• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제24권4호
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• pp.31-37
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• 2017

최근, 유연하며 몸에 부착 가능한 소자들에 대한 관심이 늘어나고 있다. 이런 관심을 뒷받침 하여 이와 관련된 다양한 연구들이 진행되고 있는데, 기존 딱딱한 성질을 가진 소자에 사용되던 무기물 기반의 재료의 경우 유연 소자로 만들기에 여러 가지 제약이 있어 유연하게 제작할 수 있는 유기물 반도체나 탄소 나노튜브 필름 등을 이용한 소자들이 주로 연구되고 개발되어 왔다. 하지만 이런 재료들을 이용한 소자의 경우 유기물 분자와 분자 사이 또는 탄소 나노튜브와 나노튜브 사이에서 전하들이 산란되는 등 재료 자체의 한계로 인해 기존의 재료를 사용한 소자들보다 전기적 성능이 떨어지는 단점을 가지고 있다. 이런 단점들을 해결하기 위하여 이 연구에서는 수직 정렬된 반도체 결정 어레이를 투명 유연한 폴리머와 결합하는 방법을 이용, 고품질 나노/마이크로 반도체 결정을 유연한 기판으로 전사 시킬 수 있는 방법을 제시한다. 위와 같은 구조는 재료에 가해지는 힘을 완화 시켜줄 수 있으며, 이로 인해 큰 변형에도 재료의 손상이 없는 소자 제작이 가능하다. 이런 구조를 구현하기 위해 위치 및 크기가 정교하게 제어된 ZnO 나노막대 단결정을 저온에서 용액공정을 통하여 합성시킨다. 이후 성장시킨 ZnO 단결정 어레이와 polydimethylsiloxane (PDMS) 폴리머를 결합시킨 후 단단한 기판에서 기계적으로 박리시켜 ZnO/폴리머 복합체를 분리해 낸다. 추가적으로 전사된 ZnO의 결정성을 확인하기 위하여 photoluminescent 분석을 진행하였으며, ZnO/폴리머 복합체를 이용한 외부 힘에 반응하는 압력 센서를 제작하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제38권8호
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• pp.13-19
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• 2001

분자선 결정 성장법을 이용하여 성장된 서로 다른 장벽층의 두께를 갖는 $Al_{0.3}Ga_{0.7}N$ heterojunction field effect transistors (HFETs) 를 제작하여 그 특성을 비교, 관찰하였다. $Al_{0.3}Ga_{0.7}N$층의 두께에 따른 특성의 비교로부터 최적의 2 차원 전자개스 (2 dimensional electron gas) 를 가질 수 있는 $Al_{0.3}Ga_{0.7}N$/GaN HFET 소자 구조를 얻을 수 있었다. $L_g=0.6$ ${\mu}m$ 와 $W_g=34\;{\mu}m$ $Al_{0.3}Ga_{0.7}N$/GaN (20 nm/2 mm) HFET에서 Imax ($V_{gs}=1\;V$) 와 $G_{m,maX}$는 각각 1.155 A/mm 및 250ms/${\mu}m$ 이었으며 $F_t=13$ GHz 와 $F_{max}=48$ GHz의 우수한 고주파 특성을 얻을 수 있었고 2 inch 기판상에서 제작된 소자들은 5% 이하의 매우 균일한 DC 특성을 나타내었다. 이와 더불어 게이트-드레인 간의 간격에 따른 소자의 특성을 관찰함으로서 소자의 항복전압과 고주파 특성과의 상관관계를 고찰하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제27권1호
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• pp.52-58
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• 2005

