• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권11호
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• pp.662-671
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• 2020

양압력은 최하층 기초 바닥 슬라브에 직접 작용하여 건물을 상부로 부상시키는 현상을 유발하여 구조물의 안정성을 저해한다. 양압력에 따른 구조물의 안정성을 검토하기 위해, 중부지방의 4개 현장(파주, 안양, 오산 및 강릉)을 선정하여 지하구조물 기초바닥에 계측기를 설치하여 현장계측시험을 수행하였다. 강우량의 영향을 용이하게 파악할 수 있는 6월~9월을 중심으로 계측현장의 강우특성을 분석하였으며, 지하구조물에 영향을 주는 요소 중의 하나인 강우량 이외에도 인접한 하천수위의 변화도 고려하였다. 계측현장에서 측정된 연중 최대양압력은 강릉을 제외하면 기존설계(지하수위가 지표까지 있는 경우)로 평가된 수압의 72%를 초과하지 않았다. 다만, 오산에서 측정된 최대양압력은 약 67%로 나타났지만, 타 현장과 비교할 때, 평균(46%)과의 차이가 커서 신뢰성이 다소 떨어졌다. 최소양압력은 안양(약 41%)을 제외하면 대개 10% 이내의 값을 보였다. 기초지반이 연암이고 계측 이전에 영구배수시설이 설치된 강릉 현장의 양압력의 최대값은 약 14%, 최소값은 약 3.5% 정도로 다른 현장에 비해서 양압력의 변화가 거의 없는 것으로 계측되었다. 계측결과를 토대로 볼 때, 지하수위가 지표면까지 있을 때 또는 지반조사에 의해 나타난 지하수위일 때의 조건으로 구한 정수압을 이용하여 설계할 때는 과다설계나 과소설계를 할 가능성이 있는 것으로 나타났다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제25권3호
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• pp.55-59
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• 2018

본 연구에서는 Si/$SiO_2$/Si-sub 구조의 SDB (silicon-direct-bonding) 웨어퍼 상에 형성된 다이아프램(diaphragm)에 제조된 전단응력형 압전저항 특성을 분석하였다. 다이아프램은 MEMS (Microelectromechanical System) 기술을 이용해 형성하였다. TMAH 수용액을 이용해 웨이퍼 후면을 식각하여 형성된 다이아프램 구조는 각종 센서제작에 활용할 수 있다. 본 연구에서는 다이아프램 상에 형성시킨 전단응력형 압전저항의 최적의 형상조건을 ANSYS 시뮬레이션을 통하여 찾고 실제 반도체 미세가공기술을 이용해 다이아프램 구조를 형성시키고 이에 붕소(boron)을 주입하여 형성시킨 전단응력형 압전저항의 특성을 시뮬레이션 결과와 비교 분석하였다. 압력감지 다이아프램은 정방형으로 제조되었다. 다이아프램의 모서리의 중심부에서 동일한 압력에 대한 최대 전단응력은 구조물이 정방형일 때 발생한다는 것을 실험으로 확인할 수 있었다. 따라서 압전저항은 다이아프램의 가장자리 중앙에 위치시켰다. 제조된 전단응력형 압전저항은 시뮬레이션 결과와 잘 일치하였고 $2200{\mu}m{\times}2200{\mu}m$ 크기의 다이아프램에 형성된 압전저항의 감도는 $183.7{\mu}V/kPa$로 나타났으며 0~100 kPa 범위의 압력에서 1.3%FS의 선형성을 가졌으며 감도의 대칭성 또한 우수하게 나타났다.

• 한국식품과학회지
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• 제19권6호
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• pp.550-555
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• 1987

