• 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.

• 한국음향학회지
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• 제30권4호
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• pp.215-222
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• 2011

높은 분해능의 영상을 얻는데 사용하기 위하여 초고주파 대역에서 동작하는 집속 초음파 트랜스듀서를 제작하고 그 특성을 평가하였다. 그 트랜스듀서는 한쪽 면에만 접지용 전극이 있는 두께 9 ${\mu}m$의 PVDF 압전막의 다른 쪽 면에 CCP (Copper Clad Polyimide)막을 에폭시로 접착한 후, 금속구로 압착함에 의해 구각형을 형성시키고, 그 뒷면에 에폭시를 채워 몰딩 시키는 방법에 의해 만들어졌다. 제작된 곡률반경 7.5 mm, f-number 1.7의 트랜스듀서는 초점에 있는 표적에 대한 펄스에 코 측정결과 35.0 MHz의 대역폭을 가지며, 약 40 MHz인 피크주파수 부근에서의 삽입손실은 약 60 dB 을 나타내었는데, 그 측정결과는 에폭시 접착층의 두께를 고려한 KLM 등가회로 해석에 의한 시뮬레이션 결과와 유사한 것이었다. 나아가, 그 트랜스듀서에 의해 얻어진 가는 구리선 표적에 대한 영상을 35 MHz 트랜스듀서를 장착한 UBM (Ultrasonic Backscattering Microscope) 장치에 의한 영상과 비교한 결과, 측방향 분해능은 떨어지나 축방향 분해능은 다소 향상됨을 알 수 있었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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• pp.23-23
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• 2009

GaN-based nitride semiconductors have attracted considerable attention in high-brightness light-emitting-diodes (LEDs) and laser diodes (LDs) covering from green to ultraviolet spectral range. LED and LD heterostructures are usually grown on (0001)-$Al_2O_3$. The large lattice mismatch between $Al_2O_3$ substrates and the GaN layers leads to a high density of defects(dislocations and stacking faults). Moreover, Ga and N atoms are arranged along the polar [0001] crystallographic direction, which leads to spontaneous polarization. In addition, in the InGaN/GaN MQWs heterostructures, stress applied along the same axis can also give rise to piezoelectric polarization. The total polarization, which is the sum of spontaneous and piezoelectric polarizations, is aligned along the [0001] direction of the wurtzite heterostructures. The change in the total polarization across the heterolayers results in high interface charge densities and spatial separation of the electron and hole wave functions, redshifting the photoluminescence peak and decreasing the peak intensity. The effect of polarization charges in the GaN-based heterostructures can be eliminated by growing along the non-polar [$11\bar{2}0$] (a-axis) or [$1\bar{1}00$] (m-axis) orientation instead of thecommonly used polar [0001] (c-axis). For non-polar GaN growth on non-polar substrates, the GaN films have high density of planar defects (basal stacking fault BSFs, prismatic stacking fault PSFs), because the SFs are formed on the basal plane (c-plane) due to their low formation energy. A significant reduction in defect density was recently achieved by applying blocking layer such as SiN, AlN, and AlGaN in non-polar GaN. In this work, we were performed systematic studies of the defects in the nonpolar GaN by conventional and high-resolution transmission electron microscopy.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제25권5호
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• pp.719-730
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• 2021

본 논문에서는 산화아연/탄소 테이프/산화아연의 대칭 구조를 갖는 ZCZ-NG라는 샌드위치형 산화아연(ZnO) 압전 에너지 하베스팅 소자를 제시한다. 고품질의 ZCZ-NG 소자를 제작하기 위해 전도성 양면 접착 탄소 테이프를 활용하였으며, 이는 매우 높은 피크 투 피크 전압(V_pp)을 발생시키는 ZCZ-NG 소자의 개발로 이어졌다. ZCZ-NG 소자의 크기, 산화아연 층의 두께 그리고 벤딩 변형률 변화에 따른 ZCZ-NG 소자의 출력 성능 변화를 측정, 분석하였다. 또한 제작된 ZCZ-NG 소자의 실효성 및 응용 가능성을 검증하기 위한 실험적인 센서 네트워크 테스트베드를 구축하였다. 상용 아두이노를 기반으로 한 송신, 수신 노드들로 이루어진 테스트베드에서 노드들은 각 노드에서 감지한 정보들을 무선으로 송수신한다. 본 연구에서 사용된 대칭 구조의 샌드위치형 ZCZ-NG 소자 제작 기술과 센서 네트워크와의 융합 연구가 앞으로 더 발전되어 사물인터넷 구현을 위한 자가발전 센서 네트워크 연구에 도움이 되길 바란다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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• pp.433-433
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• 2009

