• 제목/요약/키워드: Impedance-based Analysis

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RF and Optical properties of Graphene Oxide

  • 임주환;;윤형서;오주영;정영모;박형구;전성찬
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 2012년도 춘계학술발표대회
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    • pp.68.1-68.1
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    • 2012
  • The best part of graphene is - charge-carriers in it are mass less particles which move in near relativistic speeds. Comparing to other materials, electrons in graphene travel much faster - at speeds of $10^8cm/s$. A graphene sheet is pure enough to ensure that electrons can travel a fair distance before colliding. Electronic devices few nanometers long that would be able to transmit charge at breath taking speeds for a fraction of power compared to present day CMOS transistors. Many researches try to check a possibility to make it a perfect replacement for silicon based devices. Graphene has shown high potential to be used as interconnects in the field of high frequency electrical devices. With all those advantages of graphene, we demonstrate characteristics of electrical and optical properties of graphene such as the effect of graphene geometry on the microwave properties using the measurements of S-parameter in range of 500 MHz - 40 GHz at room temperature condition. We confirm that impedance and resistance decrease with increasing the number of graphene layer and w/L ratio. This result shows proper geometry of graphene to be used as high frequency interconnects. This study also presents the optical properties of graphene oxide (GO), which were deposited in different substrate, or influenced by oxygen plasma, were confirmed using different characterization techniques. 4-6 layers of the polycrystalline GO layers, which were confirmed by High resolution transmission electron microscopy (HRTEM) and electron diffraction analysis, were shown short range order of crystallization by the substrate as well as interlayer effect with an increase in interplanar spacing, which can be attributed to the presence of oxygen functional groups on its layers. X-ray photoelectron Spectroscopy (XPS) and Raman spectroscopy confirms the presence of the $sp^2$ and $sp^3$ hybridization due to the disordered crystal structures of the carbon atoms results from oxidation, and Fourier Transform Infrared spectroscopy (FTIR) and XPS analysis shows the changes in oxygen functional groups with nature of substrate. Moreover, the photoluminescent (PL) peak emission wavelength varies with substrate and the broad energy level distribution produces excitation dependent PL emission in a broad wavelength ranging from 400 to 650 nm. The structural and optical properties of oxygen plasma treated GO films for possible optoelectronic applications were also investigated using various characterization techniques. HRTEM and electron diffraction analysis confirmed that the oxygen plasma treatment results short range order crystallization in GO films with an increase in interplanar spacing, which can be attributed to the presence of oxygen functional groups. In addition, Electron energy loss spectroscopy (EELS) and Raman spectroscopy confirms the presence of the $sp^2$ and $sp^3$ hybridization due to the disordered crystal structures of the carbon atoms results from oxidation and XPS analysis shows that epoxy pairs convert to more stable C=O and O-C=O groups with oxygen plasma treatment. The broad energy level distribution resulting from the broad size distribution of the $sp^2$ clusters produces excitation dependent PL emission in a broad wavelength range from 400 to 650 nm. Our results suggest that substrate influenced, or oxygen treatment GO has higher potential for future optoelectronic devices by its various optical properties and visible PL emission.

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금속유기골격체(Metal-organic Framework) 소재가 첨가된 다공성 활성탄소 복합재료 전극 기반의 에너지 저장 매체 제조 및 전기화학적 특성 분석 (Fabrication and analysis of electrochemical performance for energy storage device composed of metal-organic framework(MOF)/porous activated carbon composite material)

