• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권5호
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• pp.310-316
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• 2021

기존의 인공위성은 다기능·높은 성능을 가진 대형위성을 국가 단위에서 운용하는 것이 일반적이었으나 최근의 전기·전자 및 광학 기술의 경량 소형화 발전에 따라 점차 소형위성이 주목받고 있다. 크기와 무게가 감소됨에 따라 적은 비용으로 개발 및 발사가 가능하여 위성 개발에 진입장벽이 낮아지고 있으나, 인공위성의 전력공급에 필수적인 태양전지 패널의 경우 태양광에 효율적으로 노출되기 위해 넓은 표면적이 필요하여 소형화 및 경량화가 제한적이다. 우주용 태양전지는 우주선과 태양열, 온도와 같은 다양한 우주환경을 고려하여 제작되어야하고, 부피를 최적화하기 위해 전개 매커니즘을 적용하며 경량화 및 고효율화를 위하여 태양전지 셀의 구조적 재료적인 연구개발이 필요하다. 현재 태양전지 패널로 개발되어 운용되고 있는 제품들은 고효율화를 위하여 주로 InGaP/GaAs/Ge 소재의 3중구조를 적용하고 있다. 최근에는 초고효율 다층구조 태양전지를 위하여 4중접합 이상의 구조가 연구되고 있으며, 나아가 소재적으로 경량화에 유리한 유연박막 태양전지, 유기 및 유무기 하이브리드 태양전지 등이 차세대 소형위성용 태양전지로 주목받고 있다.

• 공업화학
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• 제34권1호
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• pp.80-85
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• 2023

이미지 센서 컬러 필터에 사용하기 위해 새로운 노란색 퀴놀린-다이온 염료 파생물을 설계하고 합성했습니다. 합성된 화합물은 퀴놀린과 디온 그룹으로 구성된 기본 화학 구조를 가지고 있습니다. 새로운 재료는 상업적 장치 제조 공정을 모방한 조건에서 광학적, 열적 특성을 기반으로 평가되었습니다. 이들의 관련 성능을 비교한 결과, 제조된 두 화합물 사이에서 2-(3-hydroxyquinolin-2(1H)-ylidene)-1H-indene-1,3(2H)-dione (HQIDO)이 다음과 같은 우수한 성능을 나타냈습니다. 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 용매에서 0.5 wt%보다 큰 용해도, 각각 298 ℃의 높은 분해온도를 포함하는 이미지 센서 컬러 필터 재료. 결과는 HQIDO가 이미지 센서 착색제에서 노란색 염료 첨가제로 사용될 수 있음을 시사합니다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제60권3호
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• pp.327-333
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• 2022

본 연구에서는 고용량 음극 소재로 활용되는 실리콘의 부피팽창을 개선하기 위해 Si/CNT/C 음극 복합소재를 제조하였다. Si/CNT는 표면 개질에 의한 양전하 실리콘과 음전하 CNT의 정전기적 인력에 의해서 제조되었고, 수열합성에 의해서 구형의 Si/CNT/C 복합소재를 합성하였다. 전극 제조는 poly(vinylidene fluoride) (PVDF), polyacrylic acid (PAA) 및 styrene butadiene rubber (SBR) 바인더를 사용하였고, 1.0 M LiPF₆ (EC:DMC:EMC = 1:1:1 vol%) 전해액 및 fluoroethylene carbonate (FEC)가 첨가된 전해액을 사용하여 전지를 제조하였다. Si/CNT/C 음극 복합소재는 SEM, EDS, XRD 및 TGA를 사용하여 물리적 특성을 분석하였으며, 사이클, 율속, dQ/dV 및 임피던스 테스트를 통해 리튬이온 배터리의 성능을 조사하였다. 활물질로 Si/CNT/C 복합소재, 바인더로 PAA/SBR, 전해액으로 FEC 10 wt%가 첨가된 EC:DMC:EMC 용매를 사용했을 경우, 50 사이클 후 914 mAh/g의 높은 가역 용량과 83%의 용량 유지율 및 2 C/0.1 C에서 70%의 속도 특성을 보여주었다.

• 한국재료학회지
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• 제32권4호
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• pp.200-209
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• 2022

In this study, defects generated in the YSZ coating layer of the IN738LC turbine blade are investigated using an optical microscope and SEM/EDS. The blade YSZ coating layer is composed of a Y-Zr component top coat layer and a Co component bond coat layer. A large amount of Cr/Ni component that diffused from the base is also measured in the bond coat. The blade hot corrosion is concentrated on the surface of the concave part, accompanied by separation of the coating layer due to the concentration of combustion gas collisions here. In the top coating layer of the blade, cracks occur in the vertical and horizontal directions, along with pits in the top coating layer. Combustion gas components such as Na and S are contained inside the pits and cracks, so it is considered that the pits/cracks are caused by the corrosion of the combustion gases. Also, a thermally grown oxide (TGO) layer of several ㎛ thick composed of Al oxide is observed between the top coat and the bond coat, and a similar inner TGO with a thickness of several ㎛ is also observed between the bond coat and the matrix. A PFZ (precipitate free zone) deficient in γ' (Ni₃Al) forms as a band around the TGO, in which the Al component is integrated. Although TGO can resist high temperature corrosion of the top coat, it should also be considered that if its shape is irregular and contains pore defects, it may degrade the blade high temperature creep properties. Compositional and microstructural analysis results for high-temperature corrosion and TGO defects in the blade coating layer used at high temperatures are expected to be applied to sound YSZ coating and blade design technology.

