• 센서학회지
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• 제31권3호
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• pp.175-179
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• 2022

The physical properties of biomaterials are important for their isolation and separation from body fluids. In particular, the precise evaluation of the multi-physical properties of single biomolecules is essential in that the correlation between physical and biological properties of specific biomolecule. However, the majority of scientific equipment, can only determine specific-physical properties of single nanoparticles, making the evaluation of the multi-physical properties difficult. The improvement of analytical techniques for the evaluation of multi-physical properties is therefore required in various research fields. In this study, we developed a motion-tracking algorithm to evaluate the multi-physical properties of single-nanoparticles by analyzing their behavior. We observed the Brownian motion and electric-field-induced drift of fluorescent nanoparticles injected in a microfluidic chip with two electrodes using confocal microscopy. The proposed algorithm is able to determine the size of the nanoparticles by i) removing the background noise from images, ii) tracking the motion of nanoparticles using the circular-Hough transform, iii) extracting the mean squared displacement (MSD) of the tracked nanoparticles, and iv) applying the MSD to the Stokes-Einstein equation. We compared the evaluated size of the nanoparticles with the size measured by SEM. We also determined the zeta-potential and surface-charge density of the nanoparticles using the extracted electrophoretic velocity and the Helmholtz-Smoluchowski equation. The proposed motion-tracking algorithm could be employed in various fields related to biomaterial analysis, such as exosome analysis.

• 산업융합연구
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• 제21권7호
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• pp.83-92
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• 2023

유전체 전위장벽방전방식에 의한 플라즈마 젯의 블렛 형상은 인가되는 유량과 전기장의 크기에 따라 달라지고 이러한 변화는 DBD 플라즈마 젯의 밀도차이에 의한 스펙트럼 분포의 차이로 나타난다. 발생된 플라즈마 젯의 스펙트럼의 분석을 통한 활성종의 발생과 강도의 차이는 장치를 활용하는데 있어서 중요한 요소이다. 본 논문에서는 Ar가스를 이용한 대기압 볼륨 DBD방식의 플라즈마 젯 발생장치를 제안된 설계방법에 따라 구성하였다. 플라즈마 젯의 발생을 위한 유량의 의존도를 규명하기 위한 Ar가스의 유동해석을 시뮬레이션을 통해 확인하였고 프로토타입 시스템에서는 MFC를 통한 유량제어를 통해 최적의 플라즈마 젯 불렛형상을 발생시키고 발생된 플라즈마 젯의 특성을 분석하기 위해 스펙트로미터를 이용한 플라즈마 젯의 특성을 분석하였다. 제안된 시스템의 설계방법을 통한 장치에서 최적의 플라즈마 젯 형상 확립방법과 EOS 상에서 활성종에 대한 결과를 확인하였다.

• 한국재료학회지
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• 제34권2호
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• pp.111-115
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• 2024

Silicon carbide (SiC) has emerged as a promising material for next-generation power semiconductor materials, due to its high thermal conductivity and high critical electric field (~3 MV/cm) with a wide bandgap of 3.3 eV. This permits SiC devices to operate at lower on-resistance and higher breakdown voltage. However, to improve device performance, advanced research is still needed to reduce point defects in the SiC epitaxial layer. This work investigated the electrical characteristics and defect properties using DLTS analysis. Four deep level defects generated by the implantation process and during epitaxial layer growth were detected. Trap parameters such as energy level, capture-cross section, trap density were obtained from an Arrhenius plot. To investigate the impact of defects on the device, a 2D TCAD simulation was conducted using the same device structure, and the extracted defect parameters were added to confirm electrical characteristics. The degradation of device performance such as an increase in on-resistance by adding trap parameters was confirmed.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제24권2호
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• pp.127-132
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• 2024

