• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제14권2호
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• pp.275-285
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• 1997

1989년 2월에 일본의 우주과학연구소(ISAS: Institute of Space and Astronautical Science)에서 발사한 과학위성 EXOS-D의 전기장 측정기와 지자기 자오선 동경 190/210 선상에 위치하고 있는 17개의 지상자력계들로부터 1994년 11월 09일 18시 50분부터 약 20분에 걸쳐 Pi 2 파동이 검출되었다. 우리가 이용한 지상자력계는 지자기 경도는 동경 185.02에서 동경 269.36사이, 지자기 위도는 -37.09에서 65.67사이에, L값은 1.00에서 5.89사이에 위치하고 있다. 또한 같은 시각에 또 다른 위성 ETS-VI의 자기장 측정기의 자료와 지상의 Kakioka(지자기 동경 208.00, 지자기 위도 26.70), Hermanus(지자기 동경 82.97, 지자기 위도 -33.78) 지상자력계의 자료도 함께 사용하여 비교하여 보았다. Pi 2 파동의 주파수를 알아내기 위하여 FFT를 이용하였으며, L값이 2.35인 EXOS-D 위성과 지상자력계들에서는 주파수가 약 25mHz에서 최대 값을 보였으나, L값이 6.60인 ETS-VI위성에서는 같은 주파수가 검출되지 않았다. 또한 지상자력계 중에서 MUT 지상자력계의 자료를 기준으로 하여 위성들과 나머지 지상자력계들간의 상관관계, 위상 차를 조사하여, 발견된 Pi 2 파 동 현상이 플라즈마구 내에서 형성된 공동(cavity) mode에 의한 현상임을 알 수 있었다.

• Progress in Superconductivity
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• 제13권1호
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• pp.58-63
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• 2011

Recently, superconductor flywheel energy storage systems (SFESs) have been developed for application to a regenerative power of train, a power quality improvement, the storage of distributed power sources such as solar and wind power, and a load leveling. As the high temperature superconductor (HTS) bearings offer dynamic stability without the use of active control, accurate analysis of the HTS bearing is very important for application to SFESs. Mechanical property of a HTS bearing is the main index for evaluating the capacity of an HTS bearing and is determined by the interaction between the HTS bulks and the permanent magnet (PM) rotor. HTS bearing rotor consists of PM and iron collector and the proper dimension design of them is very important to determine a supporting characteristics. In this study, we have optimized a rotor magnet array, which depends on the limited bulk size and performed various dimension layouts for thickness of the pole pitch and iron collector. HTS bearing rotor was installed into a single axis universal test machine for a stiffness test. A hydraulic pump was used to control the amplitude and frequency of the rotor vibration. As a result, the stiffness result showed a large difference more than 30 % according to the thickness of permanent magnet and iron collector. This is closely related to the bulk stiffness controlled by flux pining area, which is limited by the total bulk dimension. Finally, the optimized HTS bearing rotor was installed into a flywheel system for a dynamic stability test. We discussed the dynamic properties of the superconductor bearing rotor and these results can be used for the optimal design of HTS bearings of the 10kWh SFESs.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권11호
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• pp.5452-5457
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• 2012

태양전지를 실제적인 건물의 한 구성요소로 이용하는 건물일체형 태양광발전(BIPV : Building Integrated Photovoltaic) 시스템은 기존의 건물재료를 대체하여 재료비용 및 건설비용의 절감효과를 가져다주며 건물의 미적인 가치를 높여주는 장점을 가지고 있다. BIPV에 대한 연구가 유럽 및 미국, 일본 등의 나라에서 오래전부터 활발히 수행되고 있으며, 시장성 또한 무한 확대되고 있다. 아치형 PV 시스템은 PV 어레이의 직병렬 연결 상태 및 아치각에 따라 효율 특성이 상이하지만 이에 관한 분석은 미흡하며, 아치형 PV 시스템을 설계함에 있어서 미적인 요소만 고려하고 이러한 발전효율에 관한 요소는 전혀 고려되지 않은 채 설계되고 있다. 본 논문에서는 아치형 PV 시스템의 효율에 관한 파라미터인 위도와 경도, 온도 및 일사량, 아치각, 시스템 구성에 따른 각종 손실 등 이에 대한 세부적인 기술검토와 각 장비들의 특성을 정합시켜 아치형 PV 시스템의 최적화를 이루어 효율을 개선시키고자 한다. 아치형 PV 시스템의 효율개선을 위하여 다중제어 인버터 방식을 제안하고 시뮬레이션 툴인 Solar Pro를 이용하여 평판형 및 다양한 아치형 PV 시스템을 구성하여 운전특성을 비교 분석하였다.