• Composites Research
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• 제36권1호
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• pp.48-52
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• 2023

섬유 강화 복합재료는 방향성을 가지고 있기 때문에 적층 순서에 따라서 구조물의 기계적인 특성은 매우 달라질 수 있다. 따라서, 상황과 용도에 따른 복합재료 구조물의 적층 설계는 필수적이다. 그러나 제작된 복합재료 구조물의 적층 각도는 제작 환경이나 구조물 형상에 따라 설계 값과 편차를 가지는 경우가 많으며, 이는 구조적 성능에 영향을 끼칠 수 있다. 따라서 구조물의 신뢰성 확보를 위해서는 적층 설계 뿐만 아니라 제작된 복합재료의 적층각에 대한 분석 또한 매우 중요하다. 본 연구에서는 합성곱 신경망(Convolutional neural network; CNN) 기반의 딥러닝(Deep learning)을 이용하여 섬유 강화 복합재료의 실제 단면 이미지로부터 적층 각도를 예측하였다. 여러 적층 각도를 가지는 탄소 섬유 강화 복합재료 시편을 제작하고, 광학 현미경을 이용하여 Micro-scale로 실제 단면을 촬영하였다. 다양한 적층 각도에 따른 복합재료 시편의 단면 이미지 데이터를 이용하여 합성곱 신경망 기반의 딥러닝 모델에 대하여 학습을 수행하였다. 그 결과 높은 정확도로 실제 섬유 강화 복합재료 단면 이미지로부터 적층 각도를 예측할 수 있었다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제55권2호
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• pp.681-689
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• 2023

Purpose: Muons are characterized by a strong penetrating ability and can travel through thousands of meters of rock, making them ideal to image large volumes and substances typically impenetrable to, for example, electrons and photons. The feasibility of 3D image reconstruction and material identification based on a cosmic ray muons tomography (MT) system with triangular bar plastic scintillator detectors has been verified in this paper. Our prototype shows potential application value and the authors wish to apply this prototype system to 3D imaging. In addition, an MT experiment with the same detector system is also in progress. Methods: A simulation based on GEANT4 was developed to study cosmic ray muons' physical processes and motion trails. The yield and transportation of optical photons scintillated in each triangular bar of the detector system were reproduced. An image reconstruction algorithm and correction method based on muon scattering, which differs from the conventional PoCA algorithm, has been developed based on simulation data and verified by experimental data. Results: According to the simulation result, the detector system's position resolution is below 1 ~ mm in simulation and 2 mm in the experiment. A relatively legible 3D image of lead bricks in size of 20 cm × 5 cm × 10 cm used our inversion algorithm can be presented below 1× 10⁴ effective events, which takes 16 h of acquisition time experimentally. Conclusion: The proposed method is a potential candidate to monitor the cosmic ray MT accurately. Monte Carlo simulations have been performed to discuss the application of the detector and the simulation results have indicated that the detector can be used in cosmic ray MT. The cosmic ray MT experiment is currently underway. Furthermore, the proposal also has the potential to scan the earth, buildings, and other structures of interest including for instance computerized imaging in an archaeological framework.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제18권1호
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• pp.1-8
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• 1986

SNU 1.5MV 반데그라프 가속기의 표적상자 전단에서 사용될 자기 4극 렌즈를 제작하고 그 광학적 특성을 측정 및 분석하였다. 렌즈의 칫수는 자극 길이 180mm, 구경 반경 25mm, 자극편 반경 28.75mm이며 자극과 철심의 재료로는 탄소강 KS-SM40C를 사용하였다. 코일은 자극 당 480회 감아 공냉식을 채택하고 있다. 제작한 렌즈에 직류 전류 2.99$\pm$0.03A를 흘리며 Hall 탐침소자를 써서 r,$\theta$,z의 각 방향에 대해 여러 지점에서 자장 요소 $B_{\theta}$, $B_{\gamma}$을 측정하였다. 측정된 자료에 대한 면적 적분과 직교성 다항함수 fitting을 통하여 렌즈 중심에서 자장 구배 G=566.3$\pm$2.1 gauss/cm, 렌즈축 상에서 유효길이 L=208.3$\pm$1.44mm로 나타났다. 렌즈의 다극 요소는 최소자승법을 써서 20극까지 결정하였다. 결과로서 렌즈 중심의 18mm 반경 이내의 영역에서 6극 요소 대 4극 요소의 비는 1.4$\pm$0,9% 이하이고, 기타 다극 요소들은 모두 0.5% 미만임을 얻었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권2C호
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• pp.99-108
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• 2006

