• 한국광학회지
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• 제3권4호
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• pp.244-251
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• 1992

$SiO_{2}$를 덮개층으로하는 $Si_{3}N_{4}$ rib 도파로의 $Si_{3}N_{4}-SiO_{2}$ 계면에 브래그격자를 제작하여 매립된 형태의 단일모우드 브래그필터 도파로를 설계하고 제작하였다. HF 완충용액을 사용하여 $Si_{3}N_{4}$ 코어층에 브래그격자를 식각하였으며 1nm까지 식각깊이를 제어하며 균일하게 식각할 수 있었다. 이러한 매립된 형태의 브래그필터는 그 특성이 소자표면의 오염에 영향을 받지 않는다. 브래그필터의 파장스펙트럼 측정에서 도파로의 모우드굴절률과 반사대역폭을 결정하고 이를 계산과 비교하여 논의하였다. 브래그필터의 도파코어층에 미세히터와 silicone rubber의 덮개층을 올려 필터파장을 가면할 수 있는 도파로 가변 필터소자를 제작하였다. 그 결과 브래그파장은 전류의 제곱에 비례하여 단파장 쪽으로 이동하였으며, 이동량은 10mA의 전류에 대해 0.41nm이다.

• 센서학회지
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• 제5권5호
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• pp.69-77
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• 1996

Pt/Cr 이중층과 E-beam으로 증착된 산화막으로 구성된 발열체의 발열특성과 열처리 온도에 따른 Pt/Cr 이중층의 전기적, 구조적 특성을 살펴보았다. E-beam으로 증착된 산화막을 갖는 발열체의 표면 방사율(${\varepsilon}$)은 0.5임을 열전대와 I.R. Thermo-Vision System을 통하여 확인할 수 있었다. 한편 열처리전 Pt/Cr의 면저항은 Cr의 두께와는 무관한데, 이는 백금과 크롬의 계면에 형성된 산화크롬에 의한 것으로 사료되며, 열처리 온도가 증가함에 따라 Cr의 외부확산이 증대되고, Pt(220)면의 결정립이 성장함을 AES 분석결과와 SEM 촬영, XRD 분석을 통하여 알 수 있었다. 열처리 온도에 따른 특성 분석결과, $500^{\circ}C$에서 열처리한 Pt/Cr 이중층이 안정된 결정구조를 갖음을 XRD, AES 분석결과로 확인할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제30권5호
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• pp.413-421
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• 2006

The bubble dynamics induced by direct laser heating is experimentally analyzed as a first step to assess the technical feasibility of laser-based ink-jet technology. To understand the interaction between laser light and ink, the absorption spectrum is measured for various ink colors and concentrations. The hydrodynamics of laser-generated bubbles is examined by the laser-flash photography. When an Ar ion laser pulse (wavelength 488 nm) with an output power up to 600 mW is incident on the ink solution through a transparent window, a hemispherical bubble with a diameter up to ${\sim}100{\mu}m$ can be formed with a lifetime in a few tens of microsecond depending on the laser power and the focal-spot size. Parametric study has been performed to reveal the effect of laser pulse width, output power, ink concentration, and color on the bubble dynamics. The results show that the bubble generated by a laser pulse is largely similar to that produced by a thin-film heater. Consequently, the present work demonstrates the feasibility of developing a laser-actuated droplet generation mechanism for applications in ink-jet print heads. Furthermore, the results of this work indicate that the droplet generation frequency is likely to be further increased by optimizing the process parameters.

• 한국광학회지
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• 제18권5호
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• pp.351-361
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• 2007

