• Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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• 1996.04a
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• pp.161-161
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• 1996

본 연구에서는 차량(승용차) 시동용 수퍼캐패시터-밧데리 조합시스템에 적용할 시작품 전기이중층 수퍼캐패시터(super-capacitor:SC)를 설계 제작 개발하고 그 성능 특성을 확인하였다. 재래식의 차량용 밧데리의 비동력(specific power)이 100~200 W/kg에 비하여 전기이중층 SC의 경우는 1,000~3,000 W/kg으로 단위 총량당의 동력이 매우 크다. 또한 충방전시의 화학반응이 없는 관계로 인하여 충전식 2차 전지에 비하여 사용수명이 매우 길다. 이러한 SC를 기존의 밧데리와 함께 조합하여 차량 시동용으로 사용하게 되면 밧데리의 사용수명을 2~3배 길게 할 수 있으며 밧데리는 시동에 필요한 큰 전류의 방전이 요구되지 않으므로 그 용량과 크기가 대체로 절반이상 줄어든다. 또한 매우 낮은 온도의 기후조건에서는 밧데리의 방전효율이 급격히 저하되므로 이를 대비하여 필요 이상의 과용량, 과중량 밧데리의 사용이 실제로 행해지고 있으나 조합시스템의 차량 시동시에는 SC가 갖는 특성상 -5$0^{\circ}C$까지의 기후조건에서도 방전효율이 크게 저하되지 않은 채 시동전류를 공급해주므로 혹한지역이나 혹한시의 차량시동에도 탁월한 시동성능을 갖는다. 설계 제작된 SC는 저장에너지 6KJ, 정격전압 12Volt, 설계축전용량 70F 그리고 사용은 도 범위가 섭씨 영하 25도에서 영상 50도이며 무공해성 수용성 전해질을 사용하였으며, 제작된 CS는 사용온도 범위에서 축전용량 65F - 85F, 내부저항 1.8mOhm - 5.2mOhm의 변화를 보였으며, 정상시동에 필요한 방전전류 300Amp의 경우 2.6초의 방전시간, 약 89%의 방전효율을 보였다. 현재까지 상온하에서 30.000회의 충방전 시험결과로서는 방전효율의 저하가 없는 양호한 성능을 보였으며, SC의 시범 작동시험을 실차(소나타 1800cc)에 장착하여 수행한 결과 20회 이상의 연속시동에서도 아무런 문제점 없이 잘 동작하였다.

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.25 no.1
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• pp.22-26
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• 2015

In this paper, a magneto-inductive wave generated in a chain of LC resonators fabricated with Ni-Zn ferrite cores and chip capacitors is presented. RF signal propagates to neighbor resonator one by one as a consequence of the magnetical coupling between two resonators in the device. The magnetical coupling is due to the mutual inductances along the chain of resonators. So, the signal amplitude (${\approx}$ coupling intensity) is dependent of the mutual inductance which can be adjusted by applied magnetic field. In order to demonstrate the device, some experiments have been carried out systemically. The transmission characteristics of a magneto-inductive wave could be controlled by applied external magnetic field. The device composed of 5 resonators; the center frequencies were estimated to be 32 MHz and 38 MHz with the external magnetic flux density of 75 Oe and 222 Oe, respectively. We expect that the reported results could open a promising way to a high variety of applications in one- and two-dimensional functional devices, such as transducers, delay lines, power dividers and couplers.

• Clean Technology
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• v.21 no.1
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• pp.62-67
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• 2015

We have developed a versatile method for the preparation of chemically linked graphene/multi-walled carbon nanotubes (MWNTs) hybrid materials via simple acid-catalyzed dehydration reaction between graphene oxide (GO) and amine-functionalized MWNTs (af-MWNTs). In this condition, ketone (-C=O) groups in GO and primary amine (-NH₂) moieties in af-MWNTs readily react to form imine (-C=N-) linkage. The chemical structures of graphene/MWNTs hybrid materials have been investigated using various microscopic and spectroscopic measurements. As a result of the synergetic effects of hybrid materials such as improved surface area and the superior structural restoration of graphitic networks, the hybrid materials demonstrate improved capacitance with excellent long-term stability. Furthermore, controlled experiments were conducted to optimize the weight ratio of graphene/MWNTs in hybrid materials. The highest capacitance of 132.4 F/g was obtained from the GM7.5 material, in which the weight ratio between graphene and MWNTs was adjusted to 7.5/1, in 1M KOH electrolyte at a scan rate of 100 mV/s.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2007.06a
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• pp.85-85
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• 2007

