• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2009.06a
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• pp.467-470
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• 2009

A novel 8 V DC power source with an external series-parallel connection of 50 Dye-Sensitized Solar Cells(DSSCs) has been proposed. One DSC has the optimized length to width ratio of $5.2{\times}2.6$ cm and an active area 8 $cm^2$($4.62{\times}1.73$ cm) which attained a conversion efficiency of 4.2%. From the electrochemical impedance spectroscopic analysis, it was found that the resistance elements related to the Pt electrode and electrolyte interface behave like that of diode and the series resistance corresponds to the sum of the other resistance elements. In addition, the TEMoo mode pulsed Nd:YAG laser beam is used to improve the incident photon to current efficiency(IPCE) of DSSC. From this result, this novel 8V-0.38A DC power source shows stable performance with an energy conversion efficiency of about 4.5% under 1 sun illumination(AM 1.5, Pin of 100 $mW/cm^2$).

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.117-117
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• 2010

나노입자 제조 기술이 점차 발전하면서 금속산화물, 반도체용 및 태양전지용, 신소재 등 다양한 응용분야에 사용하고 있다. 따라서 이와 같은 나노입자 제조방법으로는 펄스 레이저 용사법(pulsed laser ablation), 플라즈마 아크 합성법(plasma arc synthesis), 열분해법(pyrolysis), plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD)법 등과 같은 기상공정이 많이 사용되고 있다. 기상공정은 기존의 공정에 비해 고순도 입자의 대량 생산, 다성분 입자의 화학적 균질성 유지, 비교적 간단하고 깨끗한 공정 등의 장점을 가지고 있다. 기상공정에서 일반적인 입자 형성 메커니즘은 기체 상태의 화학 물질이 물리적 공정 혹은 화학 반응에 의해 과포화상태에 도달하게 되며, 이 때 동질 핵생성(homogeneous nucleation)이 일어나고 생성된 핵(nuclei)에 기체가 응축되고 충돌, 응집하면서 입자는 성장하게 된다. 열분해법은 실리콘 나노입자를 생산하는 기상공정 중 하나이다. 일반적으로 열분해 공정은 지속적으로 열이 가해지는 반응기 내에 반응기체인 $SiH_4$을 주입하고, 운반기체는 He, $H_2$, Ar, $N_2$ 등을 사용하였을 때, 높은 열로 인해 $SiH_4$가 분해되며, 이 때 가스-입자 전환 현상(gas to particle conversion)이 일어나 실리콘 입자가 형성된다. 그러나 입자 형성과정은 $SiH_4$ 농도, 유량, 작동 압력, 온도 등 매우 다양한 요소에 영향을 받는다. 고, 복잡한 화학반응 메커니즘에 의해 명확히 규명되지는 못하고 있다. 이에 본 연구에서는 복잡한 화학반응을 해석하는 상용코드 CHEMKIN 4.1.1을 이용하여 열분해 반응기 내에서의 실리콘 입자 형성, 성장, 응집, 전송 모델을 만들고 이를 수치해석하였다. 표면 반응, 응집, 전송에 의한 입자 성장 메커니즘을 포함하고 있는 aerosol dynamics model을 method of moment법으로 해를 구하였으며, 이를 실험 결과와 비교하여 모델링을 검증하였다. 또한 반응기의 온도, 압력, 가스 농도, 유량 등의 요소를 고려하여 실리콘 나노입자를 형성하는 최적의 조건을 연구하였다.

• Journal of Welding and Joining
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• v.18 no.2
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• pp.86-94
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• 2000

This study was performed to investigate types and formation mechanism of cracks in two Al alloy welds, A5083 and A7N01 spot-welded by pulse Nd : YAG laser, using SEM, EPMA and Micro-XRD. In the weld zone, three types of crack were observed : center line crack({TEX}$C_{C}${/TEX}), diagonal crack({TEX}$C_{D}${/TEX}), and U shape crack({TEX}$C_{U}${/TEX}). Also, HAZ crack({TEX}$C_{H}${/TEX}) was observed in the HAZ region, furthermore, mixing crack({TEX}$C_{M}${/TEX}) consisting of diagonal crack and HAZ crack was observed. White film was formed at th hot crack region in the fractured surface after it was immersed to 10% NaOH water. In the case of A5083 alloy, white films in {TEX}$C_{C}${/TEX} crack and {TEX}$C_{D}${/TEX} crack region were composed of low melting phases, {TEX}$Fe_{2}SiAl_{8}${/TEX} and eutectic phases, $Mg_2$Al$_3$ and $Mg_2$Si. Such films observed $CuAl_2$, {TEX}$Mg_{32}(Al,Zn)_{3}${/TEX}, MgZn$_2$, $Al_2$CuMg and $Mg_2$Si were observed in the whitely etched films near {TEX}$C_{C}${/TEX} crack and {TEX}$C_{D}${/TEX} crack regions. The formation of liquid films was due to the segregation of Mg, Si, Fe in the case of A5083 alloy and Zn, Mg, Cu, Sim in the case of A7N01 alloy, respectively. The {TEX}$C_{C}${/TEX} and {TEX}$C_{D}${/TEX} cracks were regarded as a result of the occurrence of tensile strain during the welding process. The formation of {TEX}$C_{M}${/TEX} crack is likely to be due to the presence of liquid film at the grain boundary near the fusion line in the base metal as well as in the weld fusion zone during solidification. The {TEX}$C_{U}${/TEX} crack is considered a result of the collapsed keyhole through incomplete closure during rapid solidification.