마그네트론 스퍼터링 방법을 사용하여 광기록 매체인 GST 박막과 보호층인 $ZnS-SiO_2$ 박막 또는 $Al_2O_3$ 박막을 c-Si 기판위에 증착한 뒤 in-situ 타원계를 사용하여 상변화 광기록층인 GST 시료의 타원상수 온도의존성을 실시간으로 측정한 결과 $300^{\circ}C$ 이상의 온도에서 GST의 고온 타원상수는 가열 환경 및 보호층의 종류에 따라 큰 차이를 보여주었다. 가열 환경 및 보호층의 종류에 따라 GST의 고온 타원상수가 달라지는 원인인 $1{\sim}2$시간의 긴 승온시간을 줄이기 위해 Phase-change Random Access Memory(PRAM) 기록기를 사용하였고 수십 ns 이내의 짧은 시간 내에 순간적으로 GST 시료를 가열 및 냉각하였다. GST층이 손상되지 않고 결정화 및 고온 열처리가 되는 PRAM 기록기의 기록모드와 레이저출력 최적조건을 찾았으며 다층박막 구조에서 조사되는 레이저 에너지가 광기록층인 GST에 흡수되는 양과 이웃하는 층으로 전파되는 양을 열확산방정식으로 나타내고 이를 수치해석적으로 풀어 레이저출력과 GST 박막의 최고 온도와의 관계를 구하였다. 지름이 1um 정도인 레이저스폿을 대략 $0.7{\times}1.0mm^2$의 면적내에 촘촘히 기록한 다음 고온 열처리된 GST 시료의 분광타원데이터를 500 um의 빔 크기를 가지는 마이크로스폿 분광타원계를 사용하여 구하고 그 복소굴절률을 결정하였다. In-site 타원계를 사용할 때에 가열 환경 보호층 물질의 영향을 크게 받은 GST의 고온 복소굴절률은 PRAM 기록기를 사용하였을 때에는 가열환경이나 보호층의 종류에 무관하게 안정된 값을 보여주었다 Atomic Force Microscope(AFM)과 Scanning Electron Microscopy(SEM)을 통해 관찰한 GST 다층박막시료의 고온 열처리 전후 표면미시거칠기 변화도 PRAM 기록기를 사용할 때에는 in-situ 타원계를 사용할 때보다 1/10 정도의 크기를 보여주어 PRAM 기록기와 분광타원계를 사용하여 결정한 GST의 고온광학물성의 신뢰성을 확인하여 주었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.252-252
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• 2016

최근 학계나 산업계에서 indium tin oxide (ITO)의 높은 전기 전도도 및 광투과율을 이용하여 줄 발열을 기초로 하는 투명 면상 발열체에 대한 연구가 활발히 진행 되고 있다. 하지만 단일 ITO 박막으로 제작한 투명 면상 발열체는 온도가 상승함에 따라 균일하게 발열 되지 않으며, 글라스의 곡면 부분에서 유연성이 부족하여 크랙이 발생하는 다양한 문제점들을 가지고 있다. 이를 해결하기 위해 ITO의 결정화 온도 $160^{\circ}C$ 이상의 고온공정 또는 증착 후 열처리가 필요 하는 추가적인 공정이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 단일 ITO 박막의 단점을 개선하는 ITO/Ag/ITO 하이브리드 구조의 투명 면상 발열체를 제작하여 전기적, 광학적 특성을 비교하고 발열량, 온도 균일성, 발열 유지 안정도를 조사하였다. 본 연구에서는 $50{\times}50mm$ 크기의 non-alkali glass (Corning E-2000) 기판 상에 마그네트론 스퍼터링 공정으로 상온에서 ITO/Ag/ITO 박막을 연속적으로 증착 하여 다층구조의 하이브리드 형 투명 면상 발열체를 제조하였다. 박막 증착 파워는 DC (Ag) power 100 W, RF (ITO) power 200 W로 하였으며 ITO박막두께는 40 nm로 고정 시키고 Ag박막 두께는 10 ~ 20 nm로 변화를 주었다. 증착원은 3인치 ITO 단일 타깃(SnO2, 10 wt.%)과 Ag 금속 타깃 (순도 99.99%)을 사용하였으며, 고순도 Ar을 이용하여 방전하였으며 총 주입량은 20 sccm, working pressure는 1.0 Pa을 유지하였다. 증착전 타깃 표면의 불순물 제거와 방전의 안정성을 유지하기 위해 10분간 pre-sputtering을 진행하고 증착하였다. 증착한 박막의 전기적, 광학적 특성은 각각 Hall-effect measurements system (ECOPIA, HMS3000), UV-Vis spectrophotometer (UV-1800, SHIMADZU)으로 측정하였으며, 하이브리드 표면의 구조 및 형상은 field emission-scanning electron microscopy (FE-SEM, Hitachi S-4800)으로 관찰하였다. 또한 투명 면상 발열체의 성능은 0.5 ~ 3 V/cm의 다양한 전압을 power supply (Keithly 2400, USA)를 통해서 시편 양 끝단에 인가한 후 시간에 따른 투명면상 발열체의 표면 온도변화를 infrared thermal imager (IR camera, Nikon)를 이용하여 관찰하였다. 하이브리드 구조를 가진 ITO박막의 두께는 40 nm로 고정 시키고 Ag박막의 두께는 10, 15, 20 nm로 변화를 주었다. 이들 박막의 면저항 값은 각각 5.3, 3.2, $2.1{\Omega}/{\Box}$였으며, 투과도는 각각 86.9, 81.7, 66.5 %였다. 이에 비해 두께 95 nm의 단일 ITO박막의 면저항 값은 $59.5{\Omega}/{\Box}$였으며, 투과도는 89.1 %였다. 하이브리드 구조의 전기적특성은 금속층의 두께가 증가할수록 캐리어 농도 값이 증가함에 따라 비저항 값이 감소되어 면저항 값도 감소된 것이며, 금속 삽입층의 전도특성이 비저항에 큰 영향을 주고 있음을 보여준다. 하지만 금속 층의 두께가 증가할수록 Ag층이 연속적인 막을 형성하여 반사율이 증가함에 따라 투과도가 감소하였다. 따라서 하이브리드 구조를 가진 투명 면상 발열체에 금속 삽입층의 두께 조절은 매우 중요한 인자임을 확인 할 수 있었다. 또한 발열성능을 평가 하기 위해 시편 양 끝단에 3 V전압을 인가한 결과, 금속 삽입층의 두께가 10 nm에서 5 nm씩 증가한 하이브리드 구조를 가진 투명면상 발열체의 최고 온도는 각각 98, 150, $167^{\circ}C$ 였으며, 단일 ITO의 최고 온도는 $32^{\circ}C$였다. 이 것은 동일한 두께 (95 nm)의 단일 ITO 박막과 비교하여 면저항이 낮은 하이브리드 박막의 발열량은 약 $120^{\circ}C$로 발열효율이 매우 우수한 것을 확인 할 수 있었다.

