• 전자공학회논문지SC
• /
• 제45권4호
• /
• pp.29-34
• /
• 2008

일반적으로 종래의 3 차원 홀 센서는 일반적으로 $B_z$에 대한 감도가 $B_x,\;B_y$에 대한 감도의 약 1/10정도에 그친다. 따라서 본 연구에서는 새로운 구조를 갖는 3 차원 홀 센서를 제안하였다. 이방성 식각을 이용하여 트랜치를 형성함으로써 감도를 약 6배 증가시켰다. 또한 자속을 집속시키기 위하여 웨이퍼 후면에 강자성체 박막을 증착시킴으로써 $B_z$에 대한 감도를 $B_x,\;B_y$에 대한 감도의 약 80%정도로 증가시켰다. 제작된 센서의 감도는 각각 361V/A T, 335V/A T, 그리고 286V/A T로 측정되었다. 센서는 $360^{\circ}$ 회전체에 대해 사인파의 출력을 가졌다. 패키징 된 센서의 감응부의 면적은 $1.2{\times}1.2mm^2$이었다. 센서의 선형성은 오차가 ${\pm}3%$로 우수하였다. 제작된 센서의 분해능은 약 $1{\times}10^{-5}T$였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
• /
• pp.476-476
• /
• 2014

서론: 저 전력 소모를 필요로 하는 무선 센서 네트워크 관련 기술의 급격한 발달과 함께 자체 전력 수급을 위한 진동 에너지 수확 기술에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 다양한 구조와 소재를 압전 외팔보에 적용하여 제안하고 있다. 그 중에서도 진동 기반의 에너지 수확 소자는 주변 환경에서 쉽게 진동을 얻을 수 있고, 높은 에너지 밀도와 제작 방법이 간단하다는 장점을 가지고 있어 많은 분야에 응용 및 적용 가능하다. 기존 연구에서는 2차원적으로 진동 에너지 수확을 위한 휜 구조의 압전 외팔보를 제안 하였다. 휜 구조를 갖는 압전 외팔보는 각각의 짧은 두 개의 평평한 외팔보가 일렬로 연결된 것으로 볼 수 있다. 하나의 짧고 평평한 외팔보는 진동이 가해지면 접선 방향으로 응력이 생겨 최대 휨 모멘텀을 갖게 된다. 그러므로 휜 구조를 갖는 외팔보는 진동이 인가됨에 따라 길이 방향과 수직 방향으로 진동한다. 하지만, 이 구조는 수평 방향으로 가해지는 진동에 대한 에너지를 수확하기에는 한계점을 가진다. 즉, 3축 방향에서 임의의 방향에서 진동 에너지를 수확하기는 어렵다. 본 연구에서는 3축 방향에서 에너지를 효율적으로 수확할 수 있도록 헤어-셀 구조의 압전 외팔보 에너지 수확소자를 제안한다. 제안된 소자는 길이 방향과 수직 방향뿐만 아니라 수평 방향으로도 진동하여 임의의 방향에서 진동 에너지를 수확할 수 있다. 구성 및 공정: 제안하는 소자는 3축 방향에서 임의의 진동을 수확하기 위해서 길이를 길게 늘이고 길이 방향을 따라 휘어지는 구조의 헤어-셀 구조로 제작하였다. 외팔보의 구조는 외팔보의 폭 대비 길이의 비가 충분히 클 때, 추가적인 자유도를 얻을 수 있다. 그러므로 헤어-셀 구조의 에너지 수확 소자는 기본적인 길이 방향, 수직방향 그리고 수평방향에 더불어 추가적으로 뒤틀리는 방향을 통해서 3차원적으로 임의의 주변 진동 에너지를 수확하여 전기적인 에너지로 생성시킬 수 있다. 제작된 소자는 높은 종횡비를 갖는 무게 추($500{\times}15{\times}22{\mu}m3$)와 길이 방향으로 길게 휜 압전 외팔보($1000{\times}15{\times}1.7{\mu}m3$)로 구성되어있다. 공정 과정은 다음과 같다. 먼저, 실리콘 웨이퍼 위에 탄성층을 형성하기 위해 LPCVD SiNx를 $0.8{\mu}m$와 LTO $0.2{\mu}m$를 증착 후, 각각 $0.03{\mu}m$과 $0.12{\mu}m$의 두께를 갖는 Ti와 Pt을 하부 전극으로 스퍼터링한다. 그리고 Pb(Zr0.52Ti0.48)O3 박막을 $0.35{\mu}m$ 두께로 졸겔법을 이용하여 증착하고 상부 Pt층을 두께 $0.1{\mu}m$로 순차적으로 스퍼터링하여 형성한다. 상/하부 전극은 ICP(Inductively Coupled Plasma)를 이용해 건식 식각으로 패턴을 형성한다. PZT 층과 무게 추 사이의 보호막을 씌우기 위해 $0.2{\mu}m$의 Si3N4 박막이 PECVD 공정법으로 증착되고, RIE로 패턴을 형성된다. Ti/Au ($0.03/0.35{\mu}m$)이 E-beam으로 증착되고 lift-off를 통해서 패턴을 형성함으로써 전극 본딩을 위한 패드를 만든다. 초반에 형성한 실리콘 웨이퍼 위의 SiNx/LTO 층은 RIE로 외팔보 구조를 형성한다. 이후에 진행될 도금 공정을 위해서 희생층으로는 감광액이 사용되고, 씨드층으로는 Ti/Cu ($0.03/0.15{\mu}m$) 박막이 스퍼터링 된다. 도금 형성층을 위해 감광액을 패턴화하고, Ni0.8Fe0.2 ($22{\mu}m$)층으로 도금함으로써 외팔보 끝에 무게 추를 만든다. 