• 비파괴검사학회지
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• 제31권5호
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• pp.522-528
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• 2011

인간의 청각기능을 보조하거나 대체할 수 있는 차세대 인공와우기술의 개발은 기존 인공와우의 단점인 잦은 충전, 장애 노출 등을 극복하고 향상된 음감을 전달할 수 있는 기술로서 세계적으로 많은 연구를 수행하고 있다. 본 연구에서는 달팽이관의 기저막이 갖는 주파수 분리 기능 및 유모세포(haircell)의 이온채널 작용에 의한 생체 전기신호 발생 기능을 할 수 있는 PVDF(polyvinylidene fluoride) 압전 박막형 인공기저막을 설계, 제작 및 시험평가를 하고자 하였다. 생체 기저막과 유사한 주파수 분리 특성을 갖는 사다리꼴 형상의 인공기저막을 제작하고, MEMS 공정을 이용한 전극 증착 및 유체 유동이 가능한 챔버를 형성하였다. 또한 인공기저막의 거동을 측정하기 위하여 비접촉 LDV측정 장비, 스피커, 기준 마이크로폰 등을 사용하여 실험 장치를 구성하였다. 기계적 성능시험 결과, PVDF 압전박막형 인공기저막은 입사하는 음파의 주파수 분리를 잘 수행할 수 있음을 실험적으로 입증하였다.

• 구강회복응용과학지
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• 제24권4호
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• pp.337-349
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• 2008

최적의 골유착을 얻기 위하여 임플란트 디자인의 개선과 다양한 표면처리 방법이 개발되어 왔는데, 특히 최근 알칼리 에칭과 이온 주입법, 양극산화법 등 생화학적인 골유착을 유도할 수 있는 표면개질 방법이 관심의 대상이 되고 있다. 이러한 방법 중 마그네슘 이온을 함유한 전해액속에서 양극산화피막처리한 임플란트(마그네슘 임플란트)를 이용하여 조기 하중의 가능성이 제시된 바 있다. 그러나 마그네슘 임플란트의 경우 장기간의 기능적 하중을 가한 경우에 대한 연구가 부족한 상태이므로, 이에 본 연구에서는 비글견을 이용한 동물실험을 통해 지연하중을 가한 마그네슘 임플란트의 방사선적, 임상 안정성 검사 및 조직형태학적 분석을 시행하여 화학적 표면개질 임플란트의 골조직 반응을 기계가공 임플란트와 비교 평가하고자 하였다. 발치 후 3개월의 치유과정을 가진 비글 성견 6마리의 하악에 좌우 3개씩 실험용으로 제작된 직경 3.75 mm, 길이 10.0 mm의 나사 형태 임플란트 36개를 보편적인 임플란트 시술시 이용하는 식립법을 이용하여 식립하였다. 18개의 대조군은 기계가공만 한 상태였고, 실험군은 마그네슘을 함유한 전해액에서 양극산화 피막처리하였다. 식립 후 3개월 동안의 치유기간 후 이차수술을 실시하였으며, 연결고정하지 않고 단일치 금관수복으로 보철물을 장착하여 하중을 가하였다. 3개월 동안 하중을 가한 후에 희생시켜 비탈회 연마 표본을 제작하여 조직형태 계측학적 분석을 시행하였다. 임플란트 식립시, 이차 수술시, 하중을 가한 1개월, 3개월 후에 변연골 흡수를 평가하기 위해 방사선학적 검사를 실시하였고, 골계면 사이에서의 안정성을 평가하기 위해 공진주파수 수치를 측정하였다. Mann-Whitney U test와 repeated measured ANOVA를 이용하여 95 퍼센트 유의수준으로 통계적 유의성을 확인하였다. 총 36개의 임플란트 중 8개에서 일차 수술 후 골유착의 실패가 나타났으며, 1개는 3개월의 부하 후에 실패 양상이 나타났다. 공진주파수분석결과, 마그네슘 임플란트군은 대조군과는 달리 공진주파수 수치가 증가하다가 다소 감소하는 양상을 보였으며, 하중을 가한 3개월 후에는 두 군의 수치가 비슷하였다. 방사선 사진 분석 결과 두 군 모두 시간에 따른 변연골 흡수량이 증가하였으며, 통계적으로 유의한 차이는 없었다. 조직형태학적인 분석 결과 마그네슘-임플란트가 대조군에 비해 더 높은 수치의 골임플란트 계면접촉율을 보여 주었으나, 나사산내 골면적은 더 낮았다. 그러나 두 군 모두에서 통계적 유의성은 없었다. 이상의 결과에서 지연 하중을 가하는 경우에 있어서 골유착에 대한 마그네슘-임플란트의 효과는 기계가공된 임플란트와 유사하였다. 조기 하중시 더 빠르고 강한 골반응을 보여주던 이전 연구와 종합하여 볼 때, 마그네슘 임플란트는 즉시 또는 조기 하중 가능성을 증진시켜 주며, 지연 하중에서는 생체 적합성이 우수한 타이타늄과 유사한 골유착 정도를 보이는 것으로 사료된다. 그러나 임상적으로 화학적 표면개질 방법의 유용성을 판단하기 위해 다양하고 장기적인 임상 연구가 필요하리라 사료된다.

