가하였을 때 전계방향에 따라 가역적으로 색이 변화하는 재료를 말한다. 스마트윈도우용 전기 변색재료는 지속적으로 전기를 가해줄 필요 없이 한번 변색되면 색이 지속되는 특징을 가지므로 에너지 효율적으로 우수하여 태양열 차단 창호나 디스플레이 분야에 응용될 것으로 기대된다. 이러한 전기 변색재료에는 산화형 전기 변색 재료, 환원형 전기 변색 재료가 있는데 이중 가장 널리 연구되고 있는 재료는 환원형 전기변색재료이다. 대표적인 재료로 $WO_3$가 쓰이는 데 이는 전기 변색적 특성이 우수하고 또한 내구성이 다른 재료에 비해 우수하다는 장점 때문이다. 그러나, 상용화를 위해서는 내구성의 개선이 요구되고 있다. 한편, $TiO_2$는 안정성이 매우 뛰어나지만 전기변색적 특성이 $WO_3$에 비해 낮은 점이 지적되고 있다. 이러한 $WO_3$ 및 $TiO_2$ 박막은 스퍼터링 또는 sol-gel법 등으로 제작되고 있는데, 일반적으로 스퍼터링의 경우 치밀한 박막이 형성되기 때문에 Porous 한 박막을 얻기 힘들다. 따라서 본 연구에서는 기판에 입사하는 스퍼터 입자들의 각도를 조절하여 shadowing 효과로 인해 박막의 구조가 porous해지는 Glancing angle deposition을 도입하였다. 이러한 증착법을 이용하여 $WO_3$와 $TiO_2$를 각도를 조절하여 증착하고 $TiO_2$와 $WO_3$ 박막의 특성을 비교하여 본다. 두께 300 nm를 가지는 $WO_3$ 및 $TiO_2$ 박막은 GLAD RF 마그네트론 스퍼터링법을 이용하여 Corning glass(corning E-2000)기판 위에 증착하였다. 기판 입사 각도는 $0^{\circ}$, $30^{\circ}$, $45^{\circ}$, $60^{\circ}$로 증착하였고 직경 3 in의 $TiO_2$, $WO_3$ 타겟을 사용하였다. 또한 스퍼터링 파워는 400 W, 작업압력 1.0 Pa, 그리고 스퍼터링 가스는 O2/Ar+O2 유량 10%에서 30%로 증착을 상온에서 진행하였다. 전기화학적 특성을 평가하기 위하여 $TiO_2$ 및 $WO_3$ 박막을 100 nm 두께의 ITO/glass 위에서 증착하였다. 박막의 미세구조는 XRD와 SEM을 통해 확인하였고, 전기화학적 특성은 Ar 분위기의 Glove box안에서 parstat 2273을 통해 측정하였다. 전해질은 1 M $LiPF_6/PC$로 진행하였고, 대향 전극는 Pt전극을, 참고 전극은 칼로멜 전극을 사용하였다. Potential 범위는 2 V에서 4 V로 진행하였고, scan rate는 50 mV/s로 측정하였다. 투과도는 UV/VIS spectrometer로 측정하였다. 전기변색 특성의 상관관계 및 에 대해서는 학회 당일 발표할 예정이다.