건조실내의 압력과 건조시료의 수분감소량을 측정하기 위해 부르돈관과 하중변환기 표면에 strain gauge를 부착시켜 감응장치로 이용하였다. 이 감응장치를 Bear II 마이크로컴퓨터에 접속시켜 마이크로컴퓨터 감압건조시스템을 구성하였다. 접속장치로는 MC 6821, ADC 0809, SN 74244, SN 7474 등의 IC 칩이 사용되었다. 컴퓨터의 디지탈출력값(D)과 감압건조실내의 압력(P)과의 관계는 P=3.0800D-13.4875(r=0.9999)로 나타났고 시료무게 (W)와의 관계는 W=0.4076D-6.4762(r=0.9999)이었다. 표고버섯은 감압건조하는 동안 마이크로컴퓨터시스템을 이용하여 얻은 압력과 무게측정값의 자료로부터 표고버섯의 감압건조곡선을 얻었다. 이 결과 표고버섯의 감압건조에서는 온도나 시료의 형태가 건조속도에 그다지 큰 영향을 미치지 못했고 감압건조실내의 압력이 더 큰 영향을 미쳤다. 감압건조하에서 표고버섯내의 수분이동은 Page model을 따랐으며 그 관계식은 $50^{\circ}C$에서 건조된 원형 표고버섯의 경우 400mmHg에서 건조를 시작한 후 14시간 정도까지는 $(M-M_e)/(M_o-M_e)=\exp(-0.1569t^{1.0048})$로, 600mmHg에서 8시간정도까지는 $(M-M_e)/(M_o-M_e)=\exp(-0.1385_t^{1.2688})$이었다.

• 센서학회지
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• 제8권5호
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• pp.368-376
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• 1999

본 논문에서는 머리빗형 액튜에이터의 제작 공정 중에서 RIE 식각 공정시 발생하는 식각의 비등방도의 변화에 의해서 머리빗형 액튜에이터의 스프링 상수, 공진 주파수, 정전 구동력 과리고 진동자 변위 등에서 발생하는 동작 특성이 설계 값으로부터 변화되는 것을 예측하였다. 이를 위해 $6\;{\mu}m$ 두께의 폴리실리콘에 대한 RIE 식각 실험을 수행하여 RF power, $Cl_2$ 유량 그리고 챔버내 압력에 따른 비등방도를 측정하였다. 실험 결과에서 RF Power, $Cl_2$ 유량, 그리고 챔버내 압력이 증가할수록 비등방도 감소하였다. 이러한 비등방도 감소에 따른 머리빗형 구조물의 동작 특성을 세 가지 다른 지지빔의 경우에 대해 예측하였는데 세 가지는 fixed-fixed, crab-leg, 그리고 double crab-leg 구조이다. 비등방도가 감소함에 따라 즉, 지지빔의 단면이 직사각형이 아니고 사다리꼴이 되면서, 머리빗형 액튜에이더의 스프링 상수, 공진 주파수, 그리고 정전 구동력은 감소하였지만 질량체의 변위는 증가하였다. 그리고 세 가지 구조물 중에서 double crab-leg 지지빔을 갖는 머리빗형 액튜에이터의 특성이 비등방도에 의해 가장 큰 영향을 받는 것으로 나타났다.

• 센서학회지
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• 제6권5호
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• pp.423-429
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• 1997

PLT 절연막을 평판표시소자의 재료로 사용하고자 ITO 기판위에 제조하여 그 특성을 조사하였으며 이를 전계 발광소자의 절연층으로 사용하여 그 응용가능성을 조사하였다. PLT 절연막은 기판온도 $500^{\circ}C$, 분위기압 30mTorr에서 증착한 경우 비유전율과 전계파괴강도가 각각 120 및 3.2MV/cm였으며, 성능지수인 $E_{BC}{\cdot}{\epsilon}_r$값이 384로 가장 높았다. 전기저항율은 $2.0{\times}10^{12}{\Omega}{\cdot}cm$ 였다. 또한 증착시 기판온도 및 분위기압에 따른 결정성장을 조사한 결과 기판온도가 $400^{\circ}C$로 낯을 경우에는 비정질 상태였으나 $450^{\circ}C$ 이상의 온도에서는 perovskite와 pyrochlore 구조의 다정질상태의 결정이 성장하였고, 분위기압이 높을수록 결정성장이 더 잘 되었다. 이 PLT 절연막과 ZnS:Mn 형광막을 이용하여 ITO/PLT/ZnS:Mn/PLT/Al 구조의 박막 EL소자를 제작한 결과 문턱전압은 $35.2V_{rms}$였으며, $50V_{rms}$ 1kHz의 구동조건에서 EL의 휘도는 $2400cd/m^{2}$이었으며, 본 실험에서 제조된 박막 EL소자의 최대 발광효율은 0.811m/W였다.

