Lead zirconium titanate (PZT) is usually used as bulk and thin films. Due to high flexibility and piezoelectric, ferroelectric and pyroelectric properties, PZT fiber has attracted in a variety of fields such as sensor devices, non-electromechanical systems and non-volatile ferroelectric memory devices. And PZT fiber can be numerously synthesized and almost with the diameter of PZT fiber thicker than $10{\mu}m$. However, the electrospinnig method is cost effective and convenient. PZT obtained by electrospinning methodhas the diameter from sub-micro to nanometer. In this paper, the PZT/PVP nanofibers were synthesized with three precursors, lead nitrate, zirconium ethoxide and titanium isopropoxide. And the PZT nanofibers were fabricated after removal of PVP by annealing process at various temperature. The obtained PZT nanofibers were characterized by means of X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) for chemical properties, X-ray diffraction (XRD) for crystallinity and phase, scanning electron microscopy (SEM) for morphologies. The diameter of PZT nanofibers were measured with SEM. From the SEM images, we confirmed that diameter of PZT nanofibers was hundreds of nanometers and decreased with increasing the annealing temperature. When the annealing temperature increased, the crystallinity of PZT nanofibers changed from pyrochlore to perovskite structure.
In order to fabricate uncooled IR sensors for pyroelectric applications, multilayered thin films of Pt/PbTiO$_3$/Pt/Ti/Si$_3$N$_4$/SiO$_2$/Si and thermally isolating membrane structures of square-shaped/cantilevers-shaped microstructures were prepared. Cavity was also fabricated via direct silicon wafer bonding and etching technique. Metallic Pt layer was deposited by ion beam sputtering while PbTiO$_3$ thin films were prepared by sol-gel technique. Micromachining technology was used to fabricate microstructured-membrane detectors. In order to avoid a difficulty of etching active layers, silicon-nitride membrane structure was fabricated through the direct bonding and etching of the silicon wafer. Although multilayered thin film deposition and device fabrications were processed independently, these could b integrated to make IR micro-sensor devices.
초전형 센서의 특성 평가 방법에는 여러 가지 방법들이 존재하며, 이에 대한 표준화된 특성 평가방법의 개발이 필요로 한다. 측정 평가의 방법이나 조건 등에 따라서 평가 결과가 크게 변할 수 있는 사항들이며, 따라서 국내 뿐 아니라 대외적으로 다른 나라의 제품들과 신뢰성을 가지고 경쟁을 하기 위해서는 평가항목이나 평가방법의 표준화가 절실하게 요구된다. 초전형 적외선 센서를 평가하는 항목에는 기본적으로 입력에 대한 출력신호의 크기를 평가하는 감도(responsivity), 잡음과 관련되어 센서가 검출할 수 있는 최소의 신호를 나타내는 NEP(Noise Equivalent Power)와 이것을 센서의 감지 면적으로 정규화 시킨 검출능(detectivity), 응답 속도를 나타내는 시정수(time constant)가 있으며 이러한 항목들이 표준화의 대상이 된다. 본 실험에서는 기존의 상용화된 센서들을 가지고 초전형 적외선 센서의 특성을 측정 하였다. 특성을 측정할 때 다른 요인들 보다 노이즈로 인한 영향이 상당히 크므로 측정시 노이즈 발생 문제를 해결하는 방법으로 본 논문에서는 센서 측정에 사용되는 증폭 회로에서 노이즈를 해결하려고 하였다. 우리는 증폭 회로구성에서 노이즈를 제거하기 위해서 신호입력단과 전압 압력에 잡음제거 필터로 R, C를 사용하였다. 회로설계로 제작된 증폭회로와 측정 장치를 가지고 측정을 한 결과 센서의 감도는 $3.0mV_{p-p}$, 응답시간은 20ms정도의 값으로 가장 일반적인(typical) 값을 보인다.
Pb과잉인 PLT 타겟을 이용하여 MgO(100) 단결정 기판위에 고주파 마그네트론 스펏터링법으로 PLT박막을 제조하였으며, c-축 배향에 따른 물리적 및 전기적 특성을 조사하였다. PLT박막의 c-축 배향성은 제조조건에 따라 변화하며, 본 연구에서의 제조조건은 기판온도가 $640^{\circ}C$, 분위기압이 10 mTorr, $Ar/O_{2}$비가 10 및 고주파 전력밀도가 $1.7 W/cm^{2}$이었다. 이러한 조건에서 제조된 PLT 박막은 표면에서의 Pb/Ti 비가 1/2, 저항률이 $8{\times}10^{11}{\Omega}{\cdot}cm$ 및 비유전률이 110 이었다. PLT박막을 이용하여 초전형 적외선 센서를 제조하였으며, 제조된 적외선 센서의 피크 대 피크 전압은 450 mV, 신호대 잡음비는 7.2 였다.
