• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.400-402
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• 2013

육각형 구조를 지닌 2차원의 물질인 그래핀은 높은 열전도도, 투과도, 이동도와 기계적, 화학적 안정도등 많은 장점을 가졌기 때문에 활발한 연구가 이루어지고 있다. 그래핀의 이런 많은 장점으로 그래핀을 투명전극으로 사용하기 위한 연구가 이루어지고 있지만, 투과도와 이동도를 극대화하기 위하여 단층 그래핀을 사용하게 되면 면저항과 그래핀의 탄화문제를 극복하기 힘들어지고, 면저항과 그래핀의 탄화문제를 위해 다층 그래핀을 사용하게 되면 투과도과 이동도가 떨어지는 단점을 가지게 된다. 즉, 그래핀을 알맞게 적용하기 위해서는 단층 혹은 다층 그래핀을 용도에 맞게 사용할 수 있도록 계획을 수립하는 것이 좋을 것이다. 본 연구에서는 높은 투과도와 이동도를 가진 단층 그래핀을 기존에 투명전극으로 널리 사용되고 있는 ITO와 P형 갈륨나이트라이드 발광다이오드 사이에 삽입층으로 사용함으로써 기존 투명전극으로 ITO를 사용한 발광다이오드보다 약 45%의 발광세기를 향상시킬 수 있었다. 또한, 소비전력을 고려한 발광세기는 약 33% 정도 향상되었다. 이런 발광효율향상을 가져올 수 있었던 이유는 ITO의 단점인 낮은 이동도를 그래핀의 높은 이동도로 보상해주며, 그래핀의 높은 투과도 때문에 그래핀을 한 층 더 삽입하였지만 투과도 면에서 감소가 없었기 때문이다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제25권1호
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• pp.1-9
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• 2014

본 논문에서는 Y자 형태의 급전 구조를 사용한 두 개의 편파 변환 재구성 패치 안테나를 제안하였다. 제안된 안테나는 정사각형 형태의 패치, Y자 형태의 급전 구조, 하나의 핀 다이오드, 다이오드를 동작시킬 DC bias 회로로 구성되어 있다. 구조적인 대칭/비대칭은 두 갈래로 갈라지는 Y자 형태의 급전부 왼쪽 라인에 삽입된 핀 다이오드의 on/off 상태에 의해 결정된다. 제안된 재구성 안테나는 핀 다이오드가 on 상태이면 급전부의 갈라지는 두 마이크로스트립 라인의 길이가 같아지게 되어 안테나는 선형 편파 특성을 나타낸다. 반면에, 핀 다이오드가 off 상태이면 급전부의 갈라지는 두 마이크로스트립 라인 중 한 쪽 라인의 길이가 나머지 한 쪽 라인의 길이보다 상대적으로 짧아지게 된다. 그러므로 안테나는 원형 편파 특성을 나타낸다. 측정 결과로부터 제안된 안테나는 좋은 임피던스 매칭과 축비 특성을 나타내며, 같은 주파수 대역에서 쉽게 편파 변환할 수 있다는 것을 확인할 수 있다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제23권5호
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• pp.570-582
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• 2012

본 논문에서는 핀 다이오드를 사용하여 4중 대역(GSM900/GSM1800/GSM1900/UMTS)을 포함하는 휴대폰 용 재구성 안테나를 제안하였다. 제안한 안테나의 크기는 $45{\times}11{\times}6mm^3$이다. 안테나 패턴 위에 위치한 두 개의 핀 다이오드를 독립적으로 조절하여 다이오드가 on/off 됨에 따라 각각 Planar Inverted-F Antenna(PIFA) mode와 loop mode로써 동작하게 하였다. 재구성 안테나의 설계를 검증하기 위해 핀 다이오드 대신 conducting tape을 사용하여 prototype을 설계, 제작, 실험하였다. 제작한 재구성 안테나에서 PIFA 모드로 동작할 때의 측정 결과는 7 dB 대역폭이 8.62 %(880~960 MHz)이며, GSM900(880~960 MHz) 대역을 포함한다. Loop 모드로 동작할 때의 측정결과는 7 dB 대역폭이 26.36 %(1,696~2,240 MHz)로 GSM1800(1,710~1,880 MHz)/GSM1900(1,850~1,990 MHz)/UMTS(1,920~2,170 MHz)대역을 포함한다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제15권12호
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• pp.1178-1183
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• 2004

