• 대한기계학회논문집B
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• 제36권5호
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• pp.539-543
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• 2012

셀룰로오스 EAPap 작동기는 생체 모방형 작동기의 하나로 생체적합하고 가볍고 비교적 낮은 전압에서도 큰 변위를 발생시킨다는 장점을 가지고 있다. 셀룰로오스를 재생하면서 셀룰로오스 파이버를 배열함으로써 압전 종이를 만들었다. 한편 셀룰로오스에 탄소나노튜브, 산화금속 나노분말, 전도성 고분자, 이온성 유체등을 물리적, 화학적으로 결합시켜 다양한 하이브리드 나노복합재를 만들었다. 본 논문에서는 셀룰로오스 EAPap 의 제조공정 및 이를 응용한 바이오센서, 화학센서, 유연트랜지스터, 그리고 작동기의 응용 디바이스에 대해 소개한다. 또한 셀룰로오스 EAPap 을 무선으로 구동하는 기술에 대해 소개한다. 이는 생체모방로봇, 정찰 등에 활용될 수 있다.

• 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.

• 센서학회지
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• 제12권6호
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• pp.265-272
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• 2003

본 논문은 파이렉스 #7740 유리 박막을 이용한 MEMS용 MLCA (Multi Layer Ceramic Actuator)와 Si기판의 양극접합 특성에 관한 것이다. 최적의 RF 마그네트론 스피터링 조건 (Ar 100%, input power $1\;W/cm^2$)하에서 MLCA기판위에 파이렉스 #7740 유리의 특성을 갖는 박막을 증착하였다. $450^{\circ}C$에서 1시간 열처리한 다음, -760 mmHg, 600V 그리고 $400^{\circ}C$에서 1시간동안 양극접합했다. 그 다음에 Si 다이어프램을 제조한 후, MLCA/Si 접합계면과 MLCA 구동을 통한 Si 다이어프램 변위특성을 분석 및 평가하였다. 다이어프램 형상에 따라 정밀한 변위 세어가 가능했으며 0.05-0.08 %FS의 우수한 선형성을 나타내었다. 또한, 측정동안 접합계면 균열이나 계면분리가 일어나지 않았다. 따라서, MLCA/Si기판 양각접합기술은 고성능 압전 MEMS 소자 제작공정에 유용하게 사용가능할 것이다.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제18권1호
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• pp.7-12
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• 2017

This work takes place in the context of the development of a transport phenomena simulation based on group III nitrides. Gallium and boron nitrides (GaN and BN) are both materials with interesting physical properties; they have a direct band gap and are relatively large compared to other semiconductors. The main objective of this paper is to study the effect of boron content on the electron transport of the ternary compound $B_xGa_{(1-x)}N$ and the effect of the temperature of this alloy at x=50% boron percentage, specifically the piezoelectric, acoustic, and polar optical scatterings as a function of the energy, and the electron energy and drift velocity versus the applied electric field for different boron compositions ($B_xGa_{(1-x)}N$), at various temperatures for $B_{0.5}Ga_{0.5}N$. Monte carlo simulation, was employed and the three valleys of the conduction band (${\Gamma}$, L, X) were considered to be non-parabolic. We focus on the interactions that do not significantly affect the behavior of the electron. Nevertheless, they are introduced to obtain a quantitative description of the electronic dynamics. We find that the form of the velocity-field characteristic changes substantially when the temperature is increased, and a remarkable effect is observed from the boron content in $B_xGa_{(1-x)}N$ alloy and the applied field on the dynamics of holders within the lattice as a result of interaction mechanisms.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2005년도 추계학술대회 논문집 Vol.18
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• pp.171-172
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• 2005

PSNZT계 압전 세라믹스는 압전 특성을 개량하고, 여러 가지 응용 분야의 요구를 만족할 특성을 얻기 위해 Mn을 포함하는 첨가물에 관한 연구를 하였다. Mn을 포함하는 산화물은 기계적 품질계수($Q_m$)를 높이는 강화제로 널리 활용되고 있으며, $Mn^{4+}$를 갖는 $MnO_2$가 가장 많이 사용되고 있다. 산화물에서 Mn 전자가는 여러 상태 인데, 이런 전자가의 변화가 압전 특성에 미치는 영향을 조사하였다. Mn 전자가에 따라서 소결체의 미세구조는 $MnCO_3$와 $Mn_3O_4$경우 입자크기가 10${\mu}m$정도였으며, $Mn_2O_3$와 $MnO_2$의 입자크기는 $1\sim5{\mu}m$정도로 불규칙하였다. 전반적으로 소결체는 밀도가 $7.75g/cm^2$이상이었고, 치밀하였다. $MnCO_3$경우 전기기계 결합계수는 56%이고, $MnO_2$경우 기계적 품질계수는 2000이상이었다.

