• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.161-162
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• 2011

최근 광전자 분야에서는 미래 에너지 자원에 대한 관심과 함께 GaN 기반 태양전지 연구가 활발히 진행되고 있다. GaN 물질은 높은 전자 이동도와 높은 포화 속도 등 광전자 소자에 유리한 광, 전기적 특성들을 가지고 있다. 또한, In의 함량을 변화시켜가며, 0.7eV에서 3.4eV까지 밴드갭을 조절함으로써, 자외선부터 적외선까지 태양빛 스펙트럼의 대부분을 흡수할 수 있는 장점이 있다. InGaN 태양전지의 효율을 높이기 위해서는 In의 함량을 늘려 밴드갭을 줄이는 것이 중요하다. 하지만 GaN 와 InN 간의 격자 부정합으로 인해 In 함량이 높은 단결정 InGaN 층을 두껍게 성장 하는 것이 어렵다. 때문에 GaN 기반 태양전지 관련 연구 그룹들이 태양전지의 효율 향상을 위해 활성층에 양자우물(MQWs) 구조, Supper Lattice (SLs) 구조와 같이 얇은 InGaN/GaN 층을 주기적으로 반복하여 적층함으로써 높은 조성의 In을 함유한 상질의 InGaN/GaN 층을 성장하는 연구들을 진행해 왔다. 본 연구에서는, p-i-n 구조와 MQW 구조를 갖는 InGaN 기반 태양전지를 제작하여, 각각의 특성을 분석해 봄으로써, In0.1Ga0.9N 태양전지 활성층의 구조에 따른 장/단점에 대해 논의하였다. 먼저 MOCVD를 이용하여 200 nm의 i-In0.1Ga0.9N 활성층을 갖는 p-i-n 구조와 In0.19Ga0.81N/GaN(3 nm/8 nm) MQWs (8 periods) 구조를 갖는 태양전지 에피를 각각 성장하였고, 그 후 공정을 통해 그림 1과 같이 InGaN 태양전지 소자를 제작하였다. 그 후, 각 태양전지의 전류/전압 곡선과 외부양자효율을 측정하여 그림 2와 같은 결과를 얻었다. p-i-n과 MQW 샘플의 외부양자효율은 각각 ~70%, ~25%로 측정 되었다. MQW 샘플의 외부 양자효율이 높지 않음에도 불구하고 p-i-n 구조에 비해 높은 In 함량을 가지고 있으므로, 더 넓은 파장의 빛을 흡수하여, 높은 단락전류(0.778 mA/cm2)를 보이고 있다. 또한 p-i-n 구조에 비해 높은 개방전압(2.3V)를 가지고 있으므로, MQW 샘플이 약 17% 정도 높은 변환효율(1.4%)를 보이고 있다. 이후 추가적으로 p-i-n 과 MQW 구조의 InGaN 태양전지에 나타나는 Voc와 Jsc의 차이를 Polarization 효과를 비롯한 다양한 측면에서 분석해 보고자 한다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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• pp.175-175
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• 2016

