• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
• /
• 2008.11a
• /
• pp.121-121
• /
• 2008

We propose a novel nanomaterial-based pn diode which constructed with an n-type ZnO nanowire (NW) and a p-type HgTe nanoparticle (NP) thin film. The photo current characteristics of a ZnO NW, a HgTe NP thin film and pn diode constructed with a ZnO NW and a HgTe NP thin film were investigated under illumination of the 325 nm and 633 nm wavelength light. The conductivities of a ZnO NW exposed to the 325 nm and 633 nm wavelength light increased, while the photocurrents taken from the HgTe NP thin film was very close to the dark currents. Moreover, The pn diode exhibited the rectifying characteristics of the dark current and of the photocurrent excited by the 633 nm wavelength light. In contrast, the ohmic characteristics for the photocurrent were observed due to the junction barrier lowering in the conduction band of the ZnO nanowire under the illumination of the 325 nm wavelength light.

• Proceedings of the IEEK Conference
• /
• 2003.07b
• /
• pp.743-746
• /
• 2003

We have successfully used hydrophobic direct-wafer bonding, along with H-induced layer splitting of Ge, to transfer 700nm think, single-crystal Ge films to Si substrates. Optical and electrical properties have been also observed on these samples. Triple-junction solar cell structures gown on these Ge/Si heterostructure templates show comparable photoluminescence intensity and minority carrier lifetime to a control structure grown on bulk Ge. When heavily doped p$^{+}$Ge/p$^{+}$Si wafer bonded heterostructures were bonded, ohmic interfacial properties with less than 0.3Ω$\textrm{cm}^2$ specific resistance were observed indicating low loss thermal emission and tunneling processes over and through the potential barrier. Current-voltage (I-V) characteristics in p$^{+}$Ge/pSi structures show rectifying properties for room temperature bonded structures. After annealing at 40$0^{\circ}C$, the potential barrier was reduced and the barrier height no longer blocks current flow under bias. From these observations, interfacial atomic bonding structures of hydrophobically wafer bonded Ge/Si heterostructures are suggested.ested.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
• /
• v.33 no.12
• /
• pp.1022-1030
• /
• 2009

Numerical analysis was carried out to investigate the effect of GDL (Gas diffusion layer) porosity on the performance of PEMFC (proton exchange membrane fuel cell). A complete three-dimensional model was chosen for single straight channel geometry including cooling channel. Main emphasis is placed on the heat and mass transfer through the GDL with different porosity. The present numerical results show that at high current densities, the cell voltage is influenced by the GDL porosity while the cell performance is nearly the same at low current densities. At high current densities, low value of GDL porosity results in decrease of the fuel cell performance since the diffusion of reactant gas through GDL becomes slow with decreasing porosity. On the other hand, for high GDL porosity, the effective thermal conductivity becomes low and the heat generated in the cell is not removed rapidly. This causes the temperature of fuel cell to increase and gives rise to dehydration of the membrane, and ultimately increase of the ohmic loss.

• Proceedings of the KSME Conference
• /
• 2002.08a
• /
• pp.365-368
• /
• 2002

The design of industrial arc plasma systems is still largely based on trial and error although the situation is rapidly improving because of the available computational power at a cost which is still fast coming down. The desire to predict the behavior of arc plasma system, thus reducing the development cost, has been the motivation of arc research. To interrupt fault current, the most enormous duty of a circuit breaker, is achieved by separating two contacts in a interruption medium, $SF_{6}$ gas or air etc., and arc plasma is inevitably established between the contacts. The arc must be controlled and interrupted at an appropriate current zero. In order to analyze arc behavior in $SF_{6}$ gas circuit breakers, a numerical calculation method combined with flow field and electromagnetic field has been developed. The method has been applied to model arc generated in the Aachen nozzle and compared the results with the experimental results. Next, we have simulated the unsteady flow characteristics to be induced by arcing of AC cycle, and conformed that the method can predict arc behavior in account of thermal transport to $SF_{6}$ gas around the arc, such as increase of arc voltage near current zero and dependency of arc radius on arc current to maintain constant arc current density.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
• /
• v.44 no.2
• /
• pp.7-12
• /
• 2007