  • 이규석;정현택
    • 한국응용과학기술학회지
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    • 제37권2호
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    • pp.260-267
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    • 2020
  • 본 연구에서는 "이온젤" 이라고 불리는 고분자 기반의 PVA(polyvinyl alcohol) 기반의 고체 전해질에 이온성 액체 BMIMBF4 (1-buthyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate)를 첨가하여 제조한 전고체 전해질과 활성탄소와 금속유기골격체 복합재료 기반의 전극 재료를 이용하여 슈퍼커패시터를 제작하였으며, 유기골격체의 유 무에 따른 전기화학적 특성을 분석하여 보았다. 슈퍼커패시터의 전기화학적 특성은 순환전압전류법(CV), 전기화학적 임피던스 분광법(EIS) 및 전정류 충·방전법(GCD)을 통하여 비교 및 분석하여 보았다. 그 결과로, 금속유기골격체가 함유되지 않은 슈퍼커패시터의 전기용량값은 380 F/g 으로 확인 할 수 있었고, 이 값은 금속유기골격체를 첨가하였을 때 340 F/g로 감소하는 현상을 확인할 수 있었다. 이러한 결과로 1 wt%의 금속유기골격체의 함유량은 전기화학적 특성 감소에 영향을 주는 것으로 사료되며 이러한 결과를 바탕으로 금속유기골격체의 첨가량을 최적화 할 필요가 있다고 판단된다.

지면에서의 마운틴 클라이밍 운동 시 상체의 위치 변화가 운동 강도와 근활성도에 미치는 영향 (The Effects of Different Surface Level on Muscle activity of the Upper Body and Exercise Intensity during Mountain Climbing Exercise)

  • Park, Jun-Ho;Jung, Jae-Hu;Kim, Jong-Geun;Chae, Woen-Sik
    • 한국운동역학회지
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    • 제31권1호
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    • pp.72-78
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    • 2021
  • Objective: The purpose of this study was to investigate relations and effectiveness about mountain climbling exercise with different level of support surfaces by analyzing heart rate and EMG data. A total of 10 male college students with no musculoskeltal disorder were recruited for this study. Method: The biomechanical analysis was performed using heart rate monitor (Polar V800, Polar Electro Oy, Finland), step-box, exercise mat, and EMG device (QEMG8, Laxtha Inc. Korea, sampling frequency = 1,024 Hz, gain = 1,000, input impedance > 1012 Ω, CMRR > 100 dB). In this research, step-box were used to create different surface levels on the upper body (flat surface, 10% of subject's height, 20% of subject's height, and 30% of subject's hight). Based on these different conditions, data was collected by performing mountain climbing exercise during 30 seconds. Subjects were given 5 minutes of break to prevent muscular fatigue after each exercise. For each dependent variable, a one-way analysis of variance with repeated measures was conducted to find significant differences and Bonferroni post-hoc test was performed. Results: The results of this study showed that exercise intensity was reduced statistically as increased surface level on the upper body. Muscle activity of the upper rectus abdominis and biceps femoris for 30% of surface level was significantly higher than the corresponding values for flat surface. However, the opposite was found in the rectus femoris. In general, muscle activity of the lower rectus abdominis, erector spinae, external oblique abdominis, and gluteus maximus increased when surface level increased, but the differences were not significant. Conclusion: As a result, the increase in surface level of the body would change muscle activity of the upper body, indicating that different surface level of the upper body may cause significant effect on particular muscles to be more active during mountain climbing exercise. Based on results of this study, it is suggested to set up an appropriate surface level to target particular muscle to expect an effective training. It is also important to set adequate surface levels to create an effective training condition for preventing exercise injuries.

심매설 접지봉의 위치결정을 위한 대지구조 분석 방법들의 비교분석 (Comparison Analysis of Soil Structure Methods for Deciding the Position of a Deeply Driven Ground Rod)

  • 엄주홍;조성철;이태형;이복희
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제21권7호
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    • pp.37-45
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    • 2007
  • 최근 뇌보호용 접지시스템 심매설 봉전극을 사용하는 경우가 늘고 있다. 심매설 봉전극의 경우에는 수직으로 깊게 봉전극을 시설하기 때문에 메시그리드 전극에 비해 장소의 제약을 덜 받는 장점이 있지만 국지적인 대지저항률에 의해 접지임피던스가 크게 변동하므로 설계시에 세밀한 대지구조의 분석이 필요하다. 기존의 Wenner법에 의한 대지저항률 측정은 널리 사용되는 방법이지만 국지적인 대지저항률의 변화를 알아내기가 불가능하였고 또한 겉보기 대지저항률로 측정결과가 나타나므로 정확한 깊이를 예측하기가 어렵다. 따라서 본 연구에서는 96채널 측정설비를 이용하여 대지구조를 2-D 이미지로 분석하였으며, 뇌보호용 심매설 전극을 효과적으로 설계하기 위해 국지적인 대지저항률 변동 및 대지층 깊이의 분석을 시도하였다. 대지저항률의 2-D 이미지 분석은 Wenner alpha법, Dipole-dipole법, Schlumberger법을 사용하였으며, 분석결과를 토대로 기존의 Wenner 1-D법으로 측정한 결과를 CDEGS로 분석한 대지구조와 비교하였다.

