• Title/Summary/Keyword: 히스테리시스 현상

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Tuning of electrical hysteresis in the aligned $SnO_2$ nanowire field effect transistors by controlling the imidization of polyimide gate dielectrics

  • Hong, Sang-Gi;Kim, Dae-Il;Kim, Gyu-Tae;Ha, Jeong-Suk
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2010.08a
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    • pp.161-161
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    • 2010
  • n-type 반도체 특성을 띄는 $SnO_2$ 나노선은 가스 센서, 투명 소자, 태양광 전지 등으로 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 화학기상증착법으로 성장한 $SnO_2$ 나노선으로 폴리이미드 (PMDA-ODA: PI) 박막을 게이트 절연막으로 이용한 전계효과트랜지스터를 플렉서블 기판에 제작하고 전기적 특성을 분석하였다. 전자 전달 특성 곡선으로부터 n-형의 반도체 특성을 확인하였으며, 대부분의 산화금속 나노선에서와 같이 매우 큰 전기적 히스테리시스가 관찰되었다. 산화금속계통 나노선 소자의 히스테리시스는 나노선 표면에 산소 및 물 분자가 흡착되어 생기는 전자 갇힘 현상이 가장 큰 원인으로 알려져 있는데, 이러한 히스테리시스를 조절하거나 없애는 것은 소자의 특성 향상에 있어 매우 중요하다. 한편 PI 절연막에는 느린 분극 현상을 만드는 OH 반응기가 존재하기 때문에 나노선과는 반대 방향의 히스테리시스를 보일 것으로 예상된다. 본 연구에서는 제작된 $SnO_2$ 나노선 FET에서 PI 게이트 절연막의 경화 정도에 따른 히스테리시스를 조사하였다. FT-IR 측정에 따르면, PI 필름에 존재하는 OH 반응기는 PI를 경화시킴에 따라 감소하였으며 전기적인 히스테리시스도 감소하였다. 따라서, 절연막을 경화시키지 않았을 때는 PI 내부에 다량의 OH 반응기가 존재하여, PI의 히스테리시스가 나노선 히스테리시스보다 더 크게 작용하여, 전체적으로는 PI의 특성인 반시계 (counterclockwise) 방향의 히스테리시스를 나타내었다. 한편, 절연막을 완전히 경화시키면, OH 반응기는 대부분 사라지고 나노선의 히스테리시스만 발현되어 소자는 시계방향의 히스테리시스를 보였다. 이러한 실험결과를 통해, PI 박막을 $250^{\circ}C$ 에서 약 7분간 경화시켰을 때 나노선과 절연막의 히스테리시스가 가장 이상적으로 상쇄되어 전체적으로 히스테리시스가 매우 작아진 것을 관찰할 수 있었다. 이는 향후 나노선 FET의 안정적인 응용에 매우 유용한 결과로 활용될 것으로 예측된다.

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Investigation into the Hysteretic Behaviors of Shock Wave in a Supersonic Wind Tunnel (초음속 풍동에서 발생하는 충격파 히스테리시스 현상의 연구)

  • Lee, Ik In;Kim, Heuy Dong
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 2017.05a
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    • pp.609-611
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    • 2017
  • The hysteresis phenomena are frequently encountered in the wide variety of fluid flow systems of industrial and engineering applications. Hysteresis mainly appears during the transient change of pressure ratios, and this, in turn, influences the performance the supersonic wind tunnel. However, investigations on the hysteresis phenomenon particularly inside the supersonic wind tunnel are rarely studied. In the present study, numerical simulations are carried out to investigate hysteresis phenomenon of the shock waves inside the Supersonic Wind Tunnel. The unsteady, compressible flow through the supersonic wind tunnel is computationaly analyzed with an symmetric model. The Navier-Stokes equations are solved with Spalart-Allmaras turbulence model using a fully implicit finite volume scheme. The variaton in the flow field between the starting pressure ratio and operating pressure ratio of a supersonic wind tunnel is investigated in terms of hysteresis phenomenon.

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Development of The Preisach Modeler for The Analysis of The Magnetic Hysteresis (자기히스테리시스 현상 해석을 위한 Preisach Modeler개발)

  • Won, Hyuk;Park, Gwan-Soo
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2002.07b
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    • pp.876-878
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    • 2002
  • 자성체의 물성적인 성질에 바탕을 둔 Preisach 모델링은 히스테리시스 현상을 수치모사하기 위한 방법으로 널리 사용되어 왔다. 히스테리시스 곡선에서 각형비(Squareness)가 큰 경우에 Preisach 밀도가 집중되게 되면 이 근방에 수렴값이 존재할 경우 수렴이 어려워지는 문제가 있다. 본 논문에서는 Preisach 모델링을 프로그램하는데 있어서 기존에 발생했던 수렴의 문제점과 그 문제점을 해결하기 위한 보다 낳은 프로그램 기법들을 제시하였다. 이 방법은 기존 모델링 기법과 유사한 메모리를 사용하면서 수렴에 있어 향상된 결과를 얻을 수 있었다.