최근 귀금속중의 하나인 Ruthenium(Ru)은 높은 일함수, 누설전류에 대한 높은 저항성등의 톡성으로 인해 캐패시터의 하부전극으로 각광받고 있다. 하부전극으로 증착된 Ru은 일반적으로 각 캐패시터의 분리와 평탄화를 위해 건식식각이 이루어진다. 하지만, 건식식각 공정중 유독한 $RUO_4$ 가스가 발생할 수 있으며, 불균일한 캐패시터 표면을 유발할 수 있다. 이러한 문제점들을 해결하기 위해 CMP 공정이 필요하게 되었다. 하지만, Ru은 화학적으로 매우 안정하기 때문에 Ru CMP 슬러리에 대한 연구가 필요하게 되었으며, 이에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 Ru CMP 공정에서 Chemical A가 에칭제 및 산화제로 사용된 슬러리의 pH 변화와 pH 적정제에 따른 영향을 살펴보았다. Ru wafer를 이용하여 static etch rate, passivation film thickness와 wettability를 pH와 pH 적정제에 따라 비교해 보았다. 또한, pH 적정제로 $NH_4OH$와 TMAH를 이용하여 pH별 슬러리를 제작하고 CMP 공정을 실시하여 Ru의 removal rate을 측정하였다. $NH_4OH$와 TMAH의 경우 각각 130. 100 nm/min의 연마율이 측정된 pH 6에서 가장 높은 연마률을 보였으며, TMAH의 경우가 pH 전 구간에서 $NH_4OH$에 비해 낮은 연마율이 측정되었다. TEOS 에 대한 Ru의 선택비를 측정해 본 결과, $NH_4OH$의 경우 pH 8~9. TMAH의 경우 pH 6~7에서 높은 selectivity를 얻을 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.114-114
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• 2010

최근 고용량의 디커플링 캐패시터를 기판에 내장하여 고주파 발생의 원인인 배선길이와 실장 면적을 획기적으로 줄이는 임베디드 디커플링 캐패시터에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 하지만 기존의 공정들은 높은 공정온도와 같은 공정상의 한계를 가지고 있어 상온 저 진공 분위기에서 세라믹 분말을 기판에 고속 분사시켜 기공과 균열이 거의 없는 치밀한 나노구조의 세라믹 제작이 가능한 후막코팅기술인 Aerosol Deposition Method (ADM)에 착목하였으며, 이 ADM을 박막공정으로 응용하여 $BaTiO_3$ 박막을 제작하고 고용량의 디커플링 캐패시터 제작을 실현하고자 한다. 하지만, Cu 기판 상에 성막 된 $0.5\;{\mu}m$이하의 $BaTiO_3$ 박막에서는 $BaTiO_3$ 분말 내에 존재하는 평균입자 보다 큰 입자와 응집분말로 인해 발생하는 pore, crater, not-fully-crushed particles와 같은 거시적인 결함들에서의 전류 통전과 울퉁불퉁한 $BaTiO_3$ 박막과 기판 사이의 계면에서의 전계의 집중에 의한 전류의 증가로 인하여 큰 누설전류 발생하는 문제에 봉착하였다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 제시된 효과적인 방법으로 Stainless steel 기판과 같이 표면경도가 높은 기판을 사용하는 것이며, 이를 통해 $0.2\;{\mu}m$의 두께까지 유전 $BaTiO_3$ 박막을 성막 할 수 있었으며, 치밀한 표면 미세구조와 줄어든 $BaTiO_3$ 박막과 기판 사이의 계면의 거칠기를 확인하였다. 하지만, $BaTiO_3$ 박막 내에 발생하는 누설전류의 근본원인을 확인하기 위해서는 누설전류에 대한 미시적인 접근이 더욱 요구된다. 이에 본 연구에서는 누설전류 발생원인의 미시적 접근을 위해 두께에 따른 $BaTiO_3$ 박막의 누설전류 전도기구에 대한 조사하였으며, 이를 통해 $BaTiO_3$ 박막내 발생하는 누설전류의 원인은 $BaTiO_3$막 내에서 donor로서 역할을 하는 oxygen vacancy와 불균일한 전계의 집중으로 인한 전자의 tunneling 현상임을 확인할 수 있었다. 또한, Nano-indenter와 Conductive atomic force microscopic를 이용한 정밀 측정을 통해 표면경도의 중요성을 재확인하였으며 $BaTiO_3$ 박막의 두께가 $0.2\;{\mu}m$이하로 더욱 얇아지게 되면 입자간 결합 문제 또한 ADM을 박막화 하는데 있어 중요한 요소임을 확인하였다.