A SPICE-based 3-dimensional circuit model of LED(Light-Emitting Diode) was developed for the design optimization and analysis of high-brightness LEDs. An LED is represented as an array of pixel LEDs with small preassigned areas, and each of the pixel LEDs is composed of circuit networks representing the thin-film layers(n-metal, n- and p-type semiconductor layers, and p-metal), ohmic contacts, and pn-junctions. Each of the thin-film layers and contact resistances is modeled by a resistance network, and the pn-junction is modeled by a conventional pn-junction diode. It has been found that the simulation results using the model and the corresponding parameters precisely fit the measured LED characteristics.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 2007.11a
• /
• pp.161-164
• /
• 2007

연료전지의 상용화 시점에 이르러 내구성에 대한 기술 확보가 점점 더 부각되고 있다. 현재 연료전지의 내구성을 감소시키는 1차적인 요인은 핵심부품인 촉매, 전해질막, MEA(Membrane & Electrode Assembly) 등에 의한 것이며 2차적인 요인은 운전 시스템 및 환경 등에 의해 결정되어진다. 특히, 연료전지자동차는 이동용, 가정용, 발전용에 비하여 부하변동이 극심한 조건에서 운전되기 때문에 연료전지 시스템의 내구성 확보에 많은 제어기술이 요구된다. 본 연구에서는 연료전지자동차 운전조건(Driving mode)을 부하변동 기준에 의한 고전류, 중전류, 저전류의 3가지 모드로 분류하였다. 각각의 운전조건에서 일정 cycle마다 성능곡선을 측정하여 10만 cycle 이상의 반복운전을 수행하였으며 측정된 성능곡선을 empirical equation에 적용하여 시간에 따른 overvoltage 인자에 대한 분석을 하였다. 운전시간이 증가함에 따라 고전류 모드의 경우 activation overvoltage 인자 중 current density loss가 증가하여 OCV가 급격히 감소하였으나 내구성은 저전류 모드에 비하여 높게 나타났다. 저전류 모드의 경우 고전류 모드와 상반된 결과를 보였으며 성능감소요인은 activation 및 ohmic overvoltage의 점차적인 증가에 의한 것으로 분석되었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 1999.07a
• /
• pp.128-128
• /
• 1999

산소이온 전도체로 잘 알려진 Yttira-Stabilizd Ziroconia(TSZ)는 연료전지, oxygen pumps, chemical gas sensor 등 다양한 electrochemical divices에 이용되는 고체 전해질의 하나이다. 특히 YSZ는 oxygen 및 oxygen과 평형상태에 있는 gas들을 검출하는 sensor의 electrolyte로서 가장 많이 쓰이고 있다. 현재 상용화되어 있는 YSZ Sensor는 전통적인 bulk 형태의 ceramic으로 제작된 것으로 충분한 ionic conductivity를 얻기 위해서는 $600^{\circ}C$이상의 operating temperature를 필요로 하나 YSZ를 박막으로 제조시 낮은 operating temperature를 뿐만 아니라 sensor의 소형화, 낮은 ohmic loss 및 다양한 응용이 가능한 장점을 가질 수 있다. 본 실험에서는 산소 이온 전도체로서 8mol%-YSZ 고체전해질을 RF-magnetron bias sputtering 법을 이용하여 증착하였다. 제조된 YSZ 박막을 이용한 산소감응 센서셀 구조는 SiO2/Ni-NiO/Pt/YSZ/Pt-기판이다. 센서셀의 정상상태에서의 기전력(electromotive force ; EMF)을 산소분압(Po:1.013$\times$103Ta ~1.013$\times$105Pa)과 측정온도(30$0^{\circ}C$~$700^{\circ}C$)를 변화시키며 측정하였다. 이론적인 기전력과 측정값 사이의 편차는 Po:1.565$\times$104Pa 이하의 산소분압에서는 컸지만 이 이상의 분압에서는 이론치에 근접한 값을 가졌다. 증착한 YSZ와 Ni-NiO 박막의 구조는 X-ray diffractometer(XRD)를 이용하여 결정구조를 알아 보았고, TSZ 박막의 표면 morphology 관찰은 Scanning electron microscopy(SEM) 이용하였다. 박막의 조성분석은 X-ray energy dispersive analysis(EDX)을 사용하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 1999.07a
• /
• pp.34-34
• /
• 1999