본 논문에서는 정사각형 패치 안테나에 핀 다이오드(PIN diode)를 사용하여 편파변환 특성을 갖는 새로운 형태의 안테나를 제안하였다. 제안된 안테나는 정사각형 패치면 위에 한 쌍의 스퍼라인(spur-line)과 스퍼라인 위에 핀 다이오드를 삽입한 구조이다. 스퍼라인은 핀 다이오드의 on/off특성에 의해 I형 슬롯라인(slot-line)과 L형 스퍼라인의 형태로 변환되어 편파 변환 특성을 나타내었다. 안테나의 측정 결과 선형편파로 동작할 때에는 -15 dB 이상의 낮은 교차 편파 특성을 나타내었고, 원형편파로 동작할 때에는 0.83 dB의 좋은 축비 특성을 나타내었다. 안테나의 -10 dB대역폭은 on/off상태에 따라 각각 $2.1\%$와 $4.1\%$의 특성을 나타내었다. 또한, 원형편파로 동작하는 안테나의 축비 대역폭은 $3.5\%$의 비교적 넓은 대역폭의 특성을 나타내었다. 따라서 제안된 안테나는 동일한 대역폭 안에서 편파 변환 특성을 나타낼 수 있기 때문에 단일 안테나를 이용하여 주파수를 재사용하는 시스템에서 사용할 수 있다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.237.1-237.1
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• 2015

OLED의 낮은 외부 광자 효율 문제를 해결하기 위해서는 발광층은 물론 전극 재료에 대한 연구가 함께 진행되어야 한다. 최근 플렉서블 디스플레이(Flexible Display) 분야에서 투명전극(Transparent Electrode)은 큰 주목을 받고 있다. 기존 전자소자의 투명전극으로는 인듐산화물(ITO, Indium Tin Oxide)이 널리 사용되어 왔으나, ITO의 주원료인 인듐(Indium)은 희소성으로 인해 앞으로 30년 후에 고갈될 것으로 예상되어 ITO를 대체할만한 투명전극 재료가 필요하게 되었다. 인듐이 포함되지 않은(Indium-free) 투명전극을 개발하려는 많은 연구들이 진행 중인데, 본 연구에서는 PEN(Polyethylene Naphthalate) 유연기판 상에 그래핀(Graphene)을 투명전극으로 구현하여 OLED의 효율을 높이는데 이용하고자 하였다. 화학 기상 증착(CVD, Chemical Vapor Deposition) 방법을 이용하여 Cu 호일 위에 그래핀을 성장시킨 후 PEN 유연기판에 전사하여 그래핀 투명전극을 구현하면서 그래핀 성장층을 단층 또는 다층으로 구분하여 성장시켜 각각의 투명전극을 구현해보았다. 유연기판 상의 그래핀의 상태를 확인하기 위해 라만 분광(Raman Spectroscopy) 분석을 이용하여 그래핀 고유의 라만 꼭지점(Raman peak)인 G 꼭지점(G peak: 1580 cm-1), 2D 꼭지점(2D peak: ~2700 cm-1)을 확인하였는데 그래핀 전사 상태가 양호하여 D 꼭지점(D peak: ~1360 cm-1)은 나타나지 않았다. 원자힘 현미경(AFM, Atomic Force Microscope) 분석을 통해 다층 및 단층 그래핀 표면의 거칠기(Roughness) 및 두께(Thickness)를 각각 확인할 수 있었고 자외선-가시광선 분광법(UV-Visible Spectroscopy) 분석으로 그래핀 투명전극과 유연기판의 투과도(Transmittance)를 분석하였으며, 단층 그래핀 투과도가 90%수준의 높은 값이 나타나 ITO보다 개선됨을 확인하였다. 그래핀 면저항은 TLM(Transmission Line Measurement)법을 통해 측정하였는데, 단층 그래핀의 경우 $800{\Omega}/{\square}$ 내외 수준임을 확인할 수 있었다. 본 연구에서는 근자외선 영역에서 높은 투과도와 우수한 전기적 특성을 가지는 그래핀 투명 전도성 전극 구조를 제안하고, 나아가 가시영역에서 ITO를 대체할 수 있는 투명 전도성 전극 물질을 개발함으로써 발광다이오드의 광효율을 높일 수 있는 투명 전도성 전극을 구현하였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2015년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.160-161
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• 2015