Sn도금액은 강산에서는 $Sn^{2+}$, 강알칼리에서는 $Sn^{4+}$석출이 안정하다. 중성영역은 도금액에 $Sn^{2+}$침전을 방지하기 위하여 착화제가 필요하다. 기록에 남아 있는 가장 오래된 Sn도금은 1856년 Gore가 4가의 주석산염을 사용한 알칼리성용액이다. 그 후 50~60년 사이에 2가의 염화주석($SnCl_2$)과 KOH에 Cyan 등의 착화제를 첨가한 도금액이 발표되었다. 최초의 실용적인 알칼리주석용액은 1931년 Oplinger의 4가 주석산 염으로서, $CH_3COONa$를 완충제로 사용하였고, $Sn^{2+}$을 산화시키기 위하여 과산화물이나 과 붕산염을 첨가하였다. 알칼리성 Sn용액은 Natrium용액과 Kalium용액이 있지만, Kalium염이 용해성이 좋고, Sn농도를 높여 전류밀도를 높일 수 있다. 알칼리성용액은 도금속도가 산성용액의 1/2로 되고, 음극효율도 80~90% 정도 낮아, 두꺼운 피막이나 생산성을 중시하는 부품에는 적합하지 않다. 초기의 산성용액은 Sn의 정련목적으로 사용되었고, Pb정련에 사용된 Fluor규산용액에 Gelatine을 첨가하였다. Mathers는 Cresol산을 첨가하여 미량의 Cresol포화용액을 사용하여 고속으로 두껍게 석출시킬 수 있었다. 독일의 Schloetter도 다양한 방향족 술폰산으로써 반 광택피막을 실현하였다. 산성Sn도금액은 첨가제에 어떠한 유기화합물을 사용하는가는 도금장치나 석출상태로써 결정할 수 있다. Hothersall과 Bradshaw는 Cresol술폰산을 첨가하여 도금액 안정성 향상을 발견했다. Cresol술폰산은 $Sn^{2+}$의 안정제이며, Gelatine은 분산제기능을 한다. 붕 불화용액은 Sn농도를 높일 수 있고, $2{\sim}12A/dm^2$의 고 전류밀도의 도금이 가능하다. 1937년 Schloetter가 개발하여 미국의 제철회사에서 사용되었다. Sn-Ni도금은 Ni도금보다도 뛰어난 내식성이 있기 때문에 자전거, 자동차부품에 사용되고 있다. 실용도금액은 1951년 Parkinson이 발표한 HBF/HCL용액이다. $SnCl_2$산성용액에서 표준전위는 -0.136V인데 비하여, Ni이온의 표준전위는 -0.25V이다. HF용액에서는 불화물이온이 $Sn^{2+}$의 석출전위를 (-)방향으로 이동시켜서 합금석출이 가능하다. Sn-Co도금은 Cr도금의 색조에 가깝고, 장식목적으로 사용된다. Cr도금 대체용으로 사용된다. 내마모성이나 내식성은 Cr도금보다도 떨어지기 때문에 장식목적에 한정된다. 1953년 Parkinson은 Sn-Ni도금연구에서 동일한 용액조성으로부터 Co 30%를 석출시켰다. Sn-Zn도금은 방식도금으로서 자동차부품에 많이 사용되고 있다. Sn과 Zn의 표준전위는 서로 멀리 떨어져 있기 때문에 산성용액에서는 공석될 수 없다. 1980년대에 들면서, 방식Cd(Cadmium)도금의 독성 때문에 Sn-Zn도금을 재인식 하게 되었다. 1957년 Vaid 등이 No Cyan도금액을 발표했다. 그 후 러시아의 연구자가 안정한 도금액을 연구하였고, Srivastava와 Muckergee가 1976년에 종합하였다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제48권2호
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• pp.95-104
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• 2011

본 논문에서는 complementary 나선형 공진 구조와 인터디지털 구조 기반의 메타물질 전송 선로가 전압 제어 발진기의 위상 잡음을 줄이기 위해서 제안되었다. 이와 같은 메타물질 전송 선로는 접지 면에 식각된 complementary 나선형 공진 구조의 배열과 신호 면의 인터디지털 전송 선로를 적용하여 구현되었다. 신호 면의 인터디지털 전송 선로는 인터디지털 구조가 없는 일반적인 전송 선로보다 더 높은 공진 Q 특성을 얻기 위해서 사용되었다. 제안된 메타물질 전송 선로의 공진 특성과 Q 특성의 고유 포화 특성이 신호 면의 전송 선로의 폭, complementary 나선형 공진 구조의 크기, complementary 나선형 공진 구조 사이의 전류 방향, complementary 나선형 공진 구조의 단위 셀 쌍의 수를 변화시킴으로써, 그리고 인터디지털 구조의 유무에 의해서 분석되어졌다. 제안된 전압 제어 발진기의 위상 잡음과 주파수 조절 범위는 -127.50~-125.33 dBc/Hz @ 100 kHz와 5.744~5.852 GHz이다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제11권1호
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• pp.45-53
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• 2006

본 연구에서는 토양의 전기가열 특성을 실험을 통해 규명함으로서, 전기저항열을 이용한 토양증기추출법을 실제 현장에 적용 시 토양가열 효율을 증가시키는 방안을 도출하기 위하여, 반응조를 이용한 토양 종류별 자체 특성에 따른 가열 특성과 외부에서의 전기적 특성의 조절을 통한 가열 특성을 살펴보았다 토양의 업자가 작을수록, 토양 내 이 온이 풍부할수록 전기가열 효율이 증가되었으며, 토양이 물로 포화된 경우에도 전기 가열 효율이 증가하였으나 공극률 이상으로 수분이 있는 경우는 오히려 효율이 떨어졌다. 전압이 증가할수록, 전극 사이가 짧아질수록, 유류 오염된 토양일수록 효율은 증가되었다 본 연구에서는 초기 전류와 전기전도도의 정량적 상관관계를 도출함으로써 직접적인 전기가열 실험 없이 전기전도도로 반응조 내 토양이 $100^{\circ}C$ 온도 상승의 가능성을 예측할 수 있게 됐다.