임베디드 커패시터로의 응용을 위해 상온에서 RF 스퍼터링법에 의한 증착된 bismuth magnesium niobate 다층 박막의 특성평가 (The characteristics of bismuth magnesium niobate multi layers deposited by sputtering at room temperature for appling to embedded capacitor)

  • 안준구;조현진;유택희;박경우;웬지긍;허성기;성낙진;윤순길
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
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    • pp.62-62
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    • 2008
  • As micro-system move toward higher speed and miniaturization, requirements for embedding the passive components into printed circuit boards (PCBs) grow consistently. They should be fabricated in smaller size with maintaining and even improving the overall performance. Miniaturization potential steps from the replacement of surface-mount components and the subsequent reduction of the required wiring-board real estate. Among the embedded passive components, capacitors are most widely studied because they are the major components in terms of size and number. Embedding of passive components such as capacitors into polymer-based PCB is becoming an important strategy for electronics miniaturization, device reliability, and manufacturing cost reduction Now days, the dielectric films deposited directly on the polymer substrate are also studied widely. The processing temperature below $200^{\circ}C$ is required for polymer substrates. For a low temperature deposition, bismuth-based pyrochlore materials are known as promising candidate for capacitor $B_2Mg_{2/3}Nb_{4/3}O_7$ ($B_2MN$) multi layers were deposited on Pt/$TiO_2/SiO_2$/Si substrates by radio frequency magnetron sputtering system at room temperature. The physical and structural properties of them are investigated by SEM, AFM, TEM, XPS. The dielectric properties of MIM structured capacitors were evaluated by impedance analyzer (Agilent HP4194A). The leakage current characteristics of MIM structured capacitor were measured by semiconductor parameter analysis (Agilent HP4145B). 200 nm-thick $B_2MN$ muti layer were deposited at room temperature had capacitance density about $1{\mu}F/cm^2$ at 100kHz, dissipation factor of < 1% and dielectric constant of > 100 at 100kHz.

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다중채널 와전류탐상검사 장치 개발(I) (Development of a Multichannel Eddy Current Testing Instrument(I))

  • 이희종;남민우;조찬희;윤병식;조현준
    • 비파괴검사학회지
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    • 제30권2호
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    • pp.155-161
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    • 2010
  • 전자기유도(electromagnetic induction) 현상을 이용한 비파괴진단기법으로 최근까지 와전류탐상기법, 교류장측정기법, 자속누설검사기법, 그리고 원격장검사기법 등이 개발되어 활용되고 있었다. 이 기법중 와전류탐상기법은 오늘날 발전설비, 화학, 조선 및 군수설비 등의 열교환기 전열관 비파괴검사에 널리 적용되고 있다. 와전류탐상검사 시스템의 구성은 기능별로 와전류신호 합성 모듈, 아날로그 모듈, 디지털 신호처리를 위한 아날로그-디지털 변환 모듈, 전원공급장치 및 신호취득 평가 프로그램 등으로 구성되며, 본 연구에서는 다중채널방식의 와전류탐상검사 장치(하드웨어) 개발에 필요한 구성 요소중 1차적으로 와전류신호 합성 모듈, 아날로그 모듈을 설계 개발하였다. 본 연구에서 개발한 와전류탐상검사 장치의 특정은 주파수영역 및 시간영역 다중화 방식에 의한 최대 4개 주파수의 동시 적용이 가능한 다중채널장치이다. 와전류신호 합성 모듈, 아날로그 모듈을 구성하는 각 회로에서 와전류신호 발생, 변조, 전처리, 변조 및 신호 디스플레이를 위한 신호가 적절하게 처리되어 최종적으로 와전류신호 평가에 필수적인 리사쥬신호가 임피던스 평면 내에 디스플레이 되는 것을 확인하였다.