• 한국광학회지
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• 제28권2호
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• pp.59-67
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• 2017

본 논문에서는 높은 품질 인자를 가지는 비대칭 분리고리공진기(ASLR: Asymmetric Split-Loop Resonator) 외곽에 사각 고리를 추가하여 ASLR의 높은 품질 인자 특성은 유지하면서 ASLR의 테라헤르츠파 투과 특성을 능동 제어 가능한 외곽 사각 고리 추가형 ASLR (ASLR-OSL: ASLR with Outer Square Loop)을 제시하였다. 추가된 외곽 사각 고리는 ASLR과 조합되어 메타물질 공진기 역할과 직접적인 전압 인가를 통하여 온도를 조절할 수 있는 마이크로 히터 역할을 동시에 수행하면서, ASLR-OSR이 ASLR의 품질 인자 특성과 유사한 품질 인자 특성을 유지할 수 있도록 설계하였다. ASLR-OSL의 테라헤르츠파 투과 특성을 능동 제어하기 위하여 온도 변화에 따라 절연체-금속 상전이 특성을 가지는 이산화바나듐 ($VO_2$) 박막을 사용하였고, 설계한 ASLR-OSL의 외곽 사각 고리에 직접적인 전압 인가를 통하여 $VO_2$의 특성을 조절하여 테라헤르츠파 투과 특성의 능동 제어가 가능하도록 하였다. 본 논문에서 제안한 높은 품질 인자를 가지는 메타물질에 간단한 외곽 사각 고리를 추가하여 구성한 능동형 고품질 메타물질 구조는 메타물질의 높은 품질 인자는 유지하면서 테라헤르츠파 투과 특성의 전기적 능동 제어를 가능하게 하여 다양한 형태의 테라헤르츠 능동형 메타물질 소자로 응용될 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국수산과학회지
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• 제17권5호
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• pp.361-367
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• 1984