탄소 원자들이 육각형의 벌집 모양으로 배열된 그래핀은 강철보다 200배 이상 강하며, 다이아몬드보다 2배 이상 열전도율이 높으며, 구리보다 100배 이상 전기가 잘 통하며, 실리콘보다 100배 이상 전자가 빠르게 움직일 수 있는 장점이 있다. 그래핀의 이러한 기계적, 열적, 전기적 특성은 에너지 밴드 갭이 없는 그래핀의 전자구조에서 근거하고 있다. 그러나 이러한 에너지 밴드 갭이 없는 그래핀은 반도체가 아닌 준금속의 특성을 보이며, 전자산업의 핵심소자인 트랜지스터로의 상용화에 큰 장벽이 되고 있다. 이러한 그래핀의 단점을 보완하고자 그래핀 이외의 2D 물질에 주목하기 시작하였으며, 그 가운데 최근 $MoS_2$과 같은 Transiton-Metal dichalcogenide(TMD)에 대한 관심이 급증하고 있다. TMD 중 대표적인 물질인 MoS2는 단일 층이 직접 전이 밴드 갭을 가진 반도체로서 전자회로와 발광 다이오드에 이용될 잠재적 가능성을 가진 재료이다. 본 연구에서는 이러한 MoS2 박막 형성을 하기 위해서 대면적이고 저비용으로 만들 수 있는 spin coating을 이용하려고 한다. spin coating을 이용하여 박막을 얻기 위해서는 좋은 wettability가 필수적이므로 이를 개선하기 위하여 용액, 전처리에 따른 wettability를 비교한 후, 열처리를 하여 그 표면을 관찰하고 Raman spectroscopy를 이용하여 분석하여 최적의 조건을 찾기 위한 실험을 하였다.

• 한국광학회지
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• 제25권6호
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• pp.311-314
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• 2014

본 논문에서는 LED 모듈의 방열성능을 개선하기 위하여 히트싱크의 새로운 핀 구조를 설계하고 열 특성을 분석하였다. 대부분의 히트싱크는 판상형이나 침상형의 핀으로 구성되는 것이 일반적이나, 스프링 모양의 헬리컬 핀 구조를 설계변수와 함께 도입하여 제한된 부피 대비 넓은 표면적을 갖는 히트싱크를 설계하였다. 약 14% 넓어진 표면적을 통해 방열 효율을 개선하였고, 그에 따라 LED 칩의 온도를 약 12% 정도 저감하는 효과를 가져 올 수 있었다. 또한, 기존의 히트싱크 보다 넓은 표면적을 가지는데 비해 형성 부피는 약 15% 감소하게 되어 재료비 절감은 물론 공정상의 이점에 따른 공정 생산비의 절감을 기대할 수 있는 새로운 고성능 LED 조명용 히트싱크를 설계하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제26권1호
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• pp.54-62
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• 2015

본 논문은 기생소자와 핀 다이오드 스위치를 이용한 전자식 전술 항법 장비(Tactical Air Navigation) 안테나에 대하여 설계 및 구현을 설명한다. 모터를 이용하여 기계적으로 안테나가 회전하는 대신 전자적으로 안테나를 회전시키기 위하여 기생소자를 원형 배열 형태로 배치하고, 핀 다이오드 스위치를 사용하였다. 방위정보를 포함하는 심장모양 패턴과 9개의 로브 패턴을 생성하기 위한 안테나의 구조적 특성과 설계 특징을 설명하고, 시뮬레이션을 수행하였다. 측정된 결과는 시뮬레이션과 일치하고, MIL-STD-291C 규격을 만족한다.