본 연구에서는 점성토의 강도를 증진시키기 위해, 일련의 동전기 주입 안정화 실내 실험을 수행하였다. 이를 위해 규산나트륨을 주입제로 선정하고 농도를 변화(500, 1000, 1500, 2000, 2500mM)시켜 동전기 주입 안정화 기법의 적용성을 파악하였고, 처리기간과 전압경사에 따른 영향을 파악하기 위해 2일 간격(2, 4, 6, 8, 10일)으로 처리기간을 설정한 실험과 0.25, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0V/cm로 전압경사를 변화시킨 실험을 실시하였다. 또한 염화칼슘과 수산화알루미늄을 2차 주입제로 사용하여 첨가농도에 따른 전단강도 개량 효과를 파악하고자 하였다. 이를 위해 규산나트륨(1000mM)을 5일간 적용한 후 2차 주입제의 농도를 50, 250, 500, 750, 1000mM로 변화시켜 5일간 적용하였다. 규산나트륨의 농도 결정시험결과 1000mM 이상의 농도에서 일정한 값으로 수렴하는 양상을 띠었으며, 이 때 초기 강도보다 약 800% 크게 강도증진효과가 나타났다. 최적전기경사와 처리기간 결정시험결과 전압의 경우 1V/cm, 처리기간의 경우 6일 이상에서 강도증가치가 수렴하는 양상이 나타났다. 염화칼슘과 수산화알루미늄을 2차 주입제로 사용한 경우, 두 경우 모두 250mM 이상의 농도에서 일정한 강도값으로 수렴하는 양상이 나타났으며, 규산나트륨만 사용한 경우보다 약 20~30%의 강도증진효과가 발생했다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제30권3호
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• pp.78-82
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• 2023

본 연구에서는 Reactive mesogen (RM) 기반 λ/2 위상지연 필름과 편광필름을 이용하여 3단계로 투과율 가변이 가능한 스마트윈도우 제조 기술을 제안한다. λ/2 위상지연 필름은 위상차 (Γ) 값이 π (Δn·d=λ/2)이며, 위상지연 필름에 입사된 빛의 진행방향을 필름의 광축에 대칭된 각도로 변환시키는 특징이 있다. 위상지연 필름의 Δn·d 값이 λ/2에 근접할수록 변환 특성이 우수하기 때문에 본 연구에서는 복굴절 물질인 RM 두께별 retardation (Δn·d) 특성 평가를 통해 Δn·d가 λ/2(=275 nm@550 nm)에 근접한 276.1 nm의 값을 갖는 위상지연 필름을 제작하였다. 최종적으로 (편광필름)/(유리기판)/(배향막)/(λ/2 retardation film) 구조의 스마트윈도우를 제작하여 투과모드, 반투과모드, 차단모드에서의 광 투과 특성을 평가하였다. 평가결과 투과율은 각각 35.8%, 27.8%, 18.2%의 값을 나타내었으며, 이를 통해 λ/2 위상지연 필름을 이용하여 3단계로 투과율 제어 가능함을 확인하였다. 또한 150×200 mm² 크기의 스마트윈도우를 구현함으로써 건축물, 자동차 등 다양한 분야의 활용 가능성을 확인하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제30권3호
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• pp.94-101
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• 2023

투명 전도성 산화물(TCO)를 대체할 수 있는 대표적인 물질로 알려진 ZnO는 3.37 eV의 bandgap과 60 meV의 exciton binding energy를 가진 반도체 물질이다. 본 연구에서는 투명 전극으로 사용하기 위한 높은 전기적 특성을 확보하기 위해 원자층 증착법을 기반으로 양이온과 음이온의 단일 및 이중 도핑에 따라 성장한 ZnO 박막을 제작하였다. 3가 양이온 Al, Ga과 음이온 F이 단일 및 이중 도핑된 ZnO 박막의 구조적, 광학적 특성 및 전기적 특성을 확인하였다. 단일 도핑의 경우, ZnO에 donor로 작용하는 Al, Ga, F에 의해 캐리어 농도가 도핑 전에 비해 증가하였고 근자외선 영역에서의 band-edge absorption이 증가하는 것을 확인하였다. 단일 도핑 중에서는 F이 ZnO 내 산소 공공 자리에 passivation 되면서 높은 mobility와 함께 가장 높은 전도도를 보였다. 이중 도핑의 경우, 각 원소들의 도핑 효과가 더해지면서 단일 도핑에 비해 높은 전기적 특성을 보였다. 결과적으로 Ga-F에 비해 Al-F 도핑 시 ionic radius 차이에 의한 lattice distortion 감소 및 delocalized 된 전자 상태의 증가로 가장 낮은 비저항 값을 보였으며 PDOS 분석을 통한 시뮬레이션 데이터로 측정 값과 일치하는 결과를 확인했다.