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The effects of water molecules on the electrical hysteresis observed in the $SnO_2$ nanowire FETs on polyimide substrate

  • Hong, Sang-Gi;Kim, Dae-Il;Kim, Gyu-Tae;Ha, Jeong-Suk
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2010.02a
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    • pp.66-66
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    • 2010
  • $SnO_2$ 나노선은 n-type 반도체 특성을 띄며 트랜지스터, 가스 센서, pH 센서 등 여러 분야에 걸쳐 다양하게 사용되고 있다. $SnO_2$ 나노선은 그 자체만으로 시계방향의 전기적 히스테리시스를 보이며 이것은 나노선 표면에 흡착된 물이나 산소가 발생시키는 전자 갇힘 현상이 가장 큰 원인으로 작용한다. 특히 고분자를 게이트 절연막으로 사용할 경우 게이트 절연막의 전기적 히스테리시스가 소자 특성에 영향을 미치게 되며, 고분자 절연막의 히스테리시스는 $SnO_2$ 나노선의 히스테리시스와 반대인 반시계 방향의 특성을 보인다. 고분자 내에서 발생하는 히스테리시스는 고분자 사이에 흡착된 물 분자나 고분자의 높은 극성을 가지는 작용기 등이 원인으로 작용한다. 전기적 히스테리시스는 FET소자를 구동하는데 있어 부적절한 특성으로, 이것의 원인을 이해하는 것은 중요하며 히스테리시스의 방향과 크기를 조절할 수 있는 기술 또한 중요하다. 본 연구에서는 폴리이미드(PMDA-ODA)를 게이트 절연막으로 사용하여 플렉시블 기판을 만들고 그 위에 $SnO_2$ 나노선을 슬라이딩 전이 방식으로 정렬하여 플렉시블 FET를 제작하였다. 제작된 소자는 $0.7cm\;{\times}\;0.7cm$ 넓이 안에 300개의 FET가 존재하며 SEM 이미지를 통해 넓이 $50{\mu}m$, 길이 $5{\mu}m$의 FET채널에 약 150개의 나노선이 연결되어 있는 것을 확인했다. 이 소자의 히스테리시스는 폴리이미드의 교차결합 정도에 따라, 그리고 폴리이미드 절연막을 제작할 때의 습도에 따라 변하게 된다. 교차결합이 많아지고 습도가 낮아질수록 폴리이미드 절연막 내부에 흡착되는 물분자가 줄어들게 되고 절연막의 히스테리시스가 사라지며 시계방향의 나노선 히스테리시스가 지배적이 된다. 반대로 교차결합이 줄어들고 습도가 높아질수록 폴리이미드 절연막 내부에 물분자가 늘어 나면서 시계반대방향의 폴리이미드 히스테리시스가 FET의 전기적 특성에서 눈에 띄게 나타난다. 이 실험을 통해 고분자 절연막을 사용한 $SnO_2$ 나노선 FET의 전기적 히스테리시스를 조절할 수 있었으며, 소자의 히스테리시스를 없앨 수 있는 가능성에 대해서 논하고자 한다.

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Experimental Study on the Flow Hysteresis Phenomenon in a Supersonic Nozzle (초음속 노즐에서 발생하는 유동 이력현상에 대한 실험적 연구)

  • Nam, Jong-Soon;Kim, Heuy-Dong
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 2011.11a
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    • pp.206-212
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    • 2011
  • Hysteresis phenomena in fluid flow systems are frequently encountered in many industrial and engineering applications and mainly appear during the transient processes of change of the pressure ratio. Shock-containing flow field in supersonic nozzles is typically subject to such hysteresis phenomena, but associated flow physics is not yet understood well. In the present study, experimental work has been carried out to investigate supersonic nozzle flows during the transient processes of change in the nozzle pressure ratio. Time-dependent surface wall pressures were measured by a multiple of pressure transducers and the flow field was visualized using a nano-spark Schlieren optical method. The results obtained show that the hysteresis phenomenon is strongly dependent on the nozzle geometry as well as the time scale of the change of pressure ratio.

