• 한국진공학회지
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• 제21권1호
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• pp.36-40
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• 2012

마이크로미터 크기의 역학적 공진기의 제작과 그 공진 주파수 변화를 이용하여 질량 변화량을 측정하는 방법에 대해 연구 하였다. 공진기의 공진 주파수를 측정하기 위해서 레이저의 간섭효과를 이용한 광학적 측정법을 사용하였는데 이 방법은 나노미터 스케일의 변위까지 감지할 수 있을 정도로 매우 감도가 높은 측정법이다. 공진기는 압전 세라믹(piezo ceramic) 위에 원자현미경(atomic force microscope)의 캔티레버를 붙여서 만들었는데 이 방법은 압전판이 캔티레버의 공진 주파수로 진동할 때 캔티레버의 변위가 가장 크게 변화됨을 이용한 것이다. 또한, 전자 빔 증착기(e-beam evaporation system)를 사용하여 금을 캔티레버 위에 증착하여 질량을 변화시킨 후에 질량 변화량에 따른 공진주파수의 변화량을 측정하였다. 이 공진기는 질량센서의 역할을 수행할 수 있으며 수 마이크로그램을 감지할 수 있는 감도를 가짐을 확인하였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.101-102
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• 2008

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.637-640
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• 2005

In this paper, we investigate the characteristics of a piezoresistive AFM cantilever in the range of $0\~30{\mu}N$ by using nano force calibrator (NFC), which consists of a high precision balance with resolution of 1 nN and 1-D fine positioning stage. Brief modeling of the cantilever is presented and then, the calibration results are shown. Tests revealed a linear relationship between the probing force and sensor output (resistance change), and the force vs. deflection. From this relationship, the force constant of the cantilever was calculated to 3.45 N/m with a standard deviation of 0.01 N/m. It shows that there is a big difference between measured and nominal spring constant of 1 N/m provided by the manufacturer s specifications.

• 전산구조공학
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• 제2권4호
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• pp.79-88
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• 1989

철골 건축 구조물이 횡하중을 받을 때 합성보의 거동에 대한 연구가 수행되었다. 실험으로부터 얻어진 결과와 수치해석에 의한 결과를 이용하여 합성보의 강성과 연결부에서의 강도를 위한 수학적 모델이 연결부의 상세를 고려하여 개발되었다. 또한 캔티레버 합성보의 skeleton 곡선과 hysteresis 곡선을 위한 해석모델이 제시되었다. 탄성보와 부재내의 비탄성 변형이 응집된 양 단부스프링으로 구성된 단일요소모델에 의한 합성보 요소가 컴퓨터 프로그램, DRAIN-2D에 포함되었으며, 해석결과는 실험결과의 비교를 통해 검정되었다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2005년도 추계학술대회 논문집
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• pp.81-84
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• 2005

We suggest flux quantum-based mechanism for force realization in the sub-pico-Newton range. By controlling the number of flux quantum in a superconducting ring, a force can be created as an integer multiple of a constant force step. For a 50 nm-thick Nb ring with the inner and outer radii of $5{\mu}m\;and\;10{\mu}m$, respectively, the force step is estimated to be 165 fN, assuming the magnetic field gradient of 10 T/m. We also estimated a maximum force limit to be $1\sim2$ pN.

• 구강회복응용과학지
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• 제36권3호
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• pp.176-182
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• 2020

목적: 수복물에 교합력을 가할때 식립된 임플란트의 개수, 배열 및 위치에 따른 임플란트, 보철물 및 지지 골에 발생하는 응력의 차이를 분석하고자 한다. 연구 재료 및 방법: 하악에 임플란트가 식립되어 고정성 보철물을 지지하는 4 종류의 3D 유한요소 모형을 제작하였다. 모델 M1은 2개의 임플란트 가운데에 가공치를 배열하였고, 모델 M2는 2개의 임플란트 외측에 캔티레버 가공치를 배열하였다. 모델 M3과 M4는 3개의 임플란트를 각각 일렬로 배열되거나, 엇갈리게 배열하였다. 총 120 N 크기의 수직력과 45도 측방력을 가하였고, 유한요소 응력 분석을 시행하였다 결과: 측방력 하중에 의해 발생한 최대 응력은 수직력 하중에 의한 것 보다 임플란트 부위에서 3.4 - 5.1배 더 컸고, 지지골 내에서는 3.5 - 8.3배 더 컸다. 모델 M2 의 고정성 보철물의 캔티레버 연결부에서 가장 큰 응력이 집중되었다. 임플란트 개수가 3개인 모델들이 2개인 경우보다 더 낮은 응력이 발생하였으나 M3과 M4에서 일렬 배열과 엇갈린 배열간의 응력 발생 차이는 작았다. 결론: 임플란트 배열의 엇갈림 정도는 응력 크기에 별 차이를 발생하지 않았으나, 캔티래버의 존재나 임플란트의 개수의 차이는 큰 영향을 주었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제19권2호
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• pp.191-199
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• 2007