ZnO-based materials have been extensively studied for optoelectronic applications due to their superiors physical properties such as wide direct bandgap (~3.37 eV), large exciton binding energy (~60 meV), high transparency in the visible region, and low cost. Especially, one-dimensional (1D) ZnO nanostructures have attracted considerable attention owing to quantum confinement effect and high crystalline quality. Additionally, various nanostructures of ZnO such as nanorods, nanowires, nanoflower, and nanotubes have stimulated the interests because of their semiconducting. and piezoelectric properties. Among them, vertically aligned ZnO nanorods can bring the improved performance in various promising photoelectric fields including piezo-nanogenerators, UV lasers, dye sensitized solar cells, and photo-catalysis. In this work, we studied the effect of the annealing temperature of homo seed layers on the formation of ZnO nanorods grown by hydrothermal method. The effect of annealing temperature of seed layer on the length and orientation of the nanorods was investigated scanning electron microscopy investigation. Transmission electron microscopy and X-ray diffraction measurement were performed to understand the effect of annealing temperatures of seed layers on the formation of nanorods. Moreover, the optical properties of the seed layers and the nanorods were studied by room temperature photoluminescence.

• 한국항공운항학회지
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• 제9권1호
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• pp.59-69
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• 2001

복합재로 된 회전날개깃을 상자보로 모델링하고 수동/능동 감쇠를 주기 위해 ACL(Active Constrained Damping Layer)을 상하양면에 부착하고 복합변위이론에 기초한 유한요소방법을 이용하여 구조해석을 수행하였다. 이 이론은 ACL내의 복합재와 점탄성층 그리고 압전층의 전단변형효과를 정확하게 모델링하는데 효과적이다. Hankel 의 특이값을 이용해 축차모델을 유도하였으며 축차모델과 측정된 출력에 기초한 LQG 제어기를 설계하였다. 그러나 LQG 제어기는 공칭 운전속도에서는 좋은 성능을 보여주었으나 운전속도가 변하는 상황에 대해서는 강인안정성을 보여주지 못했다. 이 LQG제어기의 강인안정성을 개선하기 위하여 루프전달회복을 통한 강인한 제어기를 설계하였다. 수치 예를 통해 제시된 제어기가 회전날개깃의 공기역학적인 안정성을 개선하는데 효과적이며 동체모드와 연계된 리드-래그 모드감쇠를 증가시켜 회전날개깃의 진동을 효과적으로 억제하는 것을 보였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2004년도 하계학술대회 논문집 Vol.5 No.2
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• pp.869-873
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• 2004

[ $Sr_xBa_{1-x}Nb_2O_6$ ] (SBN, $0.25{\leq}x{\leq}0.75$) ceramic is a ferroelectric material with tetragonal tungsten bronze (TTB) type structure, which has a high pyroelectric coefficient, piezoelectric, and a photo refractive properties. In this study, SBN60(x=0.6) thin film was manufactured by ion beam sputtering technique. Using the prepared SBN60 target in $Ar/O_2$ atmosphere as-deposited SBN60 thin film on Pt(100)/$TiO_2/SiO_2/Si$ substrate crystallization and orientation behavior as well as electric properties of SBN60 thin film were examined. SBN60 deposition up to $3000{\AA}$ in thickness, SBN60 thin film was heat-treated at $650^{\circ}C{\sim}800^{\circ}C$. The orientation was shown primarily along (001) plane from XRD pattern where working pressure was $4.3{\times}10^{-4}$ torr. The deposited layer was uniform, preferred orientatin and crystallization behavior resulted in the change of $O_2$ ratio was observed. In electric propertie of Pt/SBN60/Pt thin film capacitor remnant polarization (2Pr) value was $10{\mu}C/cm^2$, the coercive filed (Ec) 50 kV/cm, and the dielectric constant 615, respectively.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권7호
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• pp.867-872
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• 2010

자연계에 존재하지만 사용되지 못 하고 버려지는 에너지를 효과적으로 채집하여 배터리를 충전하거나 전기 장치에 전기 에너지를 공급하는 에너지 하베스팅에 대한 연구를 수행하였다. 압전재료는 물체의 움직임이나 진동으로부터 에너지를 채집하는 주요한 재료로 널리 연구되고 있다. 본 논문에서는 기존의 PZT 압전 특성을 개량하고자 압전-복합재료 발전소자(Piezo-Composite Generating Element, 이하 PCGE)를 도입하여 성능 예측모델을 제안하고 이를 실험적으로 검증하였다. PCGE는 탄소/에폭시, PZT, 유리/에폭시 층으로 구성된다. 제작 과정에서 적층된 PCGE는 오토클레이브 안에서 $177^{\circ}C$의 온도에서 성형되는데, 이때 PCGE 내부에 초기잔류응력이 발생하게 되어 압전재료의 성능이 변화하게 된다. 세 종류의 PCGE를 제작한 후 에너지 채집 실험을 수행하여 제안된 성능 예측모델의 타당성과 기계적 진동을 전기적 에너지로 변환되는 성능을 검증하였다. 실험 결과 이론적인 성능 예측모델이 실험 결과와 잘 일치함을 확인하였다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2010년도 춘계학술발표대회
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• pp.54.2-54.2
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• 2010