국내 정수장의 약품공정을 향상시켜 저비용 고효율의 정수처리 공정을 확립할 목적으로 약품 분사용 초음파 분사 노즐의 적용가능성을 평가하였다. 초음파 분사노즐은 압전세라믹스를 이용하여 제작하였으며, 이 장치를 사용하여 상수 원수를 처리한 결과와 현재 대부분의 정수장에서 사용되고 있는 기존의 약품 혼화방식에 의한 오염물질의 처리효율을 비교 평가하였다. 그 결과 혼화방식에 따른 혼화지 내 응집제 혼화특성은 초음파 노즐에 의한 혼화방식이 기계식(back-mixing) 혼화방식보다 응집제의 확산속도가 빠른 것으로 조사되었다. 오염물질 별 제거효율 역시 기계식(back-mixing) 혼화방식보다 초음파 노즐에 의한 혼화방식의 제거효율이 높은 것으로 조사되어, 초음파 분사노즐을 이용한 약품 혼화방식을 실제 정수처리 공정에 적용할 경우 응집제의 과량 주입에 의한 처리효율의 저하를 방지할 수 있고, 후속 공정에 대한 부하량을 줄임으로서, 정수공정에 사용되는 약품을 절감시키고, 혼화지가 필요없게 되어 이로 인한 경제적 효과 뿐만 아니라 보다 순도가 높은 음용수를 생산 할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국결정성장학회지
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• 제21권6호
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• pp.253-258
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• 2011

본 연구에서는 1_3형 압전복합체(1-3 type piezo-composite)의 전기-기계적 성능을 수치적으로 분석하였다. PZT 세라믹스의 압전물성 계산치를 실험치와 비교하여 수치 해석방법의 정확성을 검증하였다. 그리고 구성재료의 부피 비 및 물성, PZT 기둥의 종 횡비(aspect ratio) 등이 복합체의 $k_t$특성에 미치는 영향을 해석하였다. 그 결과, PZT 부피 비가 30 vol%까지 증가함에 복합체의 $k_t$ 특성은 급격하게 증가하다가 그 이상의 영역에서는 일정한 값에 수렴한다. 그리고 상대적으로 유연한 폴리머를 사용한 복합체가 전반적으로 우수한 $k_t$ 특성을 갖는다. 또한 PZT 부피비가 30 % 이하인 경우, 복합체의 $k_t$ 특성은 PZT 기둥의 종횡 비에 많은 영향을 받는다. 그러므로 $k_t$ 특성 향상을 위해서는 상대적으로 유연한 폴리머 및 우수한 압전특성의 PZT를 사용하여 복합체를 구성하는 것이 유리하다.

• 한국결정성장학회지
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• 제7권4호
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• pp.589-598
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• 1997

본 연구에서는 modified PZT계에서 PT/PZ비 변화에 따른 결정 구조 및 전기적 특성을 조사하였다. 0.05Pb$(Sn_{0.5}Sb_{0.5})O_3＋xPbTiO_3＋yPbZrO_3$＋0.4Wt% $MnO_2$(x＋y= 0.95)계에서 PT/PZ비를 0.50/0.45에서 0.l1/0.84로 변화시킨 조성을 $1250^{\circ}C$에서 2시간 소결하여 이의 미세구조 및 결정구조를 분석하였고, 유전, 압전, 초전 특성 그리고 적외선 센서로의 응용을 위해 적외선에 대한 감도를 조사하였다. PT/PZ비가 0.50/0.45에서 0.l1/0.84로 PT에 비해 PZ량이 상대적으로 증가됨에 따라 전체적으로 소결밀도가 7.52g/$\textrm {cm}^3$에서 7.82g/$\textrm {cm}^3$의 값으로 증가되는 경향을 나타내었으나 분극처리 후의 유전상수는 1147에서 193으로 감소되었고, 전 조성범위에서 1 % 이하의 낮은 유전손실값을 나타내었다. PT/PZ비가 1에 근접할수록 $K_{p}$ 값이 증가되었으며, PT/PZ가 0.45/0.50인 경우 48.2 %로 가장 큰 $K_p$값을 나타내었으나, 초전계수는 PT/PZ비가 0.l1/0.84에서 0.0541 C/$m^2$K로 가장 큰 값을 나타내었다. 동 시편를 두께 100 um로 박판 가공하여 TO-5 package에 적용시켜 적외선에 대한 감도 특성을 측정한 결과 1.5 V의 높은 값을 나타내어 초전형 적외선 센서 소자로서 적합하였다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제13권2호
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• pp.138-144
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• 2020

