초전도체를 초고주파 소자에 응용하려고 할 경우, 초전도 전자기학의 불확실함이나 초전도 기판의 돈도 의존성은 산업 응용을 위한 안테나를 제작하는데 있어 어려움을 준다. 따라서 실제 응용을 위해서는 일반 안테나와 비교하여 정확하고 자세한 특성이 알려져야만 한다. 본 논문에서는 금 안테나와 초전도 안테나의 비교 연구를 수행하였으며 반사 손실, 특성임피던스, 효율 및 다른 다양한 특성들을 보고하였다. 본 연구에 사용된 고온초전도 박막은 $YBa_2Cu_3O_{7-x}$ (YBCO)/MgO 이며 초전도 안테나는 마이크로스트립 급전선을 방사 패치의 50 ${\Omega}$ 영역에 결합시키는 형태로 만들어졌다. 금 안테나와 초전도 안테나의 측정 결과는 이러한 구조를 이용하여 유용한 안테나가 제작될 수 있음을 보여주었다.
근접장의 특성과 근접장 마이크로파 현미경의 배경이론을 설명하였고 유전체 공진기 제작에 앞서 HFSS (high frequency structure simulator)를 이용한 모의 시뮬레이션을 기술하였다. 이것을 바탕으로 원통형 유전체 공진기를 제작하여 금속탐침과 결합한 근접장 마이크로파 현미경(near field scanning microwave microscope : NSMM)을 구성하였다. 제작한 유전체 공진기의 특성은 HFSS를 이용하여 모의 실험한 결과와 비교하였다 Tip의 기하학적 모양에 따른 공간분해능과 감도(sensitivity)를 연구하였고 contrast가 가장 좋은 hybrid tip을 개발하였다. 전도도가 서로 다른 금속시료에 따른 NSMM의 반사계수의 변화를 측정하였고 실험결과와 이론적 시료의 임피던스를 비교하였다. 마지막으로 유전체 공진기를 이용한 NSMM으로 공간 분해능이 $1{\mu}m$의 Cr과 NiFe 패턴의 이미지를 비접촉, 비파괴방법으로 얻었다.
The purpose of this study is to research and develop polypyrrole(PPy) positive for thin film rechargeable lithium battery. We investigated cyclic voltammetry, AC impedance response and charge/discharge cycling of PPy/SPE/Li cells as a function of temperature. The redox capacity of $PPy/CF_{3}SO_{3}$ film was the most large. The discharge capacity of PPy/SPE/Li cell with $PPy/CF_{3}SO_{3}$ film was higher than those of $PPy/ClO_{4}$ and $PPy/AsF_6$ films at all cycles. The energy density of PPy/SPE/Li cells during 1st cycle was 73, 90 and 101Wh/kg at $25^{\circ}C$, $45^{\circ}C$ and $60^{\circ}C$, respectively. The improvement of energy density is due to reduction of charge-transfer resistance associated doping-undoping process in PPy film with Increasing temperature. $PPy/CF_{3}SO_{3}$ film shows a good property on charge/discharge cycling in PEO-$LiClO_4$-PC-EC electrolyte.
KIEE International Transactions on Electrophysics and Applications
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제11C권3호
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pp.70-74
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2001
Admittance or impedance spectroscopy is one of the powerful tools to study dielectric relaxation and loss processes in organic and inorganic materials. In this study, the frequency dependent properties of an indium tin oxide/tris(8-hydroxyquinoline) aluminum($Alq_3$)/aluminum structure have been studied. The conductance of the $Alq_3$ film increases with the DC applied voltage up to 4V and decreases above 4V in the low frequency region. This indicates that the resistance of the device decreases with the applied bias due to the carrier injection enhancement, thereafter the injected carriers form the space charge and the additional injection of carriers is prevented. The Cole-Cole plot of the admittance takes a one-semicircle shape, which means that the device can be modeled as a parallel resistor-capacitor network. The resistance and capacitance were estimated as 8.62k${\Omega}$ and 2.7nF, respectively, at 3V in the low frequency region. The dielectric constant ( ${\epsilon}'$ ) of the $Alq_3$ film is independent of the frequency in the low frequency region below 100kHz, while the frequency dependency was observed at above 100kHz. The dielectric loss factor ( ${\epsilon}"$ ) of the $Alq_3$ film shows the dielectric dispersion below 100kHz and dielectric absorption in higher frequency domain. The dispersion is thought to be related to the hopping process of the carriers. The ${\epsilon}"$ is proportional to the reciprocal of the frequency. The dielectric relaxation time was extracted to about 0.318${\mu}s$ from the dielectric absorption spectrum.