• 한국재료학회지
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• 제20권11호
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• pp.606-610
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• 2010

Films consisting of a silicon quantum dot superlattice were fabricated by alternating deposition of silicon rich silicon nitride and $Si_3N_4$ layers using an rf magnetron co-sputtering system. In order to use the silicon quantum dot super lattice structure for third generation multi junction solar cell applications, it is important to control the dot size. Moreover, silicon quantum dots have to be in a regularly spaced array in the dielectric matrix material for in order to allow for effective carrier transport. In this study, therefore, we fabricated silicon quantum dot superlattice films under various conditions and investigated crystallization behavior of the silicon quantum dot super lattice structure. Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) spectra showed an increased intensity of the $840\;cm^{-1}$ peak with increasing annealing temperature due to the increase in the number of Si-N bonds. A more conspicuous characteristic of this process is the increased intensity of the $1100\;cm^{-1}$ peak. This peak was attributed to annealing induced reordering in the films that led to increased Si-$N_4$ bonding. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) analysis showed that peak position was shifted to higher bonding energy as silicon 2p bonding energy changed. This transition is related to the formation of silicon quantum dots. Transmission electron microscopy (TEM) and electron spin resonance (ESR) analysis also confirmed the formation of silicon quantum dots. This study revealed that post annealing at $1100^{\circ}C$ for at least one hour is necessary to precipitate the silicon quantum dots in the $SiN_x$ matrix.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.454-454
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• 2014

Silicon microwire array is one of the promising platforms as a means for developing highly efficient solar cells thanks to the enhanced light trapping efficiency. Among the various fabrication methods of microstructures, deep reactive ion etching (DRIE) process has been extensively used in fabrication of high aspect ratio microwire arrays. In this presentation, we show precisely controlled Si microwire arrays by tuning the DRIE process conditions. A periodic microdisk arrays were patterned on 4-inch Si wafer (p-type, $1{\sim}10{\Omega}cm$) using photolithography. After developing the pattern, 150-nm-thick Al was deposited and lifted-off to leave Al microdisk arrays on the starting Si wafer. Periodic Al microdisk arrays (diameter of $2{\mu}m$ and periodic distance of $2{\mu}m$) were used as an etch mask. A DRIE process (Tegal 200) is used for anisotropic deep silicon etching at room temperature. During the process, $SF_6$ and $C_4F_8$ gases were used for the etching and surface passivation, respectively. The length and shape of microwire arrays were controlled by etching time and $SF_6/C_4F_8$ ratio. By adjusting $SF_6/C_4F_8$ gas ratio, the shape of Si microwire can be controlled, resulting in the formation of tapered or vertical microwires. After DRIE process, the residual polymer and etching damage on the surface of the microwires were removed using piranha solution ($H_2SO_4:H_2O_2=4:1$) followed by thermal oxidation ($900^{\circ}C$, 40 min). The oxide layer formed through the thermal oxidation was etched by diluted hydrofluoric acid (1 wt% HF). The surface morphology of a Si microwire arrays was characterized by field-emission scanning electron microscopy (FE-SEM, Hitachi S-4800). Optical reflection measurements were performed over 300~1100 nm wavelengths using a UV-Vis/NIR spectrophotometer (Cary 5000, Agilent) in which a 60 mm integrating sphere (Labsphere) is equipped to account for total light (diffuse and specular) reflected from the samples. The total reflection by the microwire arrays sample was reduced from 20 % to 10 % of the incident light over the visible region when the length of the microwire was increased from $10{\mu}m$ to $30{\mu}m$.

• 전력전자학회논문지
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• 제7권2호
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• pp.171-177
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• 2002

계통연계형 태양광 발전시스템은 계절별 전력수요의 변동이 많은 경우에 첨두전력 삭감의 한 방안으로 고려된다. 본 시스템의 발전효율을 증가시킬 수 있는 방법으로는 근본적으로 태양전지 자체의 변환효율을 증가시키는 방법과 제어관점에서 일사량과 태양전지 표면온도에 따라 시시각각 변하는 태양전지의 최대출력 점에 시스템의 동작점을 추종하게 하는 최대 전력점추적 (Maximum Power point Tracking, 이하 MPPT) 기법을 들 수 있고 발전 효율을 높이기 위하여 자주 사용되어 왔다. 초기 투자비용을 줄이기 위해 후에 등장한 직류초퍼를 사용하지 않고 MPPT 기능을 구현하는 태양광 발전시스템의 경우에 MPPT 알고리즘은 기존의 방법들을 사용하였고 직류초퍼를 사용하지 않은 태양광발전시스템에 적합한 MPPT 알고리즘의 연구는 없었다. 따라서 직류초퍼를 사용하지 않은 태양광 발전시스템에 적합한 MPPT 알고리즘의 연구가 요구되며 본 논문에서는 초퍼 없는 계통연계형 태양광발전 시스템을 대상으로 기존 MPPT 알고리즘의 문제점을 밝히고 이를 해결할 수 있는 새로운 MPPT 알고리즘을 연구하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제20권3호
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• pp.133-140
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• 2010