최근 이차전지는 다양한 산업 분야에서 사용되고 있다. 특히 소형 및 경량의 특성으로 스마트폰, 노트북, 태블릿 등 다양한 휴대용 전자기기에서 높은 에너지 밀도와 충·방전 효율을 토대로 전기자동차와 에너지저장시스템(Energy Storage System, ESS)의 핵심 부품으로 사용되고 있다. 하지만 이차전지의 과도한 충·방전에 따른 수명감소, 파열, 손상, 화재 등의 문제점이 발생하고 있다. 따라서 BMS(Battery Management System)를 통하여 과도한 충·방전을 보호하고 성능을 향상시킨다. 하지만 실제 리튬이온 배터리를 사용하여 BMS의 차단 및 보호범위 설정하는 데 있어서 이차전지의 수명감소, 파열, 손상, 화재의 문제점이 따른다. 따라서 본 논문에서는 배터리 충방전기와 시뮬레이터를 활용하여 이차전지 중 사용이 높은 리튬이온 배터리와 납축전지의 충전 및 방전 특성을 살펴본다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제39권3호
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• pp.1-8
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• 2002

Sol-gel 법으로 제작한 (Pb/sub 0.9/La/sub 0.1/)Ti/sub 0.975/O₃(PLT (10)) 박막의 구조적 및 전기적 특성에 대한 과잉 Pb 첨가량이 미치는 영향을 조사하였다. DTA 와 X-선 회절분석 결과, 과잉 Pb 첨가량이 7.5 에서 15㏖%로 증가함에 따라, PLT(10) 박막의 결정화 온도는 감소하였으며, (100) 우선 배향성은 증가하였다. 또한, PLT(10) 박막의 과잉 Pb 첨가량에 따른 전기적 특성을 조사한 결과, 12.5㏖% 의 과잉 Pb 를 첨가한 박막이 가장 우수한 전기적 특성을 나타내었다. 이때, 비유전률과 유전손실은 각각 350 과 0.02 이었고, 100㎸/㎝ 에서 누설전류밀도는 1.27×10/sup -6/A/㎠ 이었다. 또한 이력곡선으로부터 구한 잔류분극(p) 과 항전계 (Ec) 는 각각 6.36μC/㎠ 와 58.7㎸/㎝ 이었으며, ±5V 의 사각펄스를 10/sup 9/회 인가한 후에도 잔류 분극값이 초기값의 약 15% 감소하는 비교적 우수한 피로특성을 나타내었다. 이상의 결과로부터, 과잉 Pb 첨가량이 12.5㏖% 인 PLT(10) 박막은 비휘발성 메모리에 응용될 수 있는 매우 유망한 재료임을 알 수 있었다.

• 유기물자원화
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• 제15권1호
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• pp.159-170
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• 2007

음식물류폐기물을 이용한 퇴비는 중금속과 같은 유해물질의 농도가 낮고, 유기물 농도가 높아 토양에 시비하여 토지개량제로의 역할이 기대된다. 본 연구에서는 포천시 일동면 소재의 나대지 (latitude $38^{\circ}0^{\prime}N$, longitude $127^{\circ}20^{\prime}E$)에 있는 음식물류폐기물 퇴비와 계분 퇴비를 각각 3, 6, $9kg/m^2$과 1, 2, $3kg/m^2$로 시용하여 열무의 성장특징과 생리적 특징, 토양의 이화학적 특성을 통해 음식물류폐기물 퇴비의 답 토양에 대한 이용 가능성을 평가하고자 하였다. 음식물류폐기물 퇴비를 사용한 포장에서의 열무는 초장의 경우 시비량이 증가할수록 성장량이 좋았으며, 잎수, 잎면적, 초부와 근부의 무게는 6 kg 처리구가 가장 성장량이 컸던 것으로 나타났다. 계분퇴비 시용구에서는 2 kg 처리구가 기타 처리구와 비교하여 상대적으로 성장량이 적었다. 생육 초기 음식물류폐기물 퇴비 9 kg의 성장량이 다른 처리구보다 적었으며, 이는 종자의 발아단계에서 음식물류폐기물 퇴비가 영향을 미친 것으로 추측된다. 용적밀도는 모든 시비처리구에서 감소하는 것으로 나타나 물리적 성질의 개선에 긍정적인 효과가 있을 것으로 판단되어 진다. 광합성능력도 염해, 오존, 질산성 질소와 같은 일반적인 외부 스트레스로 인한 감소와는 다른 경향을 보여 답 토양에 대한 이용 가능성이 있는 것으로 나타났다. 하지만 계분퇴비를 시비한 포장에서 electric conductivity(EC)의 농도는 점차 감소하는 경향을 보인 반면, 음식물류폐기물 퇴비 6, $9kg/m^2$ 시비구에서는 토양내 electric conductivity(EC)가 지속적으로 증가하는 경향이 나타났다. 따라서 음식물류폐기물을 원료로 한 퇴비를 시용하는 토양의 특성과 작물의 종류 및 기후 등에 따른 염류 집적에 대한 추가적인 연구가 이루어져 시비처방시에 고려되어져야 할 것으로 판단된다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제20권4호
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• pp.195-200
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• 2020