• Journal of Advanced Navigation Technology
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• v.17 no.6
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• pp.646-651
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• 2013

In this paper, a small inverted-F antenna with adjustable characteristics is proposed with use of lumped elements, capacitor and resistor. Capacitor is inserted between end of the antenna and ground for size reduction and tuning of resonant frequency. On the other hand, $0{\Omega}$ resistor is replaced as the short line connected to ground. The movement of short point due to use of $0{\Omega}$ resistor results in providing variation of input impedance. Therefore optimum characteristics can be obtained only by proper choice of capacitor and short point without redesign of it's geometry. In order to check the validity, the proposed antenna is designed and fabricated for 2.4 GHz frequency band, and then is applied to a product of Zigbee wireless remote controller. As a result, the size of applied antenna is $8.5{\times}4.5mm^2$ and it is observed that the measured bandwidth and antenna gain are 150 MHz and 2 dBi respectively without redesign of the antenna.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
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• v.5 no.1
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• pp.21-26
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• 2002

A supercapacitor was developed using an amorphous ruthenium oxide material. The electrode of supercapacitor was prepared using an amorphous ruthenium oxide, which was synthesized from ruthenium trichloide hydrate$(RuCl_3{\cdo5}xH_2O)$. Thin film of tantalum was used as a current collector because it had wide. potential window characteristics than titanium and 575304 materials. A supercapacitor was assembled with ruthenium oxide as an electrode active material and 4.8M sulfuric acid solution as an electrolyte. The specific capacitance of the electrode was tested by a cyclic voltammetry using a half cell. The maximum differential specific capacitances during the oxidative and the reductive scans were 710 and $645\;F/g-RuO_2{\cdot}nH_2O$, respectively. The average specific capacitance was $521\;F/g-RuO_2{\cdot}nH_2O$. The assembled supercapacitor was protonated to the potential level of 0.5V vs. SCE. Super-capacitor, which was adjusted to the appropriate protonation level, had the specific capacitance of $151\;F/g-RuO_2{\cdot}nH_2O$ based on the concept of full cell.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
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• v.6 no.2
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• pp.145-152
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• 2003

Capacitance of a hybrid capacitor that has characteristics of both electrolyte capacitor and supercapacitor is determined by anode surface covered with oxide layer. In this study, optimal condition processes for anode to fabricate a high voltage hybrid capacitor was investigated. We mixed aluminum powder having mean particle size of $40{\mu}m$ with NaCl powders at weight ratio of 4 : 1 and prepared a disk type electrode after annealing at various temperature. After dissolving NaCl in $50^{\circ}C$ distilled water, heat treatment, eletropolishing, chemical treatment, and the first and the second etching of Al disk were conducted. In each process, capacitances and resistances of the disk measured by ac-impedance analyzer were compared to find its optimum treatment condition. Also, the surface morphology of treated disks were observed and compared by SEM. After the second etching, the Al disk was anodized at 365V to make an anode of hybrid supercapacitor that can be operated at 300V, Capacitance and resistance of the anodized Al disk electrode was compared with those of commercialized conventional aluminum electrolytic capacitor at different frequencies.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.11 no.8
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• pp.671-678
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• 2001

All solid-state thin film micro supercapacitor, which consists of $RuO_2$/LiPON/$RuO_2$ multi layer structure, was fabricated on Pt/Ti/Si substrate using a $RuO_2$ electrode. Bottom $RuO_2$ electrode was grown by dc reactive sputtering system with increasing $O_2/[Ar+O_2]$ ratio at room temperature, and a LiPON electrolyte film was subsequently deposited on the bottom $RuO_2$ electrode at pure nitrogen ambient by rf reactive sputtering system. Room temperature charge-discharge measurements based on a symmetric $RuO_2$/LiPON/$RuO_2$ structure clearly demonstrates the cyclibility dependence on the microstructure of the $RuO_2$ electrode. Using both glancing angle x-ray diffraction (GXRD) and transmission electron microscopy (TEM) analysis, it was found that the microstructure of the $RuO_2$ electrode was dependent on the oxygen flow ratio. In addition, x- ray photoelectron spectroscopy(XPS) examination shows that the Ru-O binding energy is affected by increasing oxygen flow ratio. Furthermore, TEM and AES depth profile analysis after cycling demonstrates that the interface layer formed by interfacial reaction between LiPON and $RuO_2$ act as a main factor in the degradation of the cyclibility of the thin film micro-supercapacitor.

• Clean Technology
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• v.19 no.4
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• pp.410-415
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• 2013

The supercapacitors were fabricated using silver (Ag) nano paste and activated carbon paste on the polyimide (PI) film and 5% potassium polyacrylate (PAAK) was used for gel electrolyte. In this paper, the current collector film and the electrode film were fabricated using screen printing. The thickness of printed silver paste was $7.3{\mu}m$ and the sheet resistance has the range of $5-7m{\Omega}/square$. An activated carbon with a surface area of $1,968m^2/g$, an electronic conducting agent (SUPER P, TIMCAL) and poly (4-vinylphenol) were mixed in 2-(2-buthoxyethoxy) ethyl acetate (BCA) with a ratio of 7:1:3 to fabricate the electrode paste. To analyze electrochemical characteristics, cyclic voltammetry was performed to evaluate the stability of the devices under the voltage range of -0.5-0.5 V. The calculated specific capacitances were 44.04 and 8.62 F/g for 10 and 500 mV/s scan rates, respectively.