• 센서학회지
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• 제22권4호
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• pp.244-248
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• 2013

The discovery of a two-dimensional electron gas (2DEG) in $LaAlO_3$ (LAO)/$SrTiO_3$ (STO) heterostructure has stimulated intense research activity. We suggest a new structure model based on $KNbO_3$ (KNO) material. The KNO thin films were grown on $TiO_2$-terminated STO substrates as a p-type structure ($NbO_2/KO/TiO_2$) to form a two-dimensional hole gas (2DHG). The STO thin films were grown on KNO/$TiO_2$-terminated STO substrates as an n-type structure to form a 2DEG. Oxygen pressure during the deposition of the KNO and STO thin films was changed so as to determine the effect of oxygen vacancies on 2DEGs. Our results showed conducting behavior in the n-type structure and insulating properties in the p-type structure. When both the KNO and STO thin films were deposited on a $TiO_2$-terminated STO substrate at a low oxygen pressure, the conductivity was found to be higher than that at higher oxygen pressures. Furthermore, the heterostructure formed at various oxygen pressures resulted in structures with different current values. An STO/KNO heterostructure was also grown on the STO substrate, without using the buffered oxide etchant (BOE) treatment, so as to confirm the effects of the polar catastrophe mechanism. An STO/KNO heterostructure grown on an STO substrate without BOE treatment did not exhibit conductivity. Therefore, we expect that the mechanics of 2DEGs in the STO/KNO heterostructures are governed by the oxygen vacancy mechanism and the polar catastrophe mechanism.

• 대한기계학회논문집A
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• 제41권8호
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• pp.771-782
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• 2017

본 논문은 노약자들의 발목근력보조를 위한 착용형 로봇에 대해서 서술하였다. 기존 착용형 로봇들은 보행 시 필요한 근력을 보조하기 위해 대부분 모터와 감속기를 사용하였다. 하지만 모터와 감속기의 조합은 무게가 무거울 뿐만 아니라 감속기 치차의 마찰때문에 실제 사람의 근육과 달리 강성과 토크를 동시에 제어하기 어려운 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 모터/감속기 조합보다 가볍고 안전하며 근력을 보조하는 힘을 충분히 발휘할 수 있는 Mckibben 공압 근육을 사용하였다. 발목의 피칭 모션에 이용되는 종아리 가자미근 및 앞정강근의 힘을 한 쌍의 공압 근육을 사용한 상극구동으로 보조하였으며, 상극구동제어를 위해 상극구동 모델 파라미터들을 실험적으로 도출하였다. 사용자의 보행의지를 판단하고자 발바닥에 부착된 압력변위센서로 압력과 압력중심위치를 측정하여 발바닥의 하중과 발목토크를 계산하였고, 이를 기반으로 공압 근육 관절의 강성과 토크를 동시에 제어하였다. 최종적으로, 트레드밀에서 근전도 신호를 측정하여 발목근력보조로봇의 성능을 실험적으로 입증하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권1호
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• pp.464-469
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• 2019

본 논문에서는 화생방 방호시설에 사용되는 가스 차단밸브를 비롯한 각종 밸브 및 출입통제 챔버를 제어할 수 있는 원격 감시패널과 제어시스템을 개발하였다. 원격 감시패널은 화생방 통제실에 설치되는 메인 패널과 청정 기계실에 설치되는 보조 패널로 구성하였으며, 그 크기를 순수 제어용과 CCTV를 포함한 제어용으로 구분하여 개발하였다. 본 시스템은 방폭문 및 가스 차단문이 전시 및 평시에 발생할 수 있는 상황별 상태에 따라 원격 감시 및 제어가 가능하며, 평시모드와 전시모드로 구분하여 각 모드 작동시 추가적인 활성창을 통하여 제어 정보를 표시한다. 특히, 화생방 방호시설 내부의 각종 밸브 및 센서 그리고 각종 여과기의 동작상태를 주기적으로 센싱하여 각각의 기구 및 기기들의 정상동작 여부를 파악하며, 수리 및 교체가 필요할 경우 이를 원격으로 상황 근무자에게 경보함으로써 위급상황에서 각각의 기기들의 동작이상으로 인한 피해를 미연에 방지한다. 이를 통하여 화생방 상황 발생시 차단밸브 및 양압밸브의 상태에 따른 송풍기, 급기 및 배기 댐퍼의 작동, 비상 발전기 및 냉각수 펌프 등의 제어가 가능하여 재래식 무기 및 핵폭발에 의한 폭풍압의 급격한 유입으로 인한 피해를 예방할 수 있다.

