• Applied Microscopy
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• 제50권
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• pp.17.1-17.9
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• 2020

Recent advances in fabrication have enabled radial-junction architectures for cost-effective and high-performance optoelectronic devices. Unlike a planar PN junction, a radial-junction geometry maximizes the optical interaction in the three-dimensional (3D) structures, while effectively extracting the generated carriers via the conformal PN junction. In this paper, we report characterizations of radial PN junctions that consist of p-type Si micropillars created by deep reactive-ion etching (DRIE) and an n-type layer formed by phosphorus gas diffusion. We use electron-beam induced current (EBIC) microscopy to access the 3D junction profile from the sidewall of the pillars. Our EBIC images reveal uniform PN junctions conformally constructed on the 3D pillar array. Based on Monte-Carlo simulations and EBIC modeling, we estimate local carrier separation/collection efficiency that reflects the quality of the PN junction. We find the EBIC efficiency of the pillar array increases with the incident electron beam energy, consistent with the EBIC behaviors observed in a high-quality planar PN junction. The magnitude of the EBIC efficiency of our pillar array is about 70% at 10 kV, slightly lower than that of the planar device (≈ 81%). We suggest that this reduction could be attributed to the unpassivated pillar surface and the unintended recombination centers in the pillar cores introduced during the DRIE processes. Our results support that the depth-dependent EBIC approach is ideally suitable for evaluating PN junctions formed on micro/nanostructured semiconductors with various geometry.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제14권5호
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• pp.508-517
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• 2014

We design and analyze the n-channel junctionless fin-shaped field-effect transistor (JL FinFET) with 10-nm gate length and compare its performances with those of the conventional bulk-type fin-shaped FET (conventional bulk FinFET). A three-dimensional (3-D) device simulations were performed to optimize the device design parameters including the width ($W_{fin}$) and height ($H_{fin}$) of the fin as well as the channel doping concentration ($N_{ch}$). Based on the design optimization, the two devices were compared in terms of direct-current (DC) and radio-frequency (RF) characteristics. The results reveal that the JL FinFET has better subthreshold swing, and more effectively suppresses short-channel effects (SCEs) than the conventional bulk FinFET.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권5호
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• pp.571-577
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• 2012

본 논문에서는 우수관로부터 발생되는 퇴적토의 준설처리를 위한 소형의 이동식 준설일괄처리 시스템을 제안하고, 특히 진공사이로와 1차 선별분리기 그리고 컨베이어를 일체화하는 진공사이로 선별분리장치를 설계하였다. 진공사이로 선별분리장치는 저장조, 이송 스크류, 진공 게이트, 스크린 바, 스크린 바 클리너, 진공배출장치로 구성된다. 특히 저장조 내에서 흡입공기의 흐름은 선별분리 성능의 주요 요소임을 고려하여 CFD 유동해석을 통해 최적형상을 도출하였다. 또한 CAE 구조해석을 통해 판재로 이루어지는 저장조의 안전성을 검토하였다. 그리고 3D-CAD 모델링을 통한 구동 메커니즘의 기구적, 역학적 시뮬레이션을 수행하여 사양을 결정하였다. 본 연구에 이어서, 드럼 스크린형 2차선별기, 데칸터형 탈수장치 그리고 보조장치인 오수탱크와 펌프 등을 설계할 것이다. 그리고 본 설계를 바탕으로 시제품을 제작하고 필드테스트를 수행할 것이다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제23권8호
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• pp.638-644
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• 2010

We have carry out numerical simulation of the electric-optical characteristics of organic light emitting diodes with gradient-doped emitting layer which were reported to be effective in improving luminous efficiency and lifetime. In this paper, the basic structure is comprised of ITO/NPB/$Alq_3$:C545T[%]/$Alq_3$/LiF/Al, six devices by separating the emitting layer of $Alq_3$:C545T[%] were studied. As the result, the uniformly-doped devices exhibited superior luminous efficiency-current density characteristics over conventional undoped device. In the case of gradient-doped devices, electric-optical characteristics were improved similar to uniformed-doped devices, unusually the distribution of traped-charge density in the OLED devices was shown as the staircase.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1998년도 추계학술대회 논문집 학회본부A
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• pp.156-158
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• 1998

This paper presents parallel operation of two 3-phase PWM converters whose Power and control schemes can be directly applied to a large capacity system. This paper describes power circuit, dc voltage regulation, input power factor correction and balancing load control of two converters. Switching device Is IGBT and CPU of control is 32-bit floating point DSP for real time instantaneous control. Simulations and experimental results for 20kw model conform the validity of proposed schemes.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제26권11호
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• pp.785-789
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• 2013

Silicon Carbide (SiC) is the material with the wide band-gap (3.26 eV), high critical electric field (~2.3 MV/cm), and high bulk electron mobility (~900 $cm^2/Vs$). These electronic properties allow attractive features, such as high breakdown voltage, high-speed switching capability, and high temperature operation compared to Si devices. In general, device design has a significant effect on the switching and electrical characteristics. It is known that in this paper, we demonstrated that the switching performance and breakdown voltage of IGBT is dependent with doping concentration of p-base region and drift layer by using 2-D simulations. As a result, electrical characteristics of SiC-IGBT deivce is higher breakdown voltage ($V_B$= 1,600 V), lower on-resistance ($R_{on}$= 0.43 $m{\Omega}{\cdot}cm^2$) than Si-IGBT. Also, we determined that processing time and cost is reduced by the depth of n-drift region of IGBT was reduced.