• 비파괴검사학회지
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• 제24권5호
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• pp.487-493
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• 2004

본 연구는 고효율 비접촉 초음파 송수신이 가능한 미세가공 정전용량형 초음파 탐촉자(cMUT)를 개발하기 위한 기초연구로 수행되었다. cMUT의 주요 구성요소인 미세 진동 막의 거동-총진 주파수, 막 변위, 막 붕괴 변위, 막 붕괴전압-을 이론적인 해석과 유한요소해석을 이용하여 분석하였다. 진동 막의 두께와 크기, 희생층 두께, 전극의 두께와 크기 등과 같은 cMUT의 설계인자를 검토하였다. 분석결과 진동 막의 공진주파수는 진동 막의 두께가 증가함에 따라 증가하였으며 직경에 따라서는 감소하였다. 직류 바이어스 전압이 증가함에 따라 진동 막의 변위는 증가하였으며 진동 막의 붕괴전압을 분석하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제39권9호
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• pp.940-946
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• 2015

본 논문에서는 300kHz 이상의 주파수를 사용하는 고전압펄스의 출력이득을 증폭시키는 방법에 대하여 고찰하였다. 종래의 파워스테이지의 전압을 상승시켜 펄스진폭(Pulse-amplitude)을 증폭하는 방식 대신에, 부하의 용량성분과 회로의 기생성분간의 공진을 이용하여 출력이득을 증폭하는 방식으로 연구가 진행되었다. 특히 브릿지형 대신에 Flyback Topology를 적용을 통하여 회로구성을 간소화하고, 출력펄스파형에 출력전극의 용량성분을 부여함에 따라 부하에 가해지는 출력전압의 이득을 증폭시킴으로써, 하드스위칭을 통한 출력회로 내에서의 과부하 및 발열에 따른 손상을 막을 수 있는 장점이 있다. 해당연구는 의료 및 산업용가열분야에 적용되는 유전가열 방식의 접촉형 가열기기의 공간적, 전기적 효율을 제고할 수 있는 한 방법을 제시한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권4호
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• pp.10-16
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• 2021

본 연구에서는 신축성 인덕터를 이용한 센서 응용을 위한 상태 감지 회로로써 패리티-시간 대칭 구조를 고려한 모델을 제안하고자 한다. 신축성 인덕터를 이용한 센서 구동 회로로써 트랜지스터를 이용한 부성 미분 저항 회로를 적용하여 신축성 인덕터를 보다 효율적으로 활용할 수 있는 방법을 제안하고, 패리티-시간 대칭 구조의 결합 공진 회로에 대한 특성 분석을 통해 고전적 공진 회로에 비해 향상된 분해능을 갖는 모델을 설계하였다. 특히, 보다 실질적인 전산모의실험결과를 얻기 위해, 신축성 인덕터 모델의 경우에는 참고문헌의 실험결과를 참고하여 본 연구 모델에 적용하였다. 전산모사를 통해 본 연구에서 사용한 부성 미분 저항 회로를 통해 저항 성분 뿐만 아니라 위상 성분도 제어됨을 확인하였으며, 이러한 결과를 통해 신축성 인덕터의 특성 변화에 따른 회로의 불균형을 부성 미분 저항 회로를 이용하여 보완할 수 있음을 고찰하였다. 이러한 특성을 이용하여 패리티-시간 대칭 구조를 구현할 수 있었으며, 이에 대한 특성에 대하여 논의하였다. 특히, 본 연구에서 제안하는 패리티-시간 대칭 구조의 센서 구동 회로에 대한 주파수 특성의 결과로부터 기존의 고전적 공진 회로에 비해 Q-factor가 최대 20배까지 커질 수 있음을 확인하였다.

• 대한치과보철학회지
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• 제47권3호
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• pp.335-341
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• 2009

연구목적: 충분한 골질과 골량은 임플란트의 조기 실패 방지와 초기 안정성을 위해서 중요한 사항으로 알려져 있다. 임플란트 길이나 직경이 초기 안정성에 미치는 영향을 연구한 다수의 실험들이 골과의 접촉면적을 달리하였기 때문에 직경과 길이만이 초기 안정성에 미치는 실제 영향을 파악하는데 한계가 있다. 이에 유사한 표면적을 가지는 임플란트를 통하여 길이와 직경 상대적 변화가 초기 안정성에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 연구 재료 및 방법: 골질에 따라 피질골과 해면골의 두께가 다른 4종류의 폴리우레탄 모형골을 임플란트 식립에 사용하였다. 유사한 표면적과 형태를 가지나 직경과 길이가 서로 다른 임플란트 ($3.5{\times}13.0\;mm$, $4.0{\times}11.5\;mm$, $4.5{\times}10.0\;mm$, $5.0{\times}8.5\;mm$) 10개를 식립하고 식립 회전력과 공진 주파수를 측정하였다. 결과 및 결론: 초기 안정성에 영향을 미치는 주 요소는 골질이었으며 (P < .05), 식립 회전력과 공진 주파수 모두 골질이 우수할수록 높은 측정치를 보였다. 2. D1, D2, D3 모형골에서 임플란트의 직경이 커지고 길이가 짧아짐에 따라 공진 주파수는 유의한 차이를 보이지 않았으나 (P >.05), 식립 회전력은 증가하였다 (P <.05). 3. D4 모형골에서는 임플란트의 직경이 커지고 길이가 짧아짐에 따라 공진주파수와 식립 회전력 모두 감소하였다 (P <.05). 이상의 결과로부터 골질이 양호한 조건에서는 길이가 짧더라도 직경이 큰 임플란트의 사용이 초기 안정성 측면에서 부가적 수술의 대안이 될 수 있을 것으로 생각된다.