• Journal of Welding and Joining
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• v.25 no.6
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• pp.71-77
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• 2007

Until now, many researches on laser-arc hybrid welding processes have been conducted mainly for high power CW laser and high direct current arc to weld the thick steel plates for shipbuilding. Recently, however the usage of thin steel plates, which tend to be deformed easily by thermal energy, is been increasing because of demand of light structure such as car body in the automobile industry. Accordingly, heat sources having relatively low heat input such as pulsed laser, dip-transfer DC GMA and pulsed GMA seem to be applied more increasingly and the study about those heat sources is needed more intensively. Any heat source mentioned above can not stand alone without weld defects at a relatively high welding speed for increasing the welding productivity. This is main reason to apply the hybrid welding process which uses pulsed laser and low-heat-input GMA heat sources simultaneously to weld the thin steel plate. In this study, parameters of pulsed laser and dip-transfer DC GMA welding are studied firstly through preliminary experiments, and then analyzed in the viewpoint of their physical phenomena. Before conducting the hybrid welding, a pulse control technique is developed based on the parallel port communication and Visual C++ 6.0. Owing to development of this technique, interactions of laser and arc pulses can be controlled consistently. Using the pulse control technique, the hybrid welding is conducted and then its interactive welding phenomenon is analyzed.

• Transactions of Materials Processing
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• v.28 no.1
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• pp.43-48
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• 2019

Aluminum nitride (AlN) is used by the semiconductor industry, and is a compound that is required when manufacturing high thermal conductivity. The AlN films with c-axis orientation and thermal conductivity characteristic were deposited by using the Pulsed Laser Deposition (PLD). The AlN thin films were characterized by changing the deposition conditions. In particular, we have researched the AlN thin film deposited under optimal conditions for growth atmosphere. The epitaxial AlN films were grown on sapphire ($c-Al_2O_3$) single crystals by PLD with AlN target. The AlN films were deposited at a fixed temperature of $650^{\circ}C$, while conditions of nitrogen ($N_2$) pressure were varied between 0.1 mTorr and 10 mTorr. The quality of the AlN films was found to depend strongly on the $N_2$ partial pressure that was exerted during deposition. The X-ray diffraction studies revealed that the integrated intensity of the AlN (002) peak increases as a function the corresponding Full width at half maximum (FWHM) values decreases with lowering of the nitrogen partial pressure. We found that highly c-axis orientated AlN films can be deposited at a substrate temperature of $650^{\circ}C$ and a base pressure of $2{\times}10^{-7}Torr$ in the $N_2$ partial pressure of 0.1 mTorr. Also, it is noted that as the $N_2$ partial pressure decreased, the thermal conductivity increased.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2022.05a
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• pp.101-103
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• 2022

CCTV is mainly used as a real-time detection system for critical facilities. In the case of CCTV, although the accuracy is high, the viewing angle is narrow, so it is used in combination with a sensor such as a radar. LiDAR is a technology that acquires distance information by detecting the time it takes to reflect off an object using a high-power pulsed laser. In the case of lidar, there is a problem in that the utilization is not high in terms of cost and technology due to the limitation of the number of simultaneous processing sensors in the server due to the data throughput. The detection method by the optical mesh sensor is also vulnerable to strong winds and extreme cold, and there is a problem of maintenance due to damage to animals. In this paper, by using the 1550nm wavelength band instead of the 905nm wavelength band used in the existing lidar sensor, the effect on the weather environment is strong and we propose to develop a system that can integrate and control multiple sensors.