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Hard Handover by the Adaptive Time-to-trigger Scheme based on Adaptive Hysteresis considering the Load Difference between Cells in 3GPP LTE System (3GPP LTE 시스템에서 셀 간 부하 차이를 고려하는 적응 히스테리시스 기반의 적응 타임-투-트리거 방법에 의한 하드 핸드오버)

  • Jeong, Un-Ho;Kim, Dong-Hoi
    • Journal of Broadcast Engineering
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    • v.15 no.4
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    • pp.487-497
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    • 2010
  • In this paper, we propose a hard handover scheme which adaptively decides important handover parameters such as hysteresis and time-to-trigger values considering the load difference between the target and serving cells. First of all, the hysteresis value can be automatically adjusted according to the load difference, thus it is used to decide the handover trigger time. As a result, through the adaptive hysteresis scheme, handover drop rate is improved. However, this adaptive hysteresis scheme has a problem that the ping-pong effect, which occurs due to the frequent movement of mobile stations at the cell boundary, is increased. Therefore, to solve this problem, we propose a novel adaptive time-to-trigger scheme with the time-to-trigger which is in inverse proportion to the hysteresis value already established by the adaptive hysteresis scheme which adapts to the changing load difference between the target and serving cells. The simulation results show that the proposed adaptive time-to-trigger scheme based on the adaptive hysteresis is better than existing schemes in terms of handover drop rate and ping-pong generation.

Experimental Study on the Flow Hysteresis Phenomenon in a Supersonic Nozzle (초음속 노즐에서 발생하는 유동 이력현상에 대한 실험적 연구)

  • Nam, Jong-Soon;Kim, Heuy-Dong
    • Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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    • v.16 no.2
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    • pp.58-64
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    • 2012
  • Hysteresis phenomena in fluid flow systems are frequently encountered in many industrial and engineering applications and mainly appear during the transient processes of change of the pressure ratio. Shock-containing flow field in supersonic nozzles is typically subject to such hysteresis phenomena, but associated flow physics is not yet understood well. In the present study, experimental work has been carried out to investigate supersonic nozzle flows during the transient processes of change in the nozzle pressure ratio. Time-dependent surface wall pressures were measured by a multiple of pressure transducers and the flow field was visualized using a nano-spark Schlieren optical method. The results obtained show that the hysteresis phenomenon is strongly dependent on the nozzle geometry as well as the time scale of the change of pressure ratio.

Study on the Hysteretic Behaviors of Shock Wave in a Supersonic Wind Tunnel (초음속 풍동에서 발생하는 충격파의 히스테리시스 현상에 관한 연구)

  • Lee, Ik In;Han, Geu Roo;Kim, Teo Ho;Kim, Heuy Dong
    • Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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    • v.22 no.2
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    • pp.52-58
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    • 2018
  • Hysteresis phenomena are often encountered in a wide variety of fluid flow systems used in industrial and engineering applications. Hence, in recent years, a significant amount of research been focusing on clarifying the physics of the flow hysteresis appearing during the transient change of the pressure ratios and influencing the performance of the supersonic wind tunnel. However, investigations on the hysteresis phenomenon, particularly when it occurs inside the supersonic wind tunnel, are rare. In this study, numerical simulations were carried out to investigate the hysteresis phenomena of the shock waves encountered in a supersonic wind tunnel. The unsteady and compressible flow was analyzed with an axisymmetric model, and the N-S equations were solved by using a fully implicit finite volume scheme. The optimal pressure ratio was determined from the hysteresis curves, and the results can be utilized to operate the wind tunnel efficiently.

Analysis on Fault Current Limiting Characteristics of a Flux-Lock Type HTSC Fault Current Limiter with Hysteresis Characteristic (히스테리시스 특성을 고려한 자속구속형 고온초전도 사고전류 제한기의 사고전류 제한특성 분석)

  • Lim, Sung-Hun;Choi, Myoung-Ho
    • Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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    • v.21 no.2
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    • pp.94-98
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    • 2007
  • The fault current limiting characteristics of a flux-lock type superconducting fault current limiter (SFCL) considering hysteresis characteristics of a flux-lock reactor, which is an essential component of the flux-lock type SFCL, were investigated. In the normal state, the hysteresis loss of iron core in the flux-lock type SFCL does not happen due to its winding's structure. From the equivalent circuit for the flux-lock type SFCL and the fault current limiting experiments, the hysteresis curves could be drawn. Through the hysteresis curves together with the fault current level due to the inductance ratio between the primary and the secondary windings, the increase of the number of turns in the secondary winding of the flux-lock type SFCL made the fault current level increase. On the other hand, the saturation of iron core was prevented.