• 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
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• 제53권4호
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• pp.218-224
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• 2004

We present a miniature Direct Methanol Fuel Cell (micro-DMFC) using platinum sputtered microcolumn electrodes with a limited amount of fuel. We use the microcolumn electrode in order to improve the power density of the micro-DMFC that consists of two electrodes and polymer electrolyte. We also design the built-in fuel chamber in the anode for the portable electronics applications. We design and fabricate both microcolumn and planar electrodes, having an identical projective area of 5mm${\times}$5mm. The diffusion current density of the microcolumn electrode is 1.73 times higher than that of the planar electrode at electrode potential of 1.1V in the half-cell test. The micro-DMFC based on the microcolumn electrodes shows the maximum power of 10.8$\pm$7.54㎼(43.23$\pm$0.16㎼/$\textrm{cm}^2$) at the projective area of 5mm${\times}$5mm, while the planar electrode micro-DMFC shows the maximum power of 0.81$\pm$0.42㎼(3.24$\pm$1.68㎼/$\textrm{cm}^2$) at the same projective area. The micro-DMFC based on the microcolumn electrodes shows 13 times higher power density that the micro-DMFC based on the planar electrodes does.

• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제22권3호
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• pp.52-61
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• 2023

We designed a novel ultra-miniaturized microcolumn structure having an stigmator to significantly improve throughput per unit time, which is the biggest disadvantage of microcolumns. We adopted the structure of the stigmator in the form of an electrostatic octupole electrode, and used an electrostatic quadrupole deflector with a relatively simple structure considering the increase in wiring due to the introduction of the stigmator. We have dramatically reduced the effect of astigmatism that occurs when the electron beam probe is scanned to the periphery of the target by introducing the stigmator between the control electrode and the deflector. As our numerical analysis simulation results, the field of view obtained as a result of this study is about 46.3% improved compared to our previous study, and the electron beam probe size of less than 10 nm was achieved in the entire field of view.

• 대한기계학회논문집A
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• 제31권10호
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• pp.981-985
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• 2007

We present a MEMS-based portable Direct Methanol Fuel Cell (micro-DFMC), featured by a platinum sputtered microcolumn electrode and a built-in fuel chamber containing a limited amount of methanol fuel. Also presented is a micro-DMFC stack structure having a common electrolyte sandwiched by the microcolumn electrodes. The single cells with ME16 and PE16 electrodes show the maximum power densities of $31.04{\pm}0.29{\mu}W/cm^2$ and $9.75{\pm}0.29{\mu}W/cm^2$, respectively; thus indicating the microcolumn electrode (ME16) generates the power density (3.2 times) higher than the planar electrode (PE16). The single cell tests of ME16 and ME4 electrodes (Fig.8) show the maximum power of $31.04{\pm}0.29{\mu}W/cm^2$, and $25.23{\pm}2.7{\mu}W/cm^2$, respectively; thus demonstrating the increased window frame reduces the normalized standard power deviation (standard deviation over the average power). The normalized deviation of 0.11 in ME4 cell has been reduced to 0.01 in ME16 cell due to the increased window frames. The maximum power density of 4-cell stack is 15.7 times higher than that of the single cell. 4-cell stack produces the power capacity of 20.3mWh/g during 980min operation at the voltage of 450mV with the load resistance of $800{\Omega}$.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권11호
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• pp.1-7
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• 2018

마이크로칼럼에서는 전자빔을 스캔하기 위해 초소형화된 정전디플렉터를 사용하는 경우가 많다. 주로 두 개의 8중극 디플렉터(double octupole deflector)를 사용하는 경우가 많은데, 이는 스캔 영역을 넓게 하면서도 전자빔이 대물렌즈를 통과할 때에 광축 근처에 위치하도록 함으로써 수차를 작게 유지할 수 있는 장점이 있기 때문이다. 마이크로칼럼은 최종적으로는 멀티 칼럼 형태로 사용하여 전자빔 장비의 throughput을 높이고자 하는 목적으로 연구가 되고 있는데, 칼럼의 수가 많아지게 되면 각 부품에 연결되는 배선의 수도 함께 증가하게 된다. 이에 따라 정전렌즈, 디플렉터 등의 마이크로칼럼 부품 배선을 진공 챔버 밖에 있는 제어장비와 연결하는 과정에서 실질적인 문제에 봉착하게 된다. 이러한 문제를 완화하기 위하여 렌즈 수를 최소화할 수 있도록 대물렌즈를 제거한 마이크로칼럼 구조를 선택하여, 변형된 4중극 및 8중극 디플렉터의 동작을 전산모사 방법으로 연구하였다. 기본적으로 MEMS 공정을 적용하기 용이한 실리콘 디플렉터 구조에서 각 전극의 크기를 동일하게 하지 않고, 서로 다른 크기의 전극을 교대로 배치하도록 디자인하였다. 8중극과 4중극 디플렉터 각각에서 디플렉터 전압을 인가하는 구동전극의 크기에 변화를 주었을 때 스캔 영역과 디플렉터 중심점에서의 전기장의 변화를 조사하여 비교하였다. 스캔 영역은 디플렉터전압에 따라 선형적으로 비례하였다. 스캔영역과 중심점에서의 전기장 세기 모두 8중극 디플렉터에 비해 4중극 디플렉터에서 더 크게 나타났으며, 전극의 크기에 따라 약 1.3 ~ 2.0 배 큰 것으로 조사되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권3호
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• pp.1319-1326
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• 2011

상업용 3-D simulation tool(OPERA)을 이용하여 슬릿형 위글러가 장착된 초소형 자유전자레이저 모듈에 있어서 위글러 구조에 따른 전자빔 특성을 조사하였다. 전자렌즈의 중앙 전극에 일정한 potential을 인가하여 전자빔이 평행빔이 되도록 divergence를 줄여서 위글러에 입사시켰으며 위글러의 구조 의존성에 따른 위글러 내부에서의 전기장과 potential 분포를 계산하여 위글러에서의 전자빔 궤적의 변화를 조사하였다.