마지막으로, 압전 외팔보 소자는 XeF2 식각법을 통해 제작된다. 제작된 소자는 소자의 여러 층 사이의 고유한 응력 차에 의해 휨 변형이 생긴다. 실험 방법 및 측정 결과: 제작된 소자의 성능을 확인하기 위하여 일정한 가속도 50 m/s2로 3축 방향에 따라 입력 주파수를 변화시키면서 출력 전압을 측정하였다. 먼저, 소자의 기본적인 공진 주파수를 얻기 위하여 수직 방향으로 진동을 인가하여 주파수를 변화시켰다. 그 때에 공진 주파수는 116 Hz를 가지며, 최대 출력 전압은 15 mV로 측정되었다. 3축 방향에서 진동 에너지 수확이 가능하다는 것을 확인하기 위하여 제작된 소자를 길이 방향과 수평 방향으로 가진기에 장착한 후, 기본 공진 주파수에서의 출력 전압을 측정하였다. 진동이 길이방향으로 가해졌을 때에는 33 mV, 수평방향으로 진동이 인가되는 경우에는 10 mV의 최대 출력 전압을 갖는다. 제안하는 소자가 수 mV의 적은 전압은 출력해내더라도 소자는 진동이 인가되는 각도에 영향 받지 않고, 3축 방향에서 진동 에너지를 수확하여 전기에너지로 얻을 수 있다. 결론: 제안된 소자는 3축 방향에서 진동 에너지를 수확할 수 있는 에너지 수확 소자를 제안하였다. 외팔보의 구조를 헤어-셀 구조로 길고 휘어지게 제작함으로써 기본적인 길이 방향, 수직방향 그리고 수평방향에 더불어 추가적으로 뒤틀리는 방향에서 출력 전압을 얻을 수 있다. 미소 전력원으로 실용적인 사용을 위해서 무게추가 더 무거워지고, PZT 박막이 더 두꺼워진다면 소자의 성능이 향상되어 높은 출력 전압을 얻을 수 있을 것이라 기대한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
• /
• 대한전기학회 1999년도 하계학술대회 논문집 D
• /
• pp.1590-1592
• /
• 1999

We have fabricated good quality superconducting $YBa_2Cu_3O_{7-{\delta}}$ thin films on Hastelloy(Ni-Cr-Mo alloys) with $CeO_2$ buffer layers by in-situ pulsed laser deposition in a multi-target processing chamber. Using one of electrical properties of YBCO superconducting which the resistance approaches to zero dramatically on transition temperature, we have researched to make power transmission line, we have deposited YBCO thin film on flexible metallic substrate. However, it is difficult to make films on flexible metallic substrates due to both interdiffusion problem between metallic substrate and superconducting layer and non-crystallization of YBCO on amorphous substrate. From early research, two ways-using textured metallic substrate and buffer layer-were proposed to overcome theses difficulties. We have chosen $CeO_2$ as a buffer layer which has cubic structure of $5.41{\AA}$ lattice parameter and only 0.2% of lattice mismatch with $3.82{\AA}$ of a-axis lattice parameter of YBCO on (110) direction of $CeO_2$. In order to enhance the crystallization of YBCO films on metallic substrates we deposited $CeO_2$ buffer layers at varying temperature $700^{\circ}C$ to $800^{\circ}C$ and $O_2$ pressure. By X-ray diffraction, we found that each domination of (200) and (111) orientations were strongly relied upon the deposition temperature in $CeO_2$ layer and the change of the domination of orientation affects the crystallization of YBCO upper layer.