In order to anticipate gradual increase of fault current in electric power systems, current limiting technology and current limiting device has been investigated for a long time. But the commercial use of current limiting device was delayed due to the lack of effective method to insert impedance to the elective power systems without loss and surplus defects. However, novel current limiting device, which use superconducting materials, was considered as a dream technology to be applied in a distribution and transmission lines. LG Industrial systems and KERPI started to investigate resistive type superconducting fault current limiters in order to develop 154kV fault current limiters and this year, we succeed to test 3 phase 6.6kV/200A fault current limiters. Based on these achievements, 24kV superconducting fault current limiters will be realized withing 3 years which could be tested in a real fields. In this paper, the developments of fault current limiting module which use YBCO thin films, cryogenic systems, the structure and construction of 3 phase fault current limiters and finally the test results of 6.6kV superconducting fault current limiters will be introduced.
급증하는 무선통신 정보수요는 특히, 고주파대역 (300NHz-300GHz)에서 사용되는 공진기, 필터, 발진기 등과 같은 소자의 품질향상을 요구하고 있다. 고주파용 유전체 중 ZrTiO4 는 $\alpha$-PbO2 계열의 사방정구조를 갖고 있는 유전체로서 높은 유전율 ($\varepsilon$=40)과 높은 품질계수 (Q=1/tan$\delta$=4700 at 7GHz)를 갖고 있고, Sn 첨가시 0ppm/$^{\circ}C$의 공진주파수 온도계수를 얻을 수 있다고 보고되어 있다. 본 연구에서는 약 110$0^{\circ}C$ 이상에서 안정한 상으로 존재하는 ZrTiO4를 저온에서 증착하여 준안정한 상태로 결정화되게 한후, 유전손실 (tan$\delta$)과 유전율($\varepsilon$)을 측정하였다. 또한 증착온도와 열처리과정에 따른 박막의 us형 (Strain) 정도의 변화를 X-선 회절결과로부터 분석하였으며 이를 측정된 유전특성 값과 비교하였다. ZrTiO4 박막은 DC magnetron reactive sputter로 Zr과 Ti 타겟으로부터 high phosphorous doped Si (100) 기판위에 증착하였다. 압력은 4mTorr로 유지하고 박막의 화학양론적 조성비를 맞추기 위해 각 타겟에 가해지는 power는 Zr/Ti=500W/650W로 고정하고, 반응가스의 비율을 Ar/O2=17sccm/3.5sccm으로 유지하여 박막내에 인입되는 산소량을 제어하였다. 증착 직후와 열처리 후의 박막특성을 비교하기 위해 증착온도를 상온에서부터 $600^{\circ}C$까지 변호시키고 증착후 각각의 시편을 80$0^{\circ}C$ 산소분위기에서 2시간동안 열처리하여 시편을 준비하였다. 박막의 상형성 여부와 결정성변화는 $ heta$-2$\theta$X-선 회절법을 사용하여 조사하였고, EPMA를 이용하여 박막의 조성을 확인하였다. 유전특성의 측정을 위해 백금 상부전극을 증착한 후, impedance analyzer를 이용하여 100kHz 영역에서의 유전손실을 측정하고, 측정된 정전용량과 박막의 두께로부터 유전율을 계산하였다. ZrTiO4 박막은 증착온도 20$0^{\circ}C$ 이상에서 결정성을 보이기 시작했으며, 열처리 이후에는 상온에서 비정질이었던 시편이 $650^{\circ}C$ 이상의 온도에서 결정화되기 시작하였다. 증착온도에 따라 유전손실은 0.038에서 0.017 정도로 감소하는 경향을 나타냈으며, 각각 열처리에 의해서 0.034, 0.005 정도로 다시 감소하였다. 박막의 유전율은 약 35 정도의 값을 나타내었으며 X-선 회절 data로부터 분석한 박막의 변형은 증온도에 따라 7.2%에서 0.04%로 감소하였고 이 이경향은 유전손실은 감소경향과 일치하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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