• Smart Structures and Systems
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• 제26권4호
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• pp.469-480
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• 2020

This is the first research on the smart control and vibration analysis of a Graphene nanoplatelets (GPLs) Reinforced Composite (GPLRC) porous cylindrical shell covered with piezoelectric layers as sensor and actuator (PLSA) in the framework of numerical based Generalized Differential Quadrature Method (GDQM). The stresses and strains are obtained using the First-order Shear Deformable Theory (FSDT). Rule of the mixture is employed to obtain varying mass density and Poisson's ratio, while the module of elasticity is computed by modified Halpin-Tsai model. The external voltage is applied to sensor layer and a Proportional-Derivative (PD) controller is used for sensor output control. Governing equations and boundary conditions of the GPLRC cylindrical shell are obtained by implementing Hamilton's principle. The results show that PD controller, length to radius ratio (L/R), applied voltage, porosity and weight fraction of GPL have significant influence on the frequency characteristics of a porous GPLRC cylindrical shell. Another important consequence is that at the lower value of the applied voltage, the influence of the smart controller on the frequency of the micro composite shell is much more significant in comparison with the higher ones.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제15권4호
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• pp.579-589
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• 2002

구조물의 고유진동수가 너무 밀집되어 있거나 특성방정식의 부호가 영을 지나지 않고 갑자기 무한대가 되는 등의 불연속성이 존재하는 주파수 대역에 속해있는 고유진동수를 단순히 근을 찾는 수치해석 알고리듬만을 이용하여 모두 찾아내어 계산한다는 것은 그다지 쉬운 일이 아니다. 따라서, 본 연구에서는 이러한 문제점을 극복할 수 있는 휘트릭-월리엄즈 알고리듬을 탄성재층과 압전소자재층의 두개의 층이 적층되어 구성된 능동보의 스펙트럴요소모델에 대하여 유도하였다 유도된 알고리듬은 균일적층 능동보와 부분적층 능동보의 두 경우에 적용하여 그 결과를 평가하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2006년도 하계학술대회 논문집 Vol.7
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• pp.374-375
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• 2006

This paper describes anodic bonding characteristics of MCA to Si-wafer using evaporated Pyrex #7740 glass thin-films for MEMS applications. Pyrex #7740 glass thin-films with the same properties were deposited on MCA under optimum RF sputter conditions (Ar 100 %, input power $1\;W/cm^2$). After annealing at $450^{\circ}C$ for 1 hr, the anodic bonding of MCA to Si-wafer was successfully performed at 600 V, $400^{\circ}C$ in $110^{-6}$ Torr vacuum condition. Then, the MCA/Si bonded interface and fabricated Si diaphragm deflection characteristics were analyzed through the actuation and simulation test. It is possible to control with accurate deflection of Si diaphragm according to its geometries and its maximum non-linearity being 0.05-0.08 %FS. Moreover, any damages or separation of MCNSi bonded interfaces did not occur during actuation test. Therefore, it is expected that anodic bonding technology of MCNSi-wafers could be usefully applied for the fabrication process of high-performance piezoelectric MEMS devices.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2006년도 하계학술대회 논문집 Vol.7
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• pp.366-367
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• 2006

Different orientated SBN thin films were deposited by Ion Beam Sputtering, and electric properties were measured on each orientation. Ferroelectric $Sr_xBa_{1-x}Nb_2O_6$(SBN) has excellent electro-optic, photo-refractive, piezoelectric, pyroelectric properties. SBN thin film has been deposited by various method, of sol-gel, PLD, CVD, sputtering, etc.. To avoid lead pollution of Pb-system perovskite ferroelectric materials. SBN thin films were fabricated for pyroelectric IR sensor. Using the ceramic target of the same composition and Pt(100)/$TiO_2/SiO-2$/Si(100) substrate, crystallization and orientation behavior as well as electric properties of the films were examined. Seed layer and thin films thickness was controlled to observe the effect on preferred orientation. We measured I-V, C-V, P-E hysteresis to characterize electric-properties on each orientations.

• 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.