• Current Optics and Photonics
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• 제1권3호
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• pp.239-246
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• 2017

A compact plasmonic switching scheme, based on the phase change of a thin-film chalcogenide material ($Ge_2Sb_2Te_5$), is proposed and numerically investigated at optical-communication wavelengths. Surface plasmon polariton modal analysis is conducted for various thicknesses of dielectric and phase-change material layers, and the optimized condition is induced by finding the region of interest that shows a high extinction ratio of surface plasmon polariton modes before and after the phase transition. Full electromagnetic simulations show that multiple reflections inside the active region may conditionally increase the overall efficiency of the on/off ratio at a specific length of the active region. However, it is shown that the optimized geometrical condition, which shows generally large on/off ratio for any length of active region, can be distinguished by observing the multiple-reflection characteristic inside the active region. The proposed scheme shows an on/off switching ratio greater than 30 dB for a length of a few micrometers, which can be potentially applied to integrated active plasmonic systems.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.984-990
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• 2017

상용 CFD 프로그램 Flow-3d를 활용하여, 표면 장력 탱크 적용을 위한 메시 스크린의 모델링 및 추진제 배출 해석을 수행하였다. Flow-3d 내 거시적 다공성 매체 모델을 사용하였으며, $350{\times}2600$, $400{\times}3000$, $510{\times}3600$ DTW 메시 스크린에 대한 공극률, 모세관압, 항력계수를 스크린 모델에 대입 후, 기포점 측정 시뮬레이션을 수행하였다. 시뮬레이션 결과를 실험 데이터와 비교하였으며, 메시 스크린 모델링의 적절성을 검증하였다. 이를 기반으로 스크린 모델을 포함한 PMD 구조체에 대한 추진제 배출 해석을 수행하였다. 추진제는 액상의 NTO를 가정하였으며, $3{\times}10^{-3}g$ 가속 조건에서 초기 유량을 만족하도록 void를 유입시켰다. 메시 스크린을 통한 차압은 초기 약 270 Pa에서 시간에 따라 증가하였으며, 스크린 모델의 예상 기포점과 유사한 630 Pa에 이르기까지 액상 추진제 배출을 지속하였다.

• 한국광학회지
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• 제16권3호
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• pp.254-260
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• 2005

높은 재현성과 함께 효율적인 수동 정렬을 위하여 제안된 대형코어 단일모드 폴리머 광도파로를 이용하여 제작 가능한 폴리머 광도파로 소자인 가변 광감쇠기를 제안하고 삼차원 빔전파 방법을 이용하여 소자의 동작 특성을 파악하고 최적 구조를 설계하였다. 소자의 표면에 집적된 박막 전극 히터에서 발생하는 열로 인해 폴리머 광도파로에서 발생하는 굴절률 분포 변화를 수치해석적으로 구하였으며 이 결과를 이용하여 삼차원 빔전파 해석을 수행하였다. 대형코어 광도파로가 가지는 작은 굴절률 대비로 인해 효과적인 광감쇠 현상을 작은 온도 변화로부터 얻을 수 있음을 확인하였다. 일반 광도파로 VOA에서 섭씨 150도 이상의 온도 변화가 필요한 반면 대형 코아 광도파로 VOA는 섭씨 70도 정도의 온도 변화 만으로도 20 dB 이상의 감쇠를 얻을 수 있었다. 대형코아 광도파로가 가지는 장점인 높은 정렬오차 허용범위와 더불어 낮은 구동전압으로 동작하는 장점을 함께 가지는 가변 광감쇠기 설계를 완성하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제14권1호
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• pp.98-104
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• 2011

탐사 지구물리학에서 수치 모사는 지하매질에서의 탄성파 전파 현상을 이해하는데 중요한 통찰력을 제공한다. 탄성파 모사는 음향파 근사에 의한 수치 모사보다 계산시간이 많이 소요되지만 전단응력 성분을 포함하여 보다 현실적인 파동의 모사를 가능하게 한다. 그러므로 탄성파 모사는 탄성체의 반응을 탐사하는데 적합하다고 할 수 있다. 계산 시간이 길다는 단점을 극복하기 위해 본 논문에서는 그래픽 프로세서(GPU)를 이용하여 탄성파 수치 모사 시간을 단축하고자 하였다. GPU는 많은 수의 프로세서와 광대역 메모리를 갖고 있기 때문에 병렬화된 계산 아카텍쳐에서 사용할 수 있는 장점이 있다. 본 연구에서 사용한 GPU 하드웨어는 NVIDIA Tesla C1060으로 240개의 프로세서로 구성되어 있으며 102 GB/s의 메모리 대역폭을 갖고 있다. NVIDIA에서 개발된 병렬계산 아카텍쳐인 CUDA를 사용할 수 있음에도 불구하고 계산효율을 상당히 향상시키기 위해서는 GPU 장치의 여러 가지 다양한 메모리의 사용과 계산 순서를 최적화해야만 한다. 본 연구에서는 GPU 시스템에서 시간영역 유한차분법을 이용하여 2차원과 3차원 탄성과 전파를 수치 모사하였다. 파동전파 모사에 가장 널리 사용되는 유한차분법 중의 하나인 엇갈린 격자기법을 채택하였다. 엇갈린 격자법은 지구물리학 분야에서 수치 모델링을 위해 사용하기에 충분한 정확도를 갖고 있는 것으로 알려져 있다. 본 논문에서 제안한 모델링기법은 자료 접근 시간을 단축하기 위해 GPU 장치를 메모리 사용을 최적화하여 가능한 더 빠른 메모리를 사용한다. 이점이 GPU를 이용한 계산의 핵심 요소이다. 하나의 GPU 장치를 사용하고 메모리 사용을 최적화함으로써 단일 CPU를 이용할 경우보다 2차원 모사에서는 14배 이상, 3차원에서는 6배 이상 계산시간을 단축할 수 있었다. 세 개의 GPU를 사용한 경우에는 3차원 모사에서 계산효율을 10배 향상시킬 수 있었다.