본 연구에서는 캔틸레버 공법으로 가설되는 사장교의 최종단계에서 초기평형상태를 구현하기 위한 폐합 방법을 제안하였다. 캔티레버식 가설에 의한 사장교에서 초기평형상태의 구현을 위해서는 거더 폐합단계에서 폐합단면 양측의 연직 처짐, 회전각 및 축방향 변위에 대한 적합조건을 만족시켜야 하는데, 본 연구에서는 실제 시공시 적용 가능한 데릭 크레인의 인양력과 케이블의 장력, 그리고 주탑부에 설치된 유압잭을 이용하여 적절한 폐합이 가능함을 제시하였다. 제안된 방법을 예제 교량의 시공단계 해석에 적용하여 그 타당성을 검증하였으며, 폐합시 축방향 변위에 관한 적합조건의 고려 여부가 주탑의 결과에 큰 영향을 끼치는 것으로 나타났다.

• Progress in Superconductivity
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• 제11권1호
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• pp.36-41
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• 2009

Superconducting quantum phenomena are getting attention from the field of metrology area. Following its first successful application of Josephson effect to voltage standard, piconewton force standard was suggested as a candidate for the next application of superconducting quantum effects in metrology. It is predicted that a micron-sized superconducting Nb ring in a strong magnetic field gradient generates a quantized force of the order of sub-piconewtons. In this work, we studied the design and fabrication of Nb superconducting quantum interference device (SQUID) on an ultra-thin silicon cantilever. The Nb SQUID and electrodes were structured on a silicon-on-insulator (SOI) wafer by dc magnetron sputtering and lift-off lithography. Using the resulting SOI wafer, we fabricated V-shaped and parallel-beam cantilevers, each with a $30-{\mu}m$-wide paddle; the length, width, and thickness of each cantilever arm were typically $440{\mu}m,\;4.5{\mu}m$, and $0.34{\mu}m$, respectively. However, the cantilevers underwent bending, a technical difficulty commonly encountered during the fabrication of electrical circuits on ultra-soft mechanical substrates. In order to circumvent this difficulty, we controlled the Ar pressure during Nb sputtering to minimize the intrinsic stress in the Nb film and studied the effect of residual stress on the resultant device.

• 한국기계가공학회지
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• 제12권6호
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• pp.117-124
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• 2013

Recently, the cell adhesion phenomenon that occurs in or between cells and other substances has become an important field of research in biology and biomedical engineering. Among the research, the foundational studies primarily experiment using biomedical materials (e.g. Glass Beads) attached to an AFM cantilever. For cell adhesion research, the mechanism where biomedical materials can be attached to the cantilever must be developed for this purpose; however, the mechanism remains an insufficient step. In this paper, a new stage where the Glass Bead can be attached to the cantilever is designed and fabricated;, the mm range movement in the stage is controlled using the stepping motor with a minimum displacement of $1{\mu}m$. The adhesive flow is also controlled using a PZT actuator. In addition, through the air suction, the cantilever holder can be fixed to the stage. The new stage including the bond inflows mechanism is evaluated and analyzed using theory and experiments.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2005년도 추계학술대회 논문집
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• pp.59-62
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• 2005

Small force measurements ranging from 1 pN to $100{\mu}N$, we call it Nano Force, become the questions of common interests of biomechanics, nanomechanics, material researches, and so on. However, unfortunately, quantitative and accurate force measurements have not been taken so far. This is because there ,are no traceable force standards and a calibration scheme. This paper introduces a quantitative force metrology, which provides traceable link to SI (International Systems of Units). We realize SI traceable force ranging from 1 nN to $100{\mu}N$ using an electrostatic balance and disseminate it through transfer standards, which are self-sensing cantilevers that have integrated piezoresistive strain gages. We have been built a prototype electrostatic balance and Nano Force Calibrator (NFC), which is an AFM cantilever calibration system. As a first experiment, we calibrated normal spring constants of commercial AFM cantilevers using NFC. Calibration results show that the spring constants of them are quite differ from each other and nominal values provided by a manufacturer (up to 240% deviation).