탄소 섬유소재는 가벼우면서고 강건한 특성과 화학적 안정성 등으로 인해 항공기, 자동차, 레저, 우주항공, 풍력, 연료전지, 방위 산업 등의 분야를 비롯하여 최근에는 다양한 산업용 복합재료 및 보강용 분야에서 많이 사용되고 있다. 본 연구에서는 탄소섬유의 기능성 향상 및 다양한 응용 분야 확대를 위하여 물리적, 화학적 특성이 우수한 탄소나노튜브와 같은 다양한 탄소나노구조체를 탄소섬유상에 하이브리드화 하는 연구를 진행하였다. ELP(Electroless plating)법을 이용하여 탄소섬유 표면처리 및 촉매 입자 형성을 동시에 진행하였으며, Thermal CVD법을 이용하여 탄소나노구조체를 형성한 결과, 탄소섬유상 Pd/Ni 복합 촉매의 비율에 따라서 탄소나노튜브, 탄소나노필라멘트 등 다양한 형태의 탄소섬유상 탄소나노구조체가 형성되는 것을 알 수 있었다. Pd촉매의 비율이 높을 수록 다중벽 탄소나노튜브(Multiwall carbon naotube)의 생성 비율이 높아지고, Ni촉매의 비율이 상대적으로 증가할 수록 탄소나노필라멘트(Carbon nanofilament)의 생성 비율이 높아짐을 알 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제42권2호
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• pp.150-157
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• 2014

리튬-이온 배터리는 이전의 전기 화학 배터리에 비교해 무게, 열 소산 및 자가 방전 등의 장점으로 인해 현재 대부분의 인공위성에서 사용되고 있다. 리튬-이온 배터리의 성능 해석 모델은 새로운 위성 전력계 설계를 지원하기 위해 필요하다. 본 논문은 정지궤도위성 전력계 설계 및 에너지 밸런스 해석에 활용하기 위해 리튬-이온 배터리 성능 해석 모델을 개발하였다. 해석 모델은 위성체 버스 전력, 태양전지배열기 전력 및 배터리 온도를 입력 받고 배터리 전압, 충방전 전류, 테이퍼 지수, 충전 상태 및 소산 전력을 제공한다. 성능 해석 모델의 결과는 모델을 검증하기 위해 정지궤도위성의 비행 데이터와 비교 분석하였다. 비교된 결과는 비행 데이터와 현저한 차이가 없었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제36권12호
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• pp.1216-1221
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• 2008

본 논문에서 고려된 저궤도 위성은 고정형 태양 전지판을 가지기 때문에 낮구간(daylight) 동안에 태양전지판이 태양지향(sun-pointing) 자세를 유지하고, 관측 임무 수행을 위해 태양 전지판 방향과 반대방향에 위치한 탑재체가 지구지향(nadir-pointing)이 되도록 자세를 변경한다. 이 때 낮기간의 대부분을 차지하는 태양지향 자세에서는 위성 패널(panel)로 입사하는 외부 열환경 요인이 지구 복사열과 알비도(Albedo)이기 때문에, 비교적 안정적인 열환경 조건을 가지고 있다. 이에 반하여, 관측 임무를 수행하는 궤도 10% 정도의 지구지향 자세에서는 위성의 열환경 조건에 가장 지배적인 영향을 주는 태양광이 위성 패널에 영향을 준다. 비록 위성이 비교적 짧은 시간 동안에 지구 지향의 자세를 유지하지만, 이러한 열한경 조건의 변화 때문에 위성의 열설계에서 지구지향의 임무 자세에 따른 열적 영향에 대한 검토가 필요하다. 본 연구에서는 열해석 모델에 관측 임무 구간 동안의 지구지향 자세를 반영한 열해석 결과를 통하여 그 영향을 알아보았다.

• 항공우주산업기술동향
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• 제7권2호
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• pp.76-84
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• 2009

본 논문에서는 우주비행체에 사용하는 세라믹 복합재료의 기술개발에 대한 외국의 현황을 검토하였다. 우주선진국에서는 세라믹 복합재료의 경량 및 우수한 고온 특성을 이용하기 위해 최첨단 엔진구조물에 적용하여 우주비행체의 성능을 향상시키기 위하여 많이 사용해왔다. 특히 내열성, 내산화성 그리고 고온에서의 높은 강도가 요구되는 우주비행체에 적합하여, 로켓엔진챔버, 노즐, 태양판, 레이더안테나, 우주반사경 구조물, 초음속비행체 선단부, 재진입비행체의 노즈팁, 그리고 우주비행체의 방열판등에 사용하고 있다. 이러한 부품을 제작하기 위한 공정기술과 현재의 응용사례를 제시되어 향후 국내의 우주개발사업에 적용될 수 있도록 하였다.