• 한국세라믹학회지
• /
• 제43권2호
• /
• pp.85-91
• /
• 2006

Electron Beam Physical Vapor Deposition (EB-PVD) was applied to fabricate a thin film YSZ electrolyte with large area on the porous NiO-YSZ anode substrate. Microstructural and thermal stability of the as-deposited electrolyte film was investigated via SEM and XRD analysis. In order to obtain an optimized YSZ film with high stability, both temperature and surface roughness of substrate were varied. A structurally homogeneous YSZ film with large area of $12\times12\;cm^2$ and high thermal stability up to $900^{\circ}C$ was fabricated at the substrate temperature of $T_s/T_m$ higher than 0.4. The smoother surface was proved to give the better film quality. Precise control of heating and cooling rate of the anode substrate was necessary to obtain a very dense YSZ electrolyte with high thermal stability, which affords to survive after post heat treatment for fabrication a cathode layer on it as well as after long time operation of solid oxide fuel cell at high temperature.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
• /
• 제6권3호
• /
• pp.50-55
• /
• 2004

We fabricated and tested a resistive type superconducting fault current limiter (SFCL) of three-phase 6.6 $kV_{rms}/200 A_{rms}$ rating based on YBCO thin films grown on sapphire substrates with a diameter of 4 inches, Short circuit tests were carried out at a accredited test facility for single line-to- ground faults, phase-to-phase faults and three-phase faults, Each phase of the SFCL was composed of 8${\times}$6 elements connected in series and parallel respectively. Each element was designed to have the rated voltage of 600 $V_{rms}$. A NiCr shunt resistor of 23 Ω was connected to each element for simultaneous quenches. Firstly, single phase-to-ground fault tests were carried out. The SFCL successfully developed the impedance in the circuit within 0.12 msec after fault and controlled the fault current of 10 $kA_{rms} below 816 A_{peak}$ at the first half cycle. In addition, in case of phase-to-phase fault and three- phase fault test. simultaneous quenches among the SFCLs of the phases successfully accomplished. In conclusion. the SFCL showed excellent performance of current limitation upon fault and stable operation regardless of the amplitude of fault currents.

• 한국정밀공학회지
• /
• 제29권4호
• /
• pp.409-416
• /
• 2012

Recently, surface modification technology is of importance to improve the wear resistance and the corrosive resistance for high accurate mechanical parts such as LM guide, Ball Screw and Roller Bearing etc., Those has generally featured on rolling contact mechanism to improve not only the wear and the friction, but also the accuracy and the corrosion performances. For surface modifications of high accurate mechanical parts, normally thermal spray, PVD, CVD and E.P. processes have been used with many materials such as DLC, raydent, W, Ni, Ti etc. Diamondlike carbon (DLC) films possess a combination of attractive properties and have been largely employed to modify the tribological behaviors such as friction, wear, corrosion, fretting fatigue, biocompatibility, etc. However, for rolling contact mechanism mechanical parts DLC films are needed to study for commercial benefit. Rolling contact mechanism has features on effects of cyclic motions and stresses, and also not simply sliding motions. The papers focused on the performance test of wear and corrosive resistance according to Me-DLC film thickness. And also, its thickness effect of wear analysis was carried out through the simulation of the maximum shear stress under the rolling contact surface. As the results, Me-DLC films have more potential to improve the wear resistance for high precision mechanical parts than raydent films.

• 센서학회지
• /
• 제15권5호
• /
• pp.309-316
• /
• 2006

The $SnO_{2}$ thin film sensors were fabricated by a thermal oxidation method. $SnO_{2}$ thin film sensors were treated in $N_{2}$ atmosphere. The sensors with $O_{2}$ treatment after $N_{2}$ treatment showed 70 % sensitivity for 1 ppm $H_{2}S$ gas, which is higher than the sensors with only $O_{2}$ treatment. The Ni metal was evaporated on Sn thin film on the $Al_{2}O_{3}$ substrate. And the sensor was heated to grow the Sn nanowire in the tube furnace with $N_{2}$ atmosphere. Sn nanowire was thermally oxidized in $O_{2}$ environments. The sensitivity of $SnO_{2}$ nanowire sensor was measured at 500 ppb $H_{2}S$ gas. The selectivity of $SnO_{2}$ nanowire sensor compared with thin film and thick film $SnO_{2}$ was measured for $H_{2}S$, CO, and $NH_{3}$ in this study.