화석연료 고갈과 환경오염에 관한 관심이 고조되면서 국내에서 운행되고 있는 철도차량이 디젤 차량에서 전기 차량으로 전환이 확대되면서 진행되고 있다. 전기 차량의 전환의 한 예로 적용되고 있는 태양광발전 시스템은 무한정하고 무공해 하며 대기오염, 소음, 발열, 진동 등과 같은 위해요소들을 발생시키지 않고 에너지 생산이 가능하며, 연료 수송, 발전설비에 대한 유지보수가 거의 필요하지 않은 장점이 있다. 그러나 전력생산량이 지역별 일사량에 의존하고, 약 25㎡/kWp 발전량으로 에너지밀도가 낮아 큰 설치 면적이 필요하며, 설치장소가 제한적인 문제점을 가지고 있다. 이러한 문제점을 고려하여 철도 분야에서도 연료전지를 적용한 연구들이 많이 증가하고 있다. 특히 연료전지 발전시스템 철도 급전계통 연계방안은 태양광 및 풍력과는 다르게 철도차량에 전력을 공급해주는 급전계통에 연계해야 한다. 따라서 철도차량과 밀접한 관계를 가지는 시스템 토폴로지 (topology)에 따라 연계방식은 크게 달라질 수 있으므로 본 논문에서는 시스템 토폴로지에 따른 연계분석과 관련된 시뮬레이션 모델링을 통한 타당성을 연구하고자 한다.

• 공업화학
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• 제30권6호
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• pp.698-706
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• 2019

지난 수십 년 동안, 외부 자극에 대한 응답성이 우수하면서도 인체에 적용할 수 있는 소프트 액추에이터 개발을 위한 많은 노력이 이어졌다. 본 연구에서는 동역학적 정밀 제어가 가능한 의료용 소프트 액추에이터를 개발하기 위해, 유해한 화학적 첨가제나 개시제 없이 방사선을 이용하여 전기 자극 반응성과 물리적 특성이 우수한 3차원 가교 구조의 poly(acrylic acid) (PAAc)/poly(vinyl alcohol) (PVA)/poly(ethylene glycol) (PEG) 하이드로겔을 합성하였다. 방사선 조사 후, 모든 하이드로겔은 75% 이상의 겔 분율을 나타내었고, 표면 반사 적외선 분광법을 통해 PAAc/PVA/PEG 하이드로겔이 성공적으로 합성되었음을 확인하였다. 또한 PAAc/PVA/PEG 하이드로겔의 겔 분율, 평형 수분 함량, 압축 강도를 측정하여 감마선의 총 조사 선량과 구성 성분의 함량비 조절에 따른 하이드로겔의 물리적 특성 변화를 확인하였다. 조사된 감마선의 선량이 증가하거나 poly(ethylene glycol) diacrylate (PEGDA)의 함량이 많을수록 PAAc/PVA/PEG 하이드로겔은 높은 가교 밀도와 우수한 기계적 강도를 나타내었다. 또한 PAAc/PVA/PEG 하이드로겔은 3 V의 저전압에서도 전기적인 자극에 반응하였고, 전기장 하에서 이동성 이온의 움직임에 따른 하이드로겔의 밴딩 거동은 하이드로겔의 가교 밀도, 이온기의 함량, 인가 전압 및 전해질 용액의 이온 농도 등을 조절함으로써 제어할 수 있음을 확인하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제38권5호
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• pp.329-337
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• 2001