• The Journal of the Korea institute of electronic communication sciences
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• v.18 no.6
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• pp.1067-1072
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• 2023

We prepared AZO (Al₂O₃ : 3 wt %) thin films according to the substrate temperature using the pulsed laser deposition method and the structural, electrical, and optical properties of the thin films were investigated. The AZO thin film deposited at 400℃ showed the best (002) orientation and the FWHM was 0.38°. As a result of the investigation of electrical properties, it was confirmed that the carrier concentration and mobility increased and the resistivity decreased as the substrate temperature increased. The average transmittance in the visible light region showed a high value of 85% or more regardless of the substrate temperature. The Burstein-Moss effect, in which the carrier concentration would increase with increasing substrate temperature thereby widening the energy band gap, was also observed. The resistivity and the figure of merit of the AZO thin film deposited at a substrate temperature of 400℃ were 6.77 × 10^-4 Ω·cm and 1.02 × 10⁴ Ω^-1·cm^-1 respectively, showing the best value.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.81-81
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• 2010

유리기판위에 큰 결정입자를 갖는 실리콘 (폴리 실리콘) 박막을 제조하는 것은 가격저가화 및 대면적화 측면 같은 산업화의 높은 잠재성을 가지고 있기 때문에 그동안 많은 관심을 가지고 연구되어 오고 있다. 다양한 방법을 이용하여 다결정 실리콘 박막을 만들기 위해 노력해 오고 있으며, 태양전지에 응용하기 위하여 연속적이면서 10um이상의 큰 입자를 갖는 다결정 실리콘 씨앗층이 필요하며, 고속증착을 위해서는 (100)의 결정성장방향 등 다양한 조건이 제시될 수 있다. 다결정 실리콘 흡수층의 품질은 고품질의 다결정 실리콘 씨앗층에서 얻어질 수 있다. 이러한 다결정 실리콘의 에피막 성장을 위해서는 유리기판의 연화점이 저압 화학기상증착법 및 아크 플라즈마 등과 같은 고온기반의 공정 적용의 어려움이 있기 때문에 제약 사항으로 항상 문제가 제기되고 있다. 이러한 관점에서 볼때 유리기판위에 에피막을 성장시키는 방법으로 많지 않은 방법들이 사용될 수 있는데 전자 공명 화학기상증착법(ECR-CVD), 이온빔 증착법(IBAD), 레이저 결정화법(LC) 및 펄스 자석 스퍼터링법 등이 에피 실리콘 성장을 위해 제안되는 대표적인 방법으로 볼 수 있다. 이중에서 효율적인 관점에서 볼때 IBAD는 산업화측면에서 좀더 많은 이점을 가지고 있으나, 박막을 형성하는 과정에서 큰 에너지 및 이온크기의 빔 사이즈 등으로 인한 표면으로의 damages가 일어날 수 있어 쉽지 않는 방법이 될 수 있다. 여기에서는 이러한 damage를 획기적으로 줄이면서 저온에서 결정화 시킬 수 있는 cold annealing법을 소개하고자 한다. 이온빔에 비해서 전자빔의 에너지와 크기는 그리드 형태의 렌즈를 통해 전체면적에 조사하는 것을 쉽게 제어할 수 있으며 이러한 전자빔의 생성은 금속 필라멘트의 열전자가 아닌 Ar플라즈마에서 전자의 분리를 통해 발생된다. 유리기판위에 흡수층 제조연구를 위해 DC 및 RF 스퍼터링법을 이용한 비정질실리콘의 박막에 대하여 두께별에 따른 밴드갭, 캐리어농도 등의 변화에 대하여 조사한다. 최적의 조건에서 비정질 실리콘을 2um이하로 증착을 한 후, 전자빔 조사를 위해 1.4~3.2keV의 다양한 에너지세기 및 조사시간을 변수로 하여 실험진행을 한 후 단면의 이미지 및 결정화 정도에 대한 관찰을 위해 SEM과 TEM을 이용하고, 라만, XRD를 이용하여 결정화 정도를 조사한다. 또한 Hall효과 측정시스템을 이용하여 캐리어농도, 이동도 등을 각 변수별로 전기적 특성변화에 대하여 분석한다. 또한, 태양전지용 흡수층으로 응용을 위하여 dark전도도 및 photo전도도를 측정하여 광감도에 대한 결과가 포함된다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.80-80
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• 2010