현재 자율주행 차량 연구들은 긴급상황이 대처 가능한 4레벨의 자율주행 차량을 개발하기 위해 매진하고 있다. 차량이 긴급상황에 유연하게 대처하기 위해서는 피해를 최소화하는 방향으로 움직여야 하는데, 이는 주변 보행자, 도로 상태, 주변 차량의 상태 등 주행 중인 도로의 모든 상태를 판단하여 진행되어야 한다. 따라서 본 논문에서는 자율차량 내부의 탑승객 상황을 탐지하고, 그것을 V2V로 주변 차량에 공유하여 이 긴급상황에서 주행을 결정하는 데 도움을 줄 수 있는 자율차량의 주행을 보조하기 위한 탑승객 탐지 및 공유 시스템을 제안한다. 탑승객 탐지 및 공유 시스템은 현재 차량에서 탑승객을 인식하는 무게 측정 방식을 개선하여 정확하게 차량 내부의 승객 위치를 식별할 수 있고, 각 차량의 승객 위치를 주변의 다른 차량과 공유하기 때문에 긴급상황이 발생할 때 차량의 주행 결정에 도움을 줄 수 있다. 실험 결과, 탑승객 인식 서브 모듈에 적용된 체압 센서는 기존의 공진형 센서보다 약 8%, 압전형 센서보다 약 17% 높은 정확도를 보였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권8호
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• pp.222-227
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• 2020

페로부스카이트(Perovskite) 구조의 Pb(Zr,Ti)O₃(PZT)는 우수한 강유전 특성으로 인해 유전체, 압전체, 초전체 재료로 널리 사용된다. Pb_1.3(Zr_0.52Ti_0.48)O₃조성의 스퍼터링 타겟을 제조하여 RF 마그네트론 스퍼터링 공정으로 PZT박막을 형성하였다. PZT박막은 동일 스퍼터링 출력으로 연속 제조한 단층형 PZT와 2단계화한 스퍼터링 출력으로 제조한 2층형 PZT박막으로 구분하여 제조하였다. 2층형의 PZT는 저출력의 스퍼터링 조건으로 제작한 하부층과, 단층형 PZT와 동일한 조건으로 제작한 상부층으로 이루어진다. 제조한 박막에 대한 엑스선 회절분석결과, 단층형 PZT에서는 페로부스카이트상(Perovskite Phase)과 미소한 파이로클로르상(Pyrochlore Phase)이 혼합된 상태로 존재하나, 2층형 PZT에서는 페로부스카이트상만이 검출되었다. 전자현미경과 원자힘 현미경으로 표면상태를 관찰한 결과, 2층형 PZT박막의 상부는 단층형에 비해 치밀하고 평활한 표면상태를 나타냈으며, 단층형에 비해 낮은 표면거칠기값(RMS)을 보였다. 또한 이층형 PZT는 단층형에 비해 우수한 대칭성의 분극곡선형태를 보였고, 단층형에 비해 매우 저감된 1×10^-5 A/㎠ 이하수준의 누설전류 특성을 나타냈다. 이층형 PZT에서 보이는 이러한 현상은 치밀하게 형성한 하부 PZT층이 순차적으로 형성되는 상부PZT내의 미소 파이로클로르상 형성을 억제하여, 순수한 페로부스카이트상으로의 성장을 유도한 것으로 판단된다.

• 한국진공학회지
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• 제20권4호
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• pp.300-306
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• 2011

본 연구는 편극 패턴된 강유전체 단결정 $LiNbO_3$ (0001) 기판에 광화학적 환원반응을 이용하여 금속(Au, Ag) 나노입자를 증착시키고, 금속 입자의 종류와 표면의 극성에 따른 나노입자의 표면 분포를 원자간력현미경(AFM)으로 조사하였다. 전극 인가에 의해 주기적으로 편극 패턴된 강유전체 단결정 $LiNbO_3$ (periodically polarity-patterned $LiNbO_3$: PPLN)을 기판으로 사용하였으며, PPLN의 각 영역의 편극 방향은 Piezoresponse force microscopy로 확인하였다. 금속(Ag, Au) 나노 입자는 금속이 포함된 수용액에 PPLN 기판을 넣고, 자외선 램프로 30초에서 3분간 노출시켜 광환원 반응으로 기판에 증착시켰다. 시료 성장후, 공기 중에서 AFM을 이용하여 나노입자의 형태, 크기, 및 표면분포를 조사하였다. Ag 입자의 경우, -Z 편극 영역보다 +Z 편극 영역에 크고 밀도가 높은 나노 입자가 증착되었으며, 특히 편극 경계 부분에 가장 큰 Ag 나노입자가 증착되어, 나노선 모양으로 성장됨이 확인되었다. 그러나 Au 입자의 경우는 편극 경계부분에 입자가 증착되는 경향이 없었다. 두 입자 모두 자외선 노출시간이 증가함에 따라, 증착된 나노입자의 크기는 증가하는 경향을 보였다. 이와 같이 증착된 금속 나노입자가 강유전체의 표면편극에 따라 다른 분포로 성장되는 것을 강유전체 표면 극성에 따른 표면 밴드구조 변화, 광전 효과 및 표면의 전기장의 불균일성에 의한 수용액 속의 금속 양이온과 자외선에 의해 생성된 전자와의 광화학적 반응에 대한 모델로 논의할 것이다.