본 논문은 독거노인들의 움직임을 감지하여 주기적 활동 패턴을 원격으로 모니터링 하는 시스템에 대해 기술한다. 제안하는 모니터링 시스템은 1차 시스템[2] 개발 과정에서 도출된 모니터링 시스템에 대한 요구 기능을 보다 편리하고 안정적으로 제공하도록 설계, 구현되었다. 개발된 시스템은 개별 노인 주택에 설치되는 댁내 센싱 시스템과 중앙 서버 시스템으로 구성된다. 댁내 센싱 시스템은 초전도 적외선(PIR) 센서를 장착한 무선 센싱 노드들로 구성된 무선 센서 네트워크 형태로 구현되었고, 각 센서가 감지한 노인들의 움직임은 홈 게이트웨이를 거쳐 중앙 데이터베이스 서버로 저장된다. 서버 시스템은 데이터베이스 서버와 웹 서버로 구성되어 있으며, 이를 통해 웹 기반 모니터링 시스템이 구현되었다. 시스템은 저장된 움직임 데이터를 가공하여 독거노인들의 수발제공자(가족, 친구 및 사회복지 사 등)들에게 각 노인들의 외출 여부와 주기적 활동 패턴 정보를 제공한다. 보완 개선된 2차 시스템은 신뢰도 성능 개선과 함께 1차 시스템에서 구현되지 못했던 '자동 진단 기능', '외출 감지 기능' 및 향상된 웹 기반 사용자 인터페이스를 제공한다. 개발된 시스템의 성능 평가는 1차와 2차 시스템 각자 춘천 권역에 거주하는 9명/15명의 노인들의 실제 주택에 시스템을 설치하고, 약 3/4개월의 연속 운영 실험을 통해 수행하였다. 실험 결과는 제안된 모니터링 시스템이 독거노인 관련 복지 서비스의 효율성을 높일 수 있다는 가능성을 보여주었다.
건설현장에서 안전사고 발생을 최소화하기 위해서 많은 건설회사들은 최선을 다하고 있다. 또한 안전은 건설프로젝트의 성공을 결정짓는 중요한 요소 중의 하나다. 최근 많은 안전도구들이 건설현장에서 적용되고 있고, 또한 감성안전문화는 건설현장에서 안전의식을 증진시키는 중요한 요인이다. 그러므로 본 연구의 목적은 건설 현장에서 안전의식을 향상시키기 위한 감성안전센서의 효과를 고찰하는 것이다. 본 연구에서 많은 건설현장 작업자들은 센서를 사용한 감성안전에 대하여 만족하고 있는 것으로 나타났고, 또한 음성안내 시스템은 작업자들에게 긍정적인 자극을 줄 수 있을 것이다. 따라서 본 음성안내센서를 건설현장에 적용하면 건설회사들은 안전과 작업생산성의 향상을 가져올 수 있을 것이다.
초전형 적외선센서를 제조하기 위하여 La가 첨가된 $PbTiO_{3}$(PLT)박편을 소결온도, La첨가량 및 소결시의 분위기분말의 양과 같은 제조조건을 달리하면서 제조하여 이에 따른 시편의 구조적 특성을 X-선 회절기, 전자현미경 및 상대밀도의 측정을 통하여, 유전특성을 유전상수와 큐리온도 등의 측정을 통하여 조사하였다. La 첨가랑이 증가함에 따라 정방성비 c/a는 감소하였으며, 상대밀도 및 입자의 크기는 증가하였다. 이는 La 첨가량이 증가함에 따라 전하중성을 유지하기 위한 Pb공공의 증가에 기인하는 것으로 판단된다. 소결시 분위기분말의 증가는 La 첨가에 따른 효과에 비해 미미하지만 정방성비를 미세하게나마 증가시켜 PbO의 휘발을 감소시키는 것으로 나타났다. La 첨가량에 따른 정방성비의 감소로 상온에서의 유전상수는 증가하였으며 큐리온도는 감소하였다.
Morphotropic phase boundary (MPB), which is a special boundary that separates two or multiple different phases in the phase diagram of some ferroelectric ceramics, is an important concept in identifying physics that includes piezoelectric responses. MPB, which had not been discovered in organic materials until recently, was discovered in poly(vinylidene fluoride-co-trifluoroethylene (P(VDF-TrFE)), resulting from a molecular approach. The piezoelectric coefficient of P(VDF-TrFE) in this MPB region was achieved up to -63.5 pC N-1, which is about two times as large as the conventional value of -30 pC N-1 of P(VDF-TrFE). An order-disorder arrangement greatly affects the rise of the piezoelectric effect and the ferroelectric, paraelectric and relaxor ferroelectric of P(VDF-TrFE), so the arrangement and shape of the polymer chain is important. In this review, we investigate the origin of negative longitudinal piezoelectric coefficients of piezoelectric polymers, which is definitely opposite to those of common piezoelectric ceramics. In addition to the mainly discussed issue about MPB behaviors of ferroelectric polymers, we also introduce the consideration about polymer chirality resulting in relaxor ferroelectric properties. When the physics of ferroelectric polymers is unveiled, we can improve the piezoelectric and pyroelectric properties of ferroelectric polymers and contribute to the development of next-generation sensor, energy, transducer and actuator applications.
본 논문은 방초, 방림, 로드킬 등이 적용된 고기능 가드레일 지주에 태양광 모듈을 부착하여 자체 전력을 생산하고 USN을 이용하여 야생동물의 출현과 자동차 도로의 상황을 통합 관제 및 상시 감시할 수 있는 시스템에 관한 것이다. 전체 시스템은 태양광 발전 모듈, 감지 센서부(초전형), 제어부(동작 선택부 및 동작 센서부), USN시스템, DB(응향 및 섬광), 음향 및 섬광 출력부, 로드킬 방지 및 자동차 안전유도 제어 시스템으로 구성된다. 따라서, 도로환경의 개선과 로드킬을 방지하여 동물들을 보호할 수 있고 자동차를 안전하게 유도하며 신재생에너지와 IT융합 기술이 접목된 USN을 이용한 다목적 가드레일의 원격제어 및 모니터링 시스템에 관한 연구이다. USN을 이용한 원격제어 및 모니터링 시스템의 실험결과 무인 감지 시스템의 동작시간은 5.1 ms 이내, 소비전류는 0.328 mA이며 원격제어 시스템의 데이터 전송 속도는 250 kbps, 소비전류는 0.283 mA로 구현됨을 확인할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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