아쿠아로빅 운동이 비만노인여성의 신체조성과 혈중지질에 미치는 영향 (The Effects of Aquarobic Exercise Program on Body Composition and Blood Lipid Concentrations in Obese Elderly Females)

  • 황연희;김동희
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제17권6호
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    • pp.226-232
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    • 2016
  • 본 연구는 비만 노인여성을 대상으로 아쿠아로빅 운동을 적용한 후 신체조성 및 혈중지질의 개선효과를 알아보고 노인운동프로그램에 관한 다각적인 기초자료를 제공하는데 목적이 있다. 실험참가자들 (n=31)은 12주 동안 주 3회 60분의 아쿠아로빅 운동을 Borg의 운동자각도 12-13의 강도로 실시하였다. 신체조성은 inbody의 생체전기저항분석법을 사용하여 측정하였고 채혈된 혈액에서 혈중지질 (고밀도지단백(HDL), 저밀도지단백(LDL), 중성지방(TG)와 총콜레스터롤(TC))을 분석하였다. 자료의 분석은 대응 t-test를 이용하였고 유의수준은 0.05로 설정하였다. 아쿠아로빅 운동 후 체지방량과 허리둘레는 유의하게 감소하였고 (p < 0.05) 혈중지질 중 LDL (p < 0.05), TG (p < 0.001), 그리고 TC (p < 0.05)은 유의하게 감소하였다. 이상과 같은 결과를 볼 때 아쿠아로빅 운동은 신체조성과 혈중지질에 긍정적인 방향으로 변화시켰으며, 지방대사의 활용을 높여 지질분해의 향상과 신체조성을 증진시키고 고지혈증의 위험성을 낮출 것으로 생각된다. 따라서 아쿠아로빅 운동이 지상에서의 유산소 운동 및 저항 운동을 대체할 수 있는 유용한 운동이라 할 수 있다.

PSCAD/EMTDC를 이용한 풍력발전의 배전계통 사고특성에 관한 연구 (A Study on Fault Characteristics of DFIG in Distribution Systems Based on the PSCAD/EMTDC)

  • 손준호;김병기;전진택;노대석
    • 한국융합학회논문지
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    • 제2권2호
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    • pp.47-56
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    • 2011
  • 2008년도 지식경제부의 전망에 의하면 신재생에너지전원 중 풍력발전의 보급전망은 2020년 37%, 2030년 42%에 달하고, 2012년부터 시행 예정인 신재생에너지 의무할당제(Renewable Portfolio Standard-RPS)의 도입으로 태양광 및 풍력 등의 신재생에너지가 향후 지속적으로 배전계통에 연계 운용될 것으로 예상된다. 현재 풍력은 배전계통에 전용선로로 연계되어 계통에 미치는 영향은 미미하지만, 3[MW] 이상의 대규모 풍력발전이 일반 배전선로로 확대 운용되면, 풍력발전 연계용 변압기 및 풍력발전기의 %임피던스에 의한 사고전류 변동으로 보호계전기(OCR, OCGR)의 오 부동작을 야기할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 대표적인 풍력발전기인 이중여자유도발전기(Double-Fed Induction Generator-DFIG)가 고압 배전선로에 연계되어 운전되는 경우, 3상단락, 2선단락 및 1선지락의 사고특성을 분석하기 위하여, 전력계통 상용소프트웨어인 PSCAD/EMTDC를 이용하여 풍력발전기의 모델링과 시뮬레이션을 수행하고, 대칭좌표법을 통한 이론적인 수치해석의 결과치를 비교/분석하여, 제안한 수법의 유용성을 확인하였다.