유리기판위에 큰 결정입자를 갖는 실리콘 (폴리 실리콘) 박막을 제조하는 것은 가격저가화 및 대면적화 측면 같은 산업화의 높은 잠재성을 가지고 있기 때문에 그동안 많은 관심을 가지고 연구되어 오고 있다. 다양한 방법을 이용하여 다결정 실리콘 박막을 만들기 위해 노력해 오고 있으며, 태양전지에 응용하기 위하여 연속적이면서 10um이상의 큰 입자를 갖는 다결정 실리콘 씨앗층이 필요하며, 고속증착을 위해서는 (100)의 결정성장방향 등 다양한 조건이 제시될 수 있다. 다결정 실리콘 흡수층의 품질은 고품질의 다결정 실리콘 씨앗층에서 얻어질 수 있다. 이러한 다결정 실리콘의 에피막 성장을 위해서는 유리기판의 연화점이 저압 화학기상증착법 및 아크 플라즈마 등과 같은 고온기반의 공정 적용의 어려움이 있기 때문에 제약 사항으로 항상 문제가 제기되고 있다. 이러한 관점에서 볼때 유리기판위에 에피막을 성장시키는 방법으로 많지 않은 방법들이 사용될 수 있는데 전자 공명 화학기상증착법(ECR-CVD), 이온빔 증착법(IBAD), 레이저 결정화법(LC) 및 펄스 자석 스퍼터링법 등이 에피 실리콘 성장을 위해 제안되는 대표적인 방법으로 볼 수 있다. 이중에서 효율적인 관점에서 볼때 IBAD는 산업화측면에서 좀더 많은 이점을 가지고 있으나, 박막을 형성하는 과정에서 큰 에너지 및 이온크기의 빔 사이즈 등으로 인한 표면으로의 damages가 일어날 수 있어 쉽지 않는 방법이 될 수 있다. 여기에서는 이러한 damage를 획기적으로 줄이면서 저온에서 결정화 시킬 수 있는 cold annealing법을 소개하고자 한다. 이온빔에 비해서 전자빔의 에너지와 크기는 그리드 형태의 렌즈를 통해 전체면적에 조사하는 것을 쉽게 제어할 수 있으며 이러한 전자빔의 생성은 금속 필라멘트의 열전자가 아닌 Ar플라즈마에서 전자의 분리를 통해 발생된다. 유리기판위에 다결정 실리콘 씨앗층을 제조하기 위하여 전자빔을 조사하는 방법과 Al을 이용한 씨앗층 제조법이 비교되어 공정 수행이 이루어진다. 우선, 전자빔 조사를 위해 DC 및 RF 스퍼터링법을 이용하여 ${\sim}10^{20}cm^{-3}$이상의 농도를 갖는 $p^+^+$ 비정질 실리콘 박막을 제조한다. Al의 증착은 DC 스퍼터링법을 이용하여 제조하고 그 두께는 실리콘 박막의 두께와 동일한 조건(350nm)으로 제조한다. 제조된 샘플은 E-beam gun이 달린 챔버로 이동하여 1.4keV의 세기를 가지고 각각 10, 20, 50, 100초를 조사한 후 단면의 이미지를 SEM으로, 결정화 정도를 Raman으로, 결정화 방향 등에 대한 조사를 XRD로 분석 측정한다. 그리고 Hall effect를 통해 전자빔의 조사 전후의 캐리어 농도, 이동도 및 비저항 등에 대한 조사가 이루어진다. 동시에 Al을 촉매로 한 layer교환에 대하여 마찬가지로 분석을 통하여 최종적으로 비교분석이 이루어 진다. 전자빔을 조사한 샘플에 대하여 빠른 시간 및 캐리어농도 제어 등의 우수성이 보이며, 특히 ~98%이상의 결정화율을 보일 것으로 예상된다.

• Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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• v.24 no.5
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• pp.499-507
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• 2004

We have studied tile detection techniques, which can determine the location and the weight of an intruder into infrastructure, by using fiber-optic ROTDR (Rayleigh optical time domain reflectometry) sensor and fiber-optic BOTDA (Brillouin Optical time domain analysis) sensor, which can use an optical fiber longer than that of ROTDR sensor Fiber-optic sensing plates of ROTDR sensor, which arc buried in sand, were prepared to respond the intruder effects. The signal of ROTDR was analyzed to confirm the detection performance. The constructed ROTDR could be used up to 10km at the pulse width of 30ns. The location error was less than 2 m and the weight could be detected as 4 grades, such as 20kgf, 40kgf, 60kgf and 80kgf. Also, fiber optic BOTDA sensor was developed to be able to detect intrusion effect through an optical fiber of tells of kilometers longer than ROTDR sensor. fiber-optic BOTDA sensor was constructed with 1 laser diode and 2 electro-optic modulators. The intrusion detection experiment was peformed by the strain inducing set-up installed on an optical table to simulate all intrusion effect. In the result of this experiment, the intrusion effort was well detected as the distance resolution of 3m through the fiber length of about 4.81km during 1.5 seconds.