In previous paper(Lee et al., 1984), preparation formula and processing conditions of the fish meat (mackerel) paste using dielectric heating were described, that included the proper shape and size of product and the conditions of dielectric heating, hot air dehydration, and heating with electric heater to yield the minimum expansion and case hardening during heating and to controll the final rater activity of 0.86 to 0.83 accompanying with a complete reduction of viable cells and good texture. In present study, changes in VBN, pH, total plate count, water activity, texture, the loss of available lysine, color indexes, TBA value, and the content of TI were determined to assess the quality stability and shelf-life of the product during the storage for 35 days at $5^{\circ}C\;and\;25^{\circ}C$, respectively. And the effect of vacuum sealing and hot water treatment before storage on the storage stability of product was also mentioned. As the product was vacuum packed in K-flex film bag, heat treated in boiling water for 6 minutes, and stored, water activity was maintained 0.86 to 0.84 for 35 days regardless of storage temperature, and the increase of total plate count was negligible in case of $5^{\circ}C$ storage while tended to gain slightly after 25 days at $25^{\circ}C$ storage. Changes in VBN was also minimum with an increase of 1.5 mg/100g at $5^{\circ}C$ and 7.0mg/100g at $25^{\circ}C$, but in case of unpacked sample, it was 24.5mg/100g at $5^{\circ}C$ and 42.4 mg/100g at $25^{\circ}C$ even after 7 days. In textural property hardness tended to increase after 28 days and folding test score was down to A or B from AA grade. The loss of available lysine was $7.5\%\;at\;5^{\circ}C$ and $17.0\%\;at\;25^{\circ}C$ but brown color was not deeply developed as the color index score indicated. TBA value was not increased at $5^{\circ}C$ while it tended to increase rapidly after 30 days at $25^{\circ}C$. Changes in TI content was not obvious except that it showed a tendency of increase at the end of storage as well as in the change of lysine and TBA value. It is concluded from the results that the quality of the product, pasteurized and water activity controlled by dielectric heating, and vacuum packed in K-flex film would be stable for more than 35 days at $5^{\circ}C$ and at least 25 days even at room temperature.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.88-89
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• 2013

A variety of influenza A viruses from animal hosts are continuously prevalent throughout the world which cause human epidemics resulting millions of human infections and enormous industrial and economic damages. Thus, early diagnosis of such pathogen is of paramount importance for biomedical examination and public healthcare screening. To approach this issue, here we propose a fully integrated Rotary genetic analysis system, called Rotary Genetic Analyzer, for on-site detection of influenza A viruses with high speed. The Rotary Genetic Analyzer is made up of four parts including a disposable microchip, a servo motor for precise and high rate spinning of the chip, thermal blocks for temperature control, and a miniaturized optical fluorescence detector as shown Fig. 1. A thermal block made from duralumin is integrated with a film heater at the bottom and a resistance temperature detector (RTD) in the middle. For the efficient performance of RT-PCR, three thermal blocks are placed on the Rotary stage and the temperature of each block is corresponded to the thermal cycling, namely $95^{\circ}C$ (denature), $58^{\circ}C$ (annealing), and $72^{\circ}C$ (extension). Rotary RT-PCR was performed to amplify the target gene which was monitored by an optical fluorescent detector above the extension block. A disposable microdevice (10 cm diameter) consists of a solid-phase extraction based sample pretreatment unit, bead chamber, and 4 ${\mu}L$ of the PCR chamber as shown Fig. 2. The microchip is fabricated using a patterned polycarbonate (PC) sheet with 1 mm thickness and a PC film with 130 ${\mu}m$ thickness, which layers are thermally bonded at $138^{\circ}C$ using acetone vapour. Silicatreated microglass beads with 150~212 ${\mu}L$ diameter are introduced into the sample pretreatment chambers and held in place by weir structure for construction of solid-phase extraction system. Fig. 3 shows strobed images of sequential loading of three samples. Three samples were loaded into the reservoir simultaneously (Fig. 3A), then the influenza A H3N2 viral RNA sample was loaded at 5000 RPM for 10 sec (Fig. 3B). Washing buffer was followed at 5000 RPM for 5 min (Fig. 3C), and angular frequency was decreased to 100 RPM for siphon priming of PCR cocktail to the channel as shown in Figure 3D. Finally the PCR cocktail was loaded to the bead chamber at 2000 RPM for 10 sec, and then RPM was increased up to 5000 RPM for 1 min to obtain the as much as PCR cocktail containing the RNA template (Fig. 3E). In this system, the wastes from RNA samples and washing buffer were transported to the waste chamber, which is fully filled to the chamber with precise optimization. Then, the PCR cocktail was able to transport to the PCR chamber. Fig. 3F shows the final image of the sample pretreatment. PCR cocktail containing RNA template is successfully isolated from waste. To detect the influenza A H3N2 virus, the purified RNA with PCR cocktail in the PCR chamber was amplified by using performed the RNA capture on the proposed microdevice. The fluorescence images were described in Figure 4A at the 0, 40 cycles. The fluorescence signal (40 cycle) was drastically increased confirming the influenza A H3N2 virus. The real-time profiles were successfully obtained using the optical fluorescence detector as shown in Figure 4B. The Rotary PCR and off-chip PCR were compared with same amount of influenza A H3N2 virus. The Ct value of Rotary PCR was smaller than the off-chip PCR without contamination. The whole process of the sample pretreatment and RT-PCR could be accomplished in 30 min on the fully integrated Rotary Genetic Analyzer system. We have demonstrated a fully integrated and portable Rotary Genetic Analyzer for detection of the gene expression of influenza A virus, which has 'Sample-in-answer-out' capability including sample pretreatment, rotary amplification, and optical detection. Target gene amplification was real-time monitored using the integrated Rotary Genetic Analyzer system.