• 한국통신학회논문지
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• 제27권4B호
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• pp.365-371
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• 2002

본 논문에서는 전자선 묘화 장비를 이용하여 게이트 길이가 0.2 $\mu\textrm{m}$ 이하인 밀리미터파용 전력 PHEMT 소자를 제작하고 DC 특성과 주파수 특성 그리고 전력 특성을 측정하고 분석하였다. PHEMT의 제작에 사용된 단위공정은 저 저항 오믹 접촉, 에어 브릿지 및 후면 가공 공정기술 등을 이용하였다. 제작된 전력용 PHEMT는 35 GHz의 중심주파수에서 4 dB의 S21 이득과 317 mS/mm의 최대 전달컨덕턴스 그리고 62 GHz의 차단주파수와 12G GHz의 최대 공진주파수를 나타내었다. 또한 측정된 전력 특성은 35.5 %의 드레인 효율과 16 dB의 최대 출력전력 그리고 4 dB의 전력 이득을 나타내었다.

• 비파괴검사학회지
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• 제33권1호
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• pp.54-62
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• 2013

본 연구는 비접촉 무전원 표면탄성파(surface acoustic wave, SAW) 온도센서를 개발하기 위하여 수행되었다. 단일전극 구조의 IDT(inter-digital transducer)와 434 MHz의 공진주파수를 가지는 SAW 소자를 $128^{\circ}$ rot-X $LiNbO_3$ 압전기판위에 반도체 공정으로 제작하였다. SAW 온도센서의 음향 반사판에 따른 반사 신호의 특성을 분석하기 위하여 다양한 형태의 음향 반사판을 제작하여 표면탄성파 신호의 반사특성을 분석한 결과 빗살형 전극형태의 반사판이 가장 양호한 반사특성을 나타내었다. SAW 온도센서를 구동하기 위한 신호를 송신하고 온도에 따른 SAW 센서의 출력신호를 수신하기 위하여 다이폴 안테나와 마이크로프로세서에 기반한 무선 송수신 시스템을 제작하였다. $40{\sim}80^{\circ}C$의 온도 범위에서 개발된 SAW 온도센서와 무선 송수신 시스템을 평가한 결과 온도증가에 따라 SAW 온도센서의 공진 주파수가 선형적으로 감소하였으며 결정계수가 0.99 이상으로 정확한 무선 온도측정이 가능한 것으로 나타났다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제29권4호
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• pp.247-255
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• 2018

본 논문에서는 complementary split ring resonator(CSRR)을 이용하여 마이크로파 대역에서 비침습적으로 포도당 수용액과 염화나트륨 수용액을 구별하였다. 개방형 동축 프로브로 측정한 두 수용액의 전기적 특성을 기반으로 구별이 유리한 주파수에서 동작하는 CSRR을 설계, 제작하였다. 그리고 공진기의 전기장이 강하게 형성되는 부분에 수용액을 집중시키기 위해 PDMS mold를 제작하였고, 라미네이트 필름으로 수용액과 공진기의 접촉을 방지하였다. 두 수용액의 농도는 인체 혈당 농도 범위인 400 mg/dL까지 100 mg/dL 단위로 나누었고, $50{\mu}L$의 수용액으로 실험하였다. 공진 주파수에서 포도당 수용액과 염화나트륨 수용액의 투과계수($S_{21}$)를 측정한 결과, 100 mg/dL 농도 변화 대비 각각 -0.06 dB, 0.14 dB 변하는 것을 확인하였고, 상반된 경향을 통해 두 수용액의 농도에 따른 $S_{21}$의 변화를 선택적으로 구별하였다.

• 한국생산제조학회지
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• 제23권5호
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• pp.478-484
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• 2014

Ultrasonic atomic force microscopy(Ultrasonic-AFM) can be used to obtain images of the elastic properties of a subsurface and to evaluate the elastic properties by measuring the contact resonance frequency. When a tip is in contact with the sample, it is necessary to understand the cantilever behavior and the tip-sample interaction for the quantitative and reliable analysis. Therefore, precise analysis models that can accurately simulate the tip-sample contact are required; these can serve as good references for predicting the contact resonance frequency. In this study, modal analyses of the first four modes were performed to calculate the contact resonance frequency by using a spring model, and the deformed shapes of the cantilever were visualized at each mode. We presented the contact characteristics of the cantilever with a variety of contact conditions by applying the contact area, contact material thickness, and material properties as the parameters for the FEM analysis.