• 한국재료학회지
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• 제13권6호
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• pp.360-364
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• 2003

$Sr_{l}$ $\pm$x/$Bi_{2}$ $\pm$y/$Ta_2$ $O_{9}$ and $Sr_{l}$ $\pm$$Bi_{x}$ $2\pm$y$Nb_2$$O_{9}$ ceramics were prepared by a solid state reaction method. X-ray diffraction analysis indicated that single-phase of Bi-layered perovskite was obtained. According to Sr/Bi content ratio, Curie temperature( $T_{c}$), electromechanical factor($K_{p}$ ) and mechanical quality factor($Q_{m}$ ) were measured. The Curie temperature of SBN(SBT) rose from $414^{\circ}C$(314$^{\circ}C$) to $494^{\circ}C$(426$^{\circ}C$) when Sr/Bi content ratio was increased. In the case of Sr/Bi content ratio = 0.55/2.3, the maximum value of the mechanical quality factor $Q_{m}$ of SBT and SBN were obtained 3320 and 1010, respectively.

• 한국세라믹학회지
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• 제41권1호
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• pp.30-35
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• 2004

스크린 인쇄법 및 PZT sol 처리의 복합공정을 적용하여 $30{\mu}m$ 두께의 PMW-PZT 후막을 Pt/$TiO_2$/$SiN_x$Si 기판위에 제작하였다. 그 결과 PZT sol 처리 횟수가 증가함에 따라 후막의 소결 밀도가 증가하고 전기적, 압전 특성의 증진되는 것을 관찰할 수 있었다. $800^{\circ}C$에서 소결한 10회 sol 처리한 PMW-PZT 후막은 745의 유전상수 및 155 pC/N의 $d_33$ 값을 나타내었다.

• 폴리머
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• 제35권2호
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• pp.130-135
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• 2011

전자 기기의 빠른 발전에 따른 무선 기기들의 사용은 급격히 늘어나고 있다. 그래서 이런 제품에 자가 발전이 가능한 재료를 적용시키는 사례가 점차 늘고 있다. 여기에 사용되는 재료로서 poly(vinylidene fluoride) (PVDF)가 있는데 PVDF는 piezoelectricity를 낼 수 있는 특별한 결정구조인 ${\beta}$-phase를 가지고 있다. 이 논문에서는 piezoelectricity에 결정적인 영향인 ${\beta}$-phase 함량을 증가시키기 위해 다층 PVDF 필름을 제조하였다. 이 PVDF 필름은 용매인 DMAc에 10%로 용해시킨 깃으로 spin rate는 850 rpm, spin time은 60초이며 건조온도는 $60^{\circ}C$이다. 비교적으로 다층 필름은 단열 층보다 더 높은 ${\beta}$-phase함량을 나타내었다 이 ${\beta}$-phase함량은 4-layer 필름이 되기까지 점차 증가되었으며 최대 함량은 7.72이다.

• 한국광학회지
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• 제29권3호
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• pp.99-103
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• 2018

동적 광단층 탄성영상법은 광 결맞음 단층촬영법을 기반으로 하여 위상차에 의해 조직의 기계적 성질 중 하나인 탄성도를 측정하기 위한 기법이다. 광 결맞음 단층촬영법은 마이켈슨 간섭계를 기반으로 한 비침습적 고해상도 단면 촬영기법이다. 본 논문에서는 광단층 탄성영상법을 생체 조직에 적용하기 전에 실행가능성을 판단하고자 강도를 쉽게 구분할 수 있는 지우개, 스펀지, 샤프심으로 샘플을 제작하여 실험을 진행하였다. 샘플에 사인파의 일정한 진동자극을 가하기 위해 압전액추에이터를 샘플의 아래쪽에 위치시켰으며 위쪽에서 광 결맞음 단층촬영법으로 스캔하였다. 깊이마다 횡방향에 대한 변형속도를 힐버트 변환하여 포락선을 검출한 후 포락선의 높낮이를 색깔로 표현하여 이미지 상에서 샘플 내의 상대적인 강도를 비교할 수 있었다. 또한, 샘플단과 참조단 사이의 간섭을 이용하는 것보다 샘플단 내의 자기간섭을 이용할 경우 변형속도 계산에 있어 장점이 있음을 제시하였다.

• 한국음향학회지
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• 제35권6호
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• pp.436-444
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• 2016

능동 반향음 제어용 타일형 프로젝터의 안정적 음향 성능을 보장하기 위해서는 단위 트랜스듀서 간 성능의 균일성이 요구된다. 그러나 재료 물성 편차 및 공정상 오차 등 현실적인 제약으로 인해 단위 트랜스듀서 간 성능편차가 발생하게 되며, 이는 타일형 프로젝터의 방사 특성(송신전압감도 및 지향성)은 물론 반향음 제어 성능에도 부정적 영향을 미칠 수 있다. 본 논문에서는 타일형 프로젝터 제작 시 단위 트랜스듀서의 적절한 배치를 통하여 트랜스듀서 간 성능 편차에 의한 영향을 최소화할 수 있는 방안을 제시한다. 이를 위하여 6 dB의 송신전압감도 편차를 갖는 36개의 단위 트랜스듀서를 상정하고 이들의 배치 방식에 따른 타일형 프로젝터의 방사 특성을 일련의 음향-압전 연성 모사실험을 통하여 비교 분석한다.