• 설비공학논문집
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• 제26권12호
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• pp.605-619
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• 2014

This article reviews the papers published in the Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering during 2013. It is intended to understand the status of current research in the areas of heating, cooling, ventilation, sanitation, and indoor environments of buildings and plant facilities. Conclusions are as follows. (1) The research works on the thermal and fluid engineering have been reviewed as groups of fluid machinery, pipes and relative parts including orifices, dampers and ducts, fuel cells and power plants, cooling and air-conditioning, heat and mass transfer, two phase flow, and the flow around buildings and structures. Research issues dealing with home appliances, flows around buildings, nuclear power plant, and manufacturing processes are newly added in thermal and fluid engineering research area. (2) Research works on heat transfer area have been reviewed in the categories of heat transfer characteristics, pool boiling and condensing heat transfer and industrial heat exchangers. Researches on heat transfer characteristics included the results for general analytical model for desiccant wheels, the effects of water absorption on the thermal conductivity of insulation materials, thermal properties of Octadecane/xGnP shape-stabilized phase change materials and $CO_2$ and $CO_2$-Hydrate mixture, effect of ground source heat pump system, the heat flux meter location for the performance test of a refrigerator vacuum insulation panel, a parallel flow evaporator for a heat pump dryer, the condensation risk assessment of vacuum multi-layer glass and triple glass, optimization of a forced convection type PCM refrigeration module, surface temperature sensor using fluorescent nanoporous thin film. In the area of pool boiling and condensing heat transfer, researches on ammonia inside horizontal smooth small tube, R1234yf on various enhanced surfaces, HFC32/HFC152a on a plain surface, spray cooling up to critical heat flux on a low-fin enhanced surface were actively carried out. In the area of industrial heat exchangers, researches on a fin tube type adsorber, the mass-transfer kinetics of a fin-tube-type adsorption bed, fin-and-tube heat exchangers having sine wave fins and oval tubes, louvered fin heat exchanger were performed. (3) In the field of refrigeration, studies are categorized into three groups namely refrigeration cycle, refrigerant and modeling and control. In the category of refrigeration cycle, studies were focused on the enhancement or optimization of experimental or commercial systems including a R410a VRF(Various Refrigerant Flow) heat pump, a R134a 2-stage screw heat pump and a R134a double-heat source automotive air-conditioner system. In the category of refrigerant, studies were carried out for the application of alternative refrigerants or refrigeration technologies including $CO_2$ water heaters, a R1234yf automotive air-conditioner, a R436b water cooler and a thermoelectric refrigerator. In the category of modeling and control, theoretical and experimental studies were carried out to predict the performance of various thermal and control systems including the long-term energy analysis of a geo-thermal heat pump system coupled to cast-in-place energy piles, the dynamic simulation of a water heater-coupled hybrid heat pump and the numerical simulation of an integral optimum regulating controller for a system heat pump. (4) In building mechanical system research fields, twenty one studies were conducted to achieve effective design of the mechanical systems, and also to maximize the energy efficiency of buildings. The topics of the studies included heating and cooling, HVAC system, ventilation, and renewable energies in the buildings. Proposed designs, performance tests using numerical methods and experiments provide useful information and key data which can improve the energy efficiency of the buildings. (5) The field of architectural environment is mostly focused on indoor environment and building energy. The main researches of indoor environment are related to infiltration, ventilation, leak flow and airtightness performance in residential building. The subjects of building energy are worked on energy saving, operation method and optimum operation of building energy systems. The remained studies are related to the special facility such as cleanroom, internet data center and biosafety laboratory. water supply and drain system, defining standard input variables of BIM (Building Information Modeling) for facility management system, estimating capability and providing operation guidelines of subway station as shelter for refuge and evaluation of pollutant emissions from furniture-like products.