최근까지는 주로 비정질 실리콘이 디스플레이의 채널층으로 상용화 되어왔다. 비정질 실리콘 기반의 박막 트랜지스터는 제작의 경제성 및 균일성을 가지고 있어서 널리 상용화되고 있다. 하지만 비정질 실리콘의 구조적인 문제인 낮은 전자 이동도(< $1\;cm^2/Vs$)로 인하여 디스플레이의 대면적화에 부적합하며, 광학적으로 불투명한 특성을 갖기 때문에 차세대 디스플레이의 응용에 불리한 점이 있다. 이런 문제점의 대안으로 현재 국내외 여러 연구 그룹에서 산화물 기반의 반도체를 박막 트랜지스터의 채널층으로 사용하려는 연구가 진행중이다. 산화물 기반의 반도체는 밴드갭이 넓어서 광학적으로 투명하고, 상온에서 증착이 가능하며, 비정질 실리콘에 비해 월등히 우수한 이동도를 가짐으로 디스플레이의 대면적화에 유리하다. 특히 Zinc Oxide의 경우, band gap이 3.4eV로써, transparent conductors, varistors, surface acoustic waves, gas sensors, piezoelectric transducers 그리고 UV detectors 등의 많은 응용에 쓰이고 있다. 또한, a-Si TFTs에 비해 ZnO-based TFTs의 경우 우수한 소자 성능과 신뢰성을 나타내며, 대면적 제조시 우수한 균일성 및 낮은 생산비용이 장점이다. 그러나 ZnO-baesd TFTs의 경우 일정한 bias 아래에서 threshold voltage가 이동하는 문제점이 displays의 소자로 적용하는데 매우 중요하고 문제점으로 여겨진다. 특히 gate insulator와 channel layer사이의 interface에서의 defect에 의한 charge trapping이 이러한 문제점들을 야기한다고 보고되어진다. 본 연구에서는 Zinc Oxide 기반의 박막 트랜지스터를 DC magnetron sputtering을 이용하여 상온에서 제작을 하였다. 또한, $Si_3N_4$ 기판 위에 electron cyclotron resonance (ECR) $O_2$ plasma 처리와 plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD)를 통하여 $SiO_2$ 를 10nm 증착을 하여 interface의 개선을 시도하였다. 그리고 TFTs 소자의 출력 특성 및 전이 특성을 평가를 하였고, 소자의 field effect mobility의 값이 향상을 하였다. 또한 Temperature, Bias Temperature stability의 조건에서 안정성을 평가를 하였다. 이러한 interface treatment는 안정성의 향상을 시킴으로써 대면적 디스플레의 적용에 비정질 실리콘을 대체할 유력한 물질이라고 생각된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.491-491
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• 2011

Transparent and flexible electronic devices that are light-weight, unbreakable, low power consumption, optically transparent, and mechanical flexible possibly have great potential in new applications of digital gadgets. Potential applications include transparent displays, heads-up display, sensor, and artificial skin. Recent reports on transparent and flexible field-effect transistors (tf-FETs) have focused on improving mechanical properties, optical transmittance, and performances. Most of tf-FET devices were fabricated with transparent oxide semiconductors which mechanical flexibility is limited. And, there have been no reports of transparent and flexible all-organic tf-FETs fabricated with organic semiconductor channel, gate dielectric, gate electrode, source/drain electrode, and encapsulation for sensor applications. We present the first demonstration of transparent, flexible all-organic sensor based on multifunctional organic FETs with organic semiconductor channel, gate dielectric, and electrodes having a capability of sensing infrared (IR) radiation and mechanical strain. The key component of our device design is to integrate the poly(vinylidene fluoride-triflouroethylene) (P(VDF-TrFE) co-polymer directly into transparent and flexible OFETs as a multi-functional dielectric layer, which has both piezoelectric and pyroelectric properties. The P(VDF-TrFE) co-polumer gate dielectric has a high sensitivity to the wavelength regime over 800 nm. In particular, wavelength variations of P(VDF-TrFE) molecules coincide with wavelength range of IR radiation from human body (7000 nm ~14000 nm) so that the devices are highly sensitive with IR radiation of human body. Devices were examined by measuring IR light response at different powers. After that, we continued to measure IR response under various bending radius. AC (alternating current) gate biasing method was used to separate the response of direct pyroelectric gate dielectric and other electrical parameters such as mobility, capacitance, and contact resistance. Experiment results demonstrate that the tf-OTFT with high sensitivity to IR radiation can be applied for IR sensors.