• 한국가스학회지
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• 제18권1호
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• pp.61-67
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• 2014

고강도 DP강의 수소취성 거동을 소형펀치시험을 통해 평가하였다. 이를 위해 첨가원소가 각기 다른 3종의 DP강 시험편에 전기화학적 방법으로 수소를 강제 주입시켰다. 수소주입 후, 수소주입량을 측정하였다. 수소주입량은 마르텐사이트 부피분율에 크게 의존하는 것으로 조사되었다. 전류밀도 150, $200mA/cm^2$ 조건에서 25시간이 포화상태에 도달하는 수소주입조건으로 나타났다. SP시험 후 SP에너지와 SP bulb 형상을 비교한 결과, 수소주입량의 증가에 따라 SP에너지와 SP bulb 높이가 감소하는 것으로 나타났다. 또한 SP bulb 파단면에서는 뚜렷한 facet와 층상형태의 벽개 파단면이 관찰되어 수소취성화를 관찰할 수 있었다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제38권3호
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• pp.166-173
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• 2001

PLZT(10/30/70), PLT(10) 및 PZT(30/70) 와 같은 강유전체 박막의 이력곡선을 field-dependent polarization 모델을 이용하여 시뮬레이션하고, 측정한 실험적 결과와 비교, 분석하였다. PZT(30/70) 박막의 경우, 5V 이상의 인가전압에서 분극의 포화현상이 둔감하게 나타나고 시뮬레이션 값과의 차이도 심해 강유전체 분극이 순수한 dipole 외에도 다양한 전하의 영향을 받아 형성된다는 사실을 알 수 있다. 또, quasi-MFISFET 소자의 드레인 전류는 field-dependent polarization 모델의 강유전체 이력곡선에서 얻은 파라미터를 square-law FET 모델에 적용시켜 효과적으로 추출하였고, 모델링 결과는 실험값과 유사하였다. 그리고, quasi-MFISFET 소자의 gate 에 -10V의 'write' 전압을 인가한 상태에서 PZT(30/70) 박막을 사용한 경우, PLZT(10/30/70), PLT(10) 박막 보다 빨리 채널이 형성되었는데, 그 원인은 강유전체 박막에 따른 retention 특성에서 PZT(30/70) 박막의 분극 감소가 PLZT(10/30/70), PLT(10) 박막의 분극 감소 보다 약 3∼4 배 이상 크다는 점에서 찾을 수 있다.

• 한국안전학회지
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• 제30권6호
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• pp.34-39
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• 2015

The study is aimed to develop fuzzy logic system that has overcurrent and saturation time as input variable and possibility of electrical fire as output variable by making bad conductor area with physical damage to indoor wiring. Most previous studies focused on thermal characteristics depending on the current size and no study considered the current size and saturation time at the same time. Therefore, the paper made into account current value and saturation time together. To this end, it created bad conductor area half the size of IV conductor (1.6 mm) on purpose and transmit electrical current from 10A to 60A by unit of 2A to find out the thermal characteristics and saturation time for current. Based on the data that came out, the study applied fuzzy logic and established the current and saturation time as input variable and chance of fire as output variable. As a result, the center of area of the system that depended only on the existing current value was 75 while the system that applied both current and saturation time presented the chance of fire at 92. It is found that the chance of bad conductor area and deteriorated insulation of electrical wire had current and saturation time as important variables. The data can be used as basic data like deteriorated wire insulation or operation features of circuit breaker in investigating the cause of electrical fire.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.221-221
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• 2011

수 Tera Watt급의 가속기 및 펄스파워 시스템은 다수의 스위치를 사용하고 있으며, 이와 같은 가속기 및 시스템의 성능은 기체방전 스위치의 성능에 직접적으로 관련되어 있다. 일반적으로 이와 같은 기체방전, 액체방전 고출력 스위치는 다목적으로 많은 연구와 개발에 응용되고 있다. 예를 들어 천둥 펄스전자빔 발생장치는 12개의 Marx gap 및 3개의 100 kV 펄스충전 전기트리거 gap을 가지고 있다. 기체 방전 또는 액체 방전 펄스 충전 갭 스위치의 음극에 펄스 고전압이 인가되면 이로 인하여 음극에서 전자빔이 발생한다. 내부에는 전자빔이 양극과 충돌하는 순간 양극표면에 플라스마가 형성된다. 이와 같은 플라스마 sheath는 축 방향 이극관 안에서 양극 충전 에서 음극으로 팽창하면서 전파하며, 또한 거의 동시에 음극표면에도 플라스마가 형성되어 음극에서 양극으로도 팽창하여 전파하게 된다. 이와 같은 펄스충전 고출력 갭 스위치 안에서 발생되는 방전 플라스마의 특성에 관한 갭 breakdown 과정에 대한 특성연구를 한다. 고출력 스위치의 특성 조건으로는 방전전압, 방전시간, jitter 등이 있다. 본 연구에서는 최대전압 600 KV, 최대전류 88 KA, 펄스 폭 60 ns의 특성을 가지는 고전압 펄스 시스템 '천둥'을 이용하여 방전 챔버에 고전압 펄스를 인가하고 N2와 SF6 혼합기체 종류와 압력에 따른 현상을 전기, 광학적으로 연구하였다. 전극은 구리텅스텐 합금재질의 표준전극을 사용하였고, 전극 간격은 20 mm로 고정하였다. 방전 챔버 압력을 100 torr에서 4 기압까지 변화시켜가며 실험을 진행하였고, N2에 대한 SF6의 혼합비율을 0%~100%까지 변화시키며 실험을 진행하였다. 실험결과 방전전압은 압력이 증가함에 따라 증가하다가 2 기압 이상에서는 완만히 증가하는 경향을 보였고, SF6 혼합비율은 0~10%까지 급격히 증가하고, 그 이상의 혼합비율에서는 완만히 증가하였다. 전자온도는 SF6 혼합비율이 0~10%일 때 급격히 증가하여 이후에는 포화되는 경향을 보였고, 압력에 따라서는 큰 경향성을 보이지 않았다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제20권2호
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• pp.205-212
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• 1999