• 한국가스학회지
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• 제21권5호
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• pp.83-88
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• 2017

이 논문은 자동차의 전자제어 에어컨에서 발생하는 고장사례에 대한 논문이다. 첫 번째 사례에서, 원인은 에어컨 릴레이 내부에 서지 전압 역류 방지용으로 사용된 다이오드가 에어컨이 OFF 되었을 때 다이오드의 단락으로 인해, 서지 전압을 흡수하지 못해 퓨즈가 반복적으로 끊어진 것을 확인하였다. 두 번째 사례에서, 원인은 핀 써모센서 내부의 단선으로 인해 에어컨을 제어하지 못함으로써 이베퍼레이터의 동결현상이 발생한 것을 확인하였다. 세 번째 사례에서, 원인은 운전석 앞쪽의 크래쉬 패드 하단에 있는 와이어링의 에어컨 핀센서 핀과 연결되는 배선이 차체와의 간섭으로 인해, 피복이 벗져져 단락(short)현상에 의해 에어컨 스위치와 핀센서가 소손되어 에어컨이 작동하지 않는 것을 확인하였다. 따라서, 이러한 고장 현상을 철저하게 확인하고 개선하여 최적의 시스템을 유지할 수 있도록 하여야 한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.210-210
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• 2013

그래핀은 뛰어난 기계적, 화학적, 광학적, 전기적 특성을 가지고 있는 2차원 물질로, 대면적 합성법과 전사 공정을 통해 다양한 기판에서의 사용이 가능해지면서 차세대 전자 소자로 활용하기위한 활발한 연구가 이루어지고 있다. 디스플레이, 태양전지의 전극과 전계 효과 트랜지스터의 채널로 적용한 연구에서 우수한 결과들을 보이고 있다. 특히, 금속/금속 산화물 전극은 염료 감응형 태양전지와 유기 발광 다이오드 구조에서 화학적으로 불안정할 뿐 아니라 일함수가 고정되어 쇼트키 접촉이 형성되면 저항을 낮추기 어렵지만, 그래핀은 금속/금속 산화물 전극보다 화학적으로 안정하고 일함수의 조절이 가능해 옴 접촉 형성에 용이하다. 그래핀의 일함수를 조절하는 연구는 크게 공유결합과 비공유 결합을 이용한 방법이 시도된다. 공유 결합을 이용한 방법은 합성과정에서 그래핀의 구조에 내재된 결함 혹은 새로운 결함을 형성하여 다른 원소를 첨가하는 방법이다. 이러한 방법은 그래핀의 결함 영역에서 작용하기 때문에 그래핀 전자 구조의 높은 수준 조절을 위해선 그래핀 구조의 파괴가 동반된다. 반면, 비공유 결합을 이용한 방법은 전하 이동 도핑 효과를 이용해 그래핀의 전자 구조를 제어하는 방법으로, 금속/금속산화물/기능기와 그래핀의 적층으로 복합 구조를 형성하는 방법이다. 금속/금속 산화물과의 복합구조는 안정적인 p-형 도핑이 보고되었지만, n-형 도핑은 대기중의 수분, 산소 그리고 기판과의 상호작용에 의해 대기중에서 불안정해 추가적인 피막공정이 요구된다. 기능기를 이용한 적층 구조는 그래핀과 기판사이의 상호작용 혹은 그래핀 전자 구조를 다양한 기능기를 이용해 제어하는 것으로, 이극성을 가진 자기정렬 단일층(self-assembled monolayers)이 대표적인 방법이다. 공간기(spacer)의 길이나 말단기(end group)의 종류로 p-형과 n-형의 도핑 수준을 제어할 수 있지만, 흡착기(chemisorbing groups)의 반응성이 기판의 화학적, 물리적 표면상태에 의존하기때문에 기판 선택이 제약되며 전처리 공정이 요구될 수 있는 한계가 있다. 본 연구에서는 다양한 기판에 적용가능한 용액 공정을 이용해 그래핀과 고분자를 적층하였고, 안정적이고 효과적으로 일함수를 낮추는 구조를 확인하였다.