• 한국재료학회지
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• 제10권1호
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• pp.34-40
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• 2000

디지털형 압전/전왜 액츄에이터 응용을 위하여 상경계(반강유전상/강유전상) 조성인 $Pb_{0.94}Y_{0.04}[(Zr_0.6Sn_0.4)_{0.915}Ti_0.085]O_3$ (PYZST) 계를 택하여 과잉 PbO의 첨가량 및 소결 조건 변화에 따른 상전이 특성, 유전 특성 및 전기장 유기변형 특성을 연구하였다. 사방정 구조를 갖는 PYZST 세라믹스에서 과잉 PbO 첨가에 따른 결정구조의 변화는 거의 확인되지 않았으나, 소결 후 입자가 약간 작아지며 둥근 형태로 변화하였고 첨가량 증가에 따라 적정 소결온도는 감소하였다. 과잉 PbO의 첨가량이 증가함에 따라, 분극측정시 반강유전상이 보다 안정되는 경향을 보였고, 전계유도변형 측정시 인가전기장 제거상태에서의 변형의 형상기억성이 감소하고 디지털형 변형곡선 특성이 강화되었다. 또한 최대 유전상수와 전계 유기변형량은 감소하였으나 반면 상전이(반강유전상$\leftrightarrow$강유전상) 전기장 및 비저항은 증가하는 경향을 나타냈다. 이러한 결과는 과잉으로 첨가된 PbO에 의한 격자 결함반응 및 분역벽 이동 거동 가능성과 연관시켜 설명하였다.

• 한국세라믹학회지
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• 제41권5호
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• pp.375-380
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• 2004

알루미나 기판 위에 Pb(Ni$_{1}$3/Nb$_{2}$3/)O$_3$-PbZrO$_3$-PbTiO$_3$ 후막을 스크린 인쇄한 후 800∼100$0^{\circ}C$에서 소결하여 압전 후막을 제조하였다. 마모 밀과 볼 밀 분쇄법을 이용하여 입자 크기가 서로 다른 압전 분말을 제조하였으며, 압전 분말의 입자 크기가 후막의 미세구조와 전기적 성질에 미치는 영향을 조사하였다. 마모 밀링한 분말의 평균 입자 크기는 0.44 $\mu\textrm{m}$로 볼 밀링한 분말의 평균 입자 크기, 2.87 $\mu$m 보다 훨씬 작았다. 후막을 80$0^{\circ}C$에서 소결하였을 때는 마모 밀링한 분말로 제조한 후막의 입자 크기가 볼 밀링한 분말로 제조한 후막의 입자 크기보다 더 작았으며, 소결 온도가 증가함에 따라 그 차이가 점차 감소하였다. 그리고, 전체 소결 온도 구간에서 마모 밀링한 분말로 제조한 후막이 볼 밀링한 분말로 제조한 후막보다 균일하고 치밀한 미세구조를 보였다. 소결 온도가 90$0^{\circ}C$ 이상일 때, 마모 밀링한 분말로 제조한 후막이 볼 밀링한 분말로 제조한 후막보다 우수한 전기적 성질을 가졌다. 90$0^{\circ}C$에서 소결한 마모 밀링한 분말로 제조한 후막의 유전상수($\varepsilon$$_{r}$), 잔류분극(P$_{r}$), 항전계(E$_{c}$)는 각각 559, 16.3 $\mu$C/$cm^2$, 51.3 kV/cm이었다.다..