고유전 (Ba, Sr)TiO/sub 3/ (BST) 박막을 이용한 DRAM storage capacitor의 저전계 영역에서의 전하손실을 발생시키는 커패시터의 누설전류는 유전완화전류와 진성 누설전류로 이루진다고 알려져 있다. 특히, 기가급 DRAM의 동작 전압(~IV)에서 유전완화전류가 진성 누설전류에 비해 훨씬 크기 때문에 이에 대한 심도 있는 연구가 필요하다. 본 연구에서는 thermally stimulated current (TSC) 측정법을 BST 박막에 처음으로 적용하여 트랩의 에너지 level 및 공정변화에 따른 트랩 밀도의 상대적 평가를 하였다. 그리고, 기존에 사용되던 전류-전압(I-V) 측정이나 전류-시간(I-t) 측정과 비교 및 분석함으로써 유전완화 전류의 원인을 규명하고 TSC 측정법의 신뢰성을 살펴보았다. 먼저 안정적인 TSC 측정을 위해 전계, 시간, 온도 및 승온속도에 따른 polarization condition을 알아보았다 이 조건을 이용한 TSC 측정으로부터 BST 박막에서의 트랩의 energy level이 0.20(±0.01) eV와 0.45(±0.02) eV임을 알 수 있었다. Rapid thermal annealing (RTA)을 이용한 후속 열처리에 따른 TSC 측정을 통하여 이 트랩들이 산소결핍(oxygen vacancy)에 기인함을 확인할 수 있었다. MIM BST 커패시터의 열처리에 대한 TSC 특성은 전류-전압(I-V) 및 전류-시간(I-t) 특성과 같은 경향성을 보인다. 이것은 TSC 측정이 BST 박막내의 트랩을 평가하는데 있어서 매우 효과적인 방법이라는 것을 보여준다.

• 한국결정학회지
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• 제12권4호
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• pp.197-206
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• 2001

수평 전기로에서 AgInS₂ 다결정을 합성하여 HWE(Hot Wall Epitaxy)방법으로 AgInS₂ 단결정 박막을 반절연성 GaAs(100)기판에 성장시켰다. AgInS₂ 단결정 박막의 성장 조건은 증발원의 온도 680℃, 기판의 온도 410℃였고 성장 속도는 0.5㎛/hr였다. AgInS₂ 단결정 박막의 결정성의 조사에서 10 K에서 광발광(photoluminescence)스펙트럼이 597.8 nm(2.0741 eV)에서 exciton emission스펙트럼이 가장 강하게 나타났으며, 또한 이중결정 X-선 요동곡선(DCRC)의 박폭치(FWHM)도 121 arcsec로 가장 작아 최적 성장 조건임을 알수 있었다. Hall 효과는 van der Pauw 방법에 의해 측정되었으며, 온도에 의존하는 운반자 농도와 이동도는 293K에서 각각 9.35×10/sup 16/㎤, 294㎠/V·s 였다. AgInS₂ /SI(SEmi-Insulated) GaAs(100) 단결정 박막의 광흡수와 광전류 spectra를 293K에서 10K까지 측정하였다. 광흡수 스펙트럼으로부터 band gap E/sub g/(T)는 Varshni 공식에 따라 계산한 결과 2.1365eV-(9.89×10/sup-3/eV/K/)T²(T+2930K)이었으며 광전류 스펙트럼으로부터 Hamiltopn matrix(Hopfield quasicubic mode)법으로 계산한 결과 crystal field splitting Δcr값이 0.1541eV이며 spin-orbit Δso 값은 0.0129eV임을 확인하였다. 10K일때 광전류 봉우리들은 n=1 일때 A₁-, B-₁와 C₁-exction 봉우림을 알았다.