졸겔법으로 제조한 탄소피복된 SiOx/ZnO 복합체의 합성 및 전기화학적 특성 (Synthesis and Electrochemical Characteristics of Carbon Coated SiOx/ZnO Composites by Sol-gel Method)

  • 백광용;정상문;나병기
    • 청정기술
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    • 제22권4호
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    • pp.308-315
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    • 2016
  • 수명특성이 우수한 실리콘 음극재를 제조하기 위해 졸겔법을 통해 $SiO_x/ZnO$ 복합체를 제조하였고, 제조된 복합체는 PVC를 탄소 전구체로 하여 탄소를 피복하였다. 복합체에 포함된 ZnO를 HCl로 제거하여 내부에 빈 공간을 만들어 충 방전에 따른 실리콘의 부피변화를 완화할 수 있게 하였다. 합성된 복합체의 결정구조와 형상을 파악하기 위해 XRD, SEM, TEM 분석을 실시하였다. 탄소 피복된 복합체에 포함된 탄소함량을 TGA를 통해 알아보았으며, 복합체의 기공구조를 확인하기 위해 BET 비표면적 분석과 BJH 기공분포를 확인하였다. 탄소의 추가로 향상된 전기전도성을 측정하였으며, 전기화학적 특성은 AC 임피던스 측정과 충 방전 및 수명특성을 확인하였다. $SiO_x/ZnO$시료에 탄소를 피복할 경우에 전기전도도가 증가하였으며, 방전용량도 증가하였다. 염산으로 ZnO를 제거한 시료의 경우에 표면적은 증가하였으나, 전지의 방전용량은 오히려 감소하였다. 탄소를 피복하지 않은 $SiO_x/ZnO$ 시료의 경우에 방전용량이 매우 낮았으며, 탄소를 피복한 후의 시료는 높은 충방전용량을 나타내었다. 수명특성의 경우, $C-SiO_x/ZnO$ 복합체(Zn : Si : C = 1 : 1 : 8)가 0.2 C의 전류량에서 50 사이클에서 $815mAh\;g^{-1}$의 용량으로 기존 흑연계 음극재보다 높은 용량을 나타내었다.

기초형식에 따른 LNG 저장탱크의 지반-구조물 상호작용을 고려한 수직방향 지진응답 분석 (Evaluation of Soil-Structure Interaction Responses of LNG Storage Tank Subjected to Vertical Seismic Excitation Depending on Foundation Type)

  • 손일민;김재민
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제32권6호
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    • pp.367-374
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    • 2019
  • 논문에서는 수직방향 지진입력에 의한 지반-구조물 상호작용 효과가 기초 종류에 따라 LNG 저장탱크의 지진응답에 미치는 효과를 분석하였다. 이를 위하여 직경 71m인 LNG 탱크와 기반암 위 점토지반의 깊이가 30m인 지반조건을 고려하였다. 그리고 기초형식으로 네 가지(얕은 기초, 말뚝지지 전면기초, 말뚝기초(지표면 접촉식, 부유식)를 고려하였다. 지반의 비선형성은 자유장 지반에 대하여 등가선형화기법으로 고려되었다. 또한, 말뚝기초의 시공과정에서 발생하는 동다짐 효과에 대해서도 분석하였다. SSI 해석을 위하여 진동수영역 해석프로그램인 KIESSI-3D를 이용하였다. 지반-구조물 상호작용 해석을 통해 LNG 저장탱크의 외조 벽체 쉘의 응력을 구하였다. 해석결과로부터 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다: (1) 얕은 기초에서 외조탱크의 수직응력은 SSI 효과로 인하여 고정기초응답 보다 작았다. (2) 말뚝으로 지지된 기초에서 말뚝으로 인해 기초의 수직강성이 커지고 방사감쇠가 작아질 수 있기 때문에 SSI 응답이 고정기초응답 보다 커질 수 있다. (3) 동다짐 효과는 수직지진에 의한 LNG 저장탱크의 응답에 미치는 영향이 매우 작았다.