• 한국진공학회지
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• 제18권1호
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• pp.66-72
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• 2009

가스절연개폐장치 (Gas-insulated switchgear, GIS)의 내부에는 절연에 관한 이상 여부를 감시하고 판단할 수 있는 시스템이 요구된다. 부분방전에 의해 발생되는 $SF_6$ 분해생성물에 관한 단일벽 탄소나노튜브 (Single-walled carbon nanotube, SWNT)가 지닌 우수한 검출기능 때문에 SWNT를 이용한 가스센서 개발이 활발히 진행되고 있다. 하지만 아직까지 부분방전에 의해 발생된 분해생성물의 확산현상에 관한 해석적 연구는 미흡한 실정이다. 본 논문에서는 실험 데이터 및 상용 CFD (Computational Fluid Dynamics) 프로그램을 이용하여 SWNT 가스센서에 포획되는 분해생성물의 코로나 방전에 의한 발생 과정과 챔버 내부에서의 확산과정을 모델링하여 부분방전 발생 시 챔버 내부의 온도, 압력, 그리고 분해생성물의 농도 등을 수치계산하였다. 분해생성물의 시간당 질량생성율과 발생온도는 각각 $5.04{\times}10^{-10}$ [g/s]와 773 K이라 가정하였다. 농도방정식을 계산함에 있어 미지의 확산계수를 임의의 값으로 가정하여 직접 부여하는 방법을 사용하지 않고, 확산계수를 정의하는데 사용되는 Schmidt수의 값을 지정하여 확산계수가 $SF_6$ 가스의 물성치인 점성계수와 밀도의 함수로 계산되도록 하였다. 수치결과로부터 분해생성물의 농도구배가 확산을 일으키는데 주요 구동포텐셜 (Drive potential)이 됨을 확인하였다. 센서 설치위치가 부분방전 발생영역에서 멀리 떨어질수록 분해생성물 농도가 낮음을 알 수 있었고, 부분방전이 지속될수록 분해생성물의 농도가 증가함을 확인하였다. 다수의 센서를 챔버 내부에 설치하면 각 센서의 응답시간을 확인하여 PD 발생위치를 판단할 수 있을 것이고, 이를 통해 GIS 진단 및 유지보수에 관한 유용한 정보로 사용될 수 있을 것이다.

• 한국재료학회지
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• 제10권11호
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• pp.778-783
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• 2000

고주파 스피터 방법으로 제조된 SnO$_2$감지막 위에 에어로졸 화염 증착법으로 알루미나 표면 보호층을 증착하여 SnO$_2$박막 가스 센서의 감지 특성에 미치는 영향에 대햐여 조사하였고, 표면 보호층에 귀금속 Pt를 도핑하여 Pt의 함량이 CO 및 CH(sub)4 가스들의 선택성에 미치는 영향에 대하여 조사하였다. SnO$_2$박막은 R.F power 50 W, 공정 압력 4 mtorr, 기판온도 20$0^{\circ}C$에서 30분간 0.3$\mu\textrm{m}$ 두께로 Pt 전극 위에 제조하였고, 질산알루미늄(Al(NO$_3$).9$H_2O$) 용액을 희석하여 에어로졸 화염증착법으로 알루미나 표면 보호층을 만든후 $600^{\circ}C$에서 6시간동안 산소분위기에서 열처리하였다. 알루미나 표면 보호층이 증착된 SnO$_2$가스 센서소자의 경우 보호층이 없는 가스 센서와 비교하여 CO 가스에 대한 감도는 매우 감소하였으나 CH$_4$가스에 대한 감도 특성은 순수한 SnO$_2$센서 소자와 비슷하였다. 결과적으로 보호층을 이용하여 CH$_4$가스에 대한 상대적인 선택성 증가를 이룰 수 있었다. 특히 표면 보호층에 Pt가 첨가된 센서 소자의 경우 CO 가스에 대해서는 낮은 감도 특성을 나타내었으나 CH$_4$에 대한 감도는 매우 증가하여 CH$_4$가스의 선택성을 더욱 증대시킬 수 있었다. CH$_4$가스 선택성 향상에 미치는 알루미나 표면 보호층과 Pt의 역할에 대하여 고찰해 보았다.