토카막(Tokamak)에서는 플라즈마(plasma)로 불순불(impurity)의 유입을 방지하기 위해 고진공을 유지해야 하며 이를 위해 가열탈리(backing), 방전세정(discharge codanning) 등 wall conditioning이 기본적으로 요구된다. KT-1 토카막은 실험실 이전에 따른 해체로 인해 진공용기(vacuum vessel) 가 대기압 하에 수개월 동안 노출되어 있었기 때문에 재조립 후 가열 탈 리가 필수적이나 진공용기의 외부에 saddle loop coil을 비롯해 Rogowski, diamagnetic coil, poloidal field coil 등 많은 magnetic pick up coil 들이 설치되어 있어 열선 등 일반적인 방법으로 가열 탈 리가 어려운 상황이다. 따라서 KT-1 토카막에서는 전자석 코일에 상전원을 부가하였을 때 진공용기에 발생하는 유도가열 (inductive heatin)을 이용해 가열 탈리를 시도하였다. 유도 가열 탈리(inductive backing)는 토로이달 자장 코일(toroidal field coil)과 가열 저장 모일(ohmic heating coil)을 각각 이용하여 코일의 온도가 6$0^{\circ}C$ 이하가 유지되는 코일 전류 범위내에서 수행하였으며 먼저 이 둥 경우에 있어서 진공용기의 온도분포를 비교하엿다. 그리고 가열 탈리 기간 및 그 전, 후의 진공압력과 잔류기체 분압을 측정, 분석하였다. 유도가열에 의한 방법으로 KT-1 토카막에서 얻은 탈리온도는 12$0^{\circ}C$정도로 비교적 낮았으나 탈리 시간을 연장하여 탈리효과를 어느 정도 보상할 수 있으며 일반적인 가열 탈리가 여려운 경우 유도 가열 탈 리가 채택될 수 있는 또 하나의 방법이라 볼 수 있다.

• Journal of the Korean Ceramic Society
• /
• v.38 no.1
• /
• pp.84-92
• /
• 2001

(La,Sr)MnO$_3$(LSM)-YSZ 복합체 양극의 산소환원 반응기구에 대해 고찰하였다. YSZ를 첨가함에 따라 복합체 양극의 ohmic 저항이 증가하고, 분극 저항은 YSZ를 40 wt%~50 wt% 혼합하였을 때 최소값을 나타내었다. 또한 LSM-YSZ 복합체 양극의 산소환원 반응기구는 1가 산소이온의 표면확산과 산소이온전달반응에 의해서 지배됨을 알 수 있었다. 임피던스 분석 결과에 따르면 고주파수 영역에서 나타나는 반원은 산소이온전달반응으로 산소분압 의존성이 거의 없고, YSZ가 40 wt% 첨가되었을 때 최소값을 나타내었다. 중간주파수 영역에서 나타나는 반원은 1가 산소이온의 표면확산반응으로 산소분압 의존성은 약 1/4이고, YSZ가 40~50 wt% 첨가되었을 때 최소값을 나타냈다. 한편, 저주파수 영역에 나타나는 반원은 가스확산반응으로 산소분압 의존성이 1이고, 온도에 따른 의존성이 거의 없었다.

• Journal of the Korean Ceramic Society
• /
• v.38 no.1
• /
• pp.93-99
• /
• 2001

(La,Sr)MnO$_3$(LSM)-YSZ 복합체 양극에 있어서 소결온도 및 전극두께와 cathodic potential이 전극 특성에 미치는 영향을 고찰하였다. 양극의 소결은 삼상계면의 양을 결정하는 중요한 변수로 LSM 단미 양극과 YSZ가 40 wt% 포함된 LSM-YSZ 복합체 양극 모두 120$0^{\circ}C$에 소결했을 때 가장 낮은 분극저항을 나타내었다. 또한 양극 후막의 두께가 얇아지면 양극의 in-plane 저항이 증가하여 ohmic 저항이 증가하였는데, LSM-YSZ 복합체 양극의 경우 약 30$mu extrm{m}$ 정도의 전극두께가 가장 효과적인 전극 특성을 나타내었다. 한편, LSM-YSZ 복합체 양극에 -0.5 V의 cathodic potential을 인가함에 따라 양극에서 일어나는 산소환원반응의 활성이 증가하였는데, 1가 산소이온의 표면확산반응의 분극저항은 감소하였으나, 고주파수 영역에서 나타나는 산소이온전달반응의 저항은 거의 변화하지 않았다. 이것은 Mn의 환원에 의한 양극표면에 생성된 산소공공에 기인한다.