수술실에서 수술도중 환자의 뇌파를 관찰하고자 할 경우에 전기수술기를 사용하게 되면 매우 높은 주파수와 큰 전압의 전기적 잡음이 발생하게 되며, 기존의 뇌파측정기는 이 잡음에 의해서 포화되어 뇌파 측정이 불가능하다. 본 연구에서는 고신뢰도의 뇌파 측정용 CSA 시스템을 구성하기 위하여 전기수술기의 간섭이 적은 양극 뇌파증폭기를 개발하고자 하였다. 개발된 양극 뇌파 증폭기는 balanced filter를 사용하여 전기수술기의 잡음이 뇌파 증폭기의 입력으로 들어가는 것을 줄이도록 하였으며, 전치증폭기의 전원과 신호를 접지와 분리하여 전기수술기에서 나온 전류가 뇌파 증폭기를 통해 접지로 흘러 들어가는 경로를 차단하였고, 높은 주파수에서도 CMRR 특성이 좋은 차동증폭기를 사용하여 고주파 성분의 공통 성분 잡음을 제거함으로써 전기수술기의 잡음을 상당히 줄일 수 있었다. 이와 같이 개발된 양극 뇌파증폭기는 고이득, 저잡음, 높은 CMRR, 고입력 임피던스, 낮은 열잡음 등의 특성을 가지므로 순수한 뇌파의 측정에 유용하며, 전기수술기를 사용할 경우에도 지속적으로 뇌파를 측정할 수 있는 고신뢰도의 CSA 시스템의 구현에 이용할 수 있다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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• pp.104-104
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• 2016

음극아크증착과 스퍼터링을 동시에 사용한 하이브리드 공정으로 제조된 TiAlSiN 코팅층의 물성을 평가하였다. TiAlSiN 코팅층은 음극아크 소스에 Ti-Al 타겟을 장착하고 스퍼터링 소스에는 Si 타겟을 장착하여 아르곤과 질소 가스의 혼합가스 분위기에서 스테인리스(SUS304)와 초경(cemented carbide; WC-15wt.%Co) 기판 위에 제조되었다. 음극아크 소스에 인가되는 전류는 고정하고 스퍼터링 소스에 인가되는 전력을 조절하여 TiAlSiN 코팅층의 Si 함량을 제어하였다. TiAlSiN 코팅층의 Si 함량이 증가하면 코팅층의 구조가 주상정에서 비정질 구조로 변화한다. 이는 Si 함량이 증가하면 코팅층에 형성되는 알갱이 구조의 크기가 줄어들기 때문이다. X-선 회절 결과와 Scherrer's equation을 이용하여 Si 함량에 따른 알갱이 구조의 크기를 계산하면 Si이 없는 코팅층은 약 14 nm의 크기를 보이며 8 at.% 이상의 함량에서 약 2.5 nm로 포화된다. TiAlSiN 코팅층의 경도를 Si 함량에 따라 측정하면 Si 함량이 증가하면 경도도 증가하는 경향을 보이며 약 9 at.%의 Si 함량에서 3200 Hv로 최대가 되고 이후에는 감소한다. TiAlSiN이 코팅된 스테인리스 시편을 대기에서 열처리하고 시편 무게증가를 측정하여 코팅층의 내열성을 평가하였다. Si 함량이 증가하면 내열성도 향상되는데 14.4 at.%의 Si 함량에서 $700^{\circ}C$까지 무게 증가가 없으며 $900^{\circ}C$까지 0.43 mg의 증가를 보인다. 본 실험을 통해서 얻어진 TiAlSiN 코팅층은 비교적 높은 경도와 내열성을 확보하여 절상공구 보호막 코팅 소재 등으로 활용이 가능할 것으로 판단된다.