• 한국초전도학회:학술대회논문집
• /
• 한국초전도학회 1999년도 High Temperature Superconductivity Vol.IX
• /
• pp.392-396
• /
• 1999

Superconducting YBa$_2Cu_3O_{7-{\delta}}$(YBCO) thin films were grown on Hastelloy(Ni-Cr-Mo alloys) with CeO$_2$ buffer layer in-situ by pulsed laser deposition in a multi-target processing chamber. To apply superconducting property on power transmission line, we have deposited YBCO thin film on flexible metallic substrate. However, it is difficult to grow the YBCO films on flexible metallic substrates due to both interdiffusion problem between metallic substrate and superconducting overlayers and non-crystallization of YBCO on amorphous substrate. It is necessary to use a buffer layer to overcome the difficulties. We have chosen CeO$_2$ as a buffer layer which has cubic structure of 5.41 ${\AA}$ lattice parameter and only 0.2% of lattice mismatch with 3.82 ${\AA}$ of a-axis lattice parameter of YBCO on [110] direction of CeO$_2$ In order to enhance the crystallization of YBCO films on metallic substrates, we deposited CeO$_2$ buffer layers with varying temperature and 02 pressure. By XRD, it is observed that dominated film orientation is strongly depending on the deposition temperature of CeO$_2$ layer. The dominated orientation of CeO$_2$ buffer layer is changed from (200) to(111) by increasing the deposition temperature and this transition affects the crystallization of YBCO superconducting film on CeO$_2$ buffered Hastelloy.

• 한국재료학회지
• /
• 제20권5호
• /
• pp.241-245
• /
• 2010

One of the weak points of the Cr-doped SZO is that until now, it has only been fabricated on perovskite substrates, whereas NiO-ReRAM devices have already been deposited on Si substrates. The fabrication of RAM devices on Si substrates is important for commercialization because conventional electronics are based mainly on silicon materials. Cr-doped ReRAM will find a wide range of applications in embedded systems or conventional memory device manufacturing processes if it can be fabricated on Si substrates. For application of the commercial memory device, Cr-doped $SrZrO_3$ perovskite thin films were deposited on a $SrRuO_3$ bottom electrode/Si(100)substrate using pulsed laser deposition. XRD peaks corresponding to the (112), (004) and (132) planes of both the SZO and SRO were observed with the highest intensity along the (112) direction. The positions of the SZO grains matched those of the SRO grains. A well-controlled interface between the $SrZrO_3$:Cr perovskite and the $SrRuO_3$ bottom electrode were fabricated, so that good resistive switching behavior was observed with an on/off ratio higher than $10^2$. A pulse test showed the switching behavior of the Pt/$SrZrO_3:Cr/SrRuO^3$ device under a pulse of 10 kHz for $10^4$ cycles. The resistive switching memory devices made of the Cr-doped $SrZrO_3$ thin films deposited on Si substrates are expected to be more compatible with conventional Si-based electronics.

• 한국재료학회지
• /
• 제8권12호
• /
• pp.1138-1145
• /
• 1998

Ni계 경면합금인 Deloro 50의 마모거동을 15ksi와 30ksi 접촉응력하의 여러 마모조건에서 조사하였다. 상온대기중에서 Deloro 50는 15ksi 응력에서도 극심한 응착마모가 발생하는 매우 낮은 마모저항성을 보였는데 이는 fcc 결정구조를 갖는 Deloro 50 기지상의 경도와 가공경화율이 strain-induced 상변태를 이웅한 hcp 결정구조의 Stellite 6보다 낮기 때문으로 생각된다. 상온 수중에서 Deloro 50는 15ksi 응력에서 Stellite 6와 비슷한 마모저항성을 보였는데 이는 물이 미세요철간의 금속간 접촉을 억제하였기 때문으로 생각된다. 그러나, 30ksi의 높은 접촉응력에서는 상온 대기중길 같은 응착마모가 발생하는 것으로 보아, 30ksi의 높은 응력에서는 물의 응착마모 억제 효과가 없었기 때문으로 생각된다. $300^{\circ}C$ 대기중에서 Deloro 50는 30ksi의 높은 접촉응력에서도 Stellite 6보다 우수한 마모저항성을 보였는데 이는 고온에서 마모시 생성되는 복합산화물층이 효과적으로 금속간 접촉을 방해하여 응착마모를 억제하였기 때문으로 생각된다.