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열처리에 따른 ITO 박막의 전기적 광학적 특성

  • 이재형;박용관;신재혁;신성호;박광자;이주성
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2000년도 제18회 학술발표회 논문개요집
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    • pp.72-72
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    • 2000
  • ITO(Indium-Tin-Oxide)는 n-type 전도 특성을 갖는 산화물 반도체로서 가시광 영역에서의 높은 광투과율 및 낮은 전기 비저항을 나타내기 때문에 태양전지, 액정디스플레이(liquid crystal display), 터치스크린(touch screen) 등의 투명전극 재료, 전계 발광(electroluminescent) 소자, 표면발열체, 열반사 재료 등 다양한 분야에 응용되고 있다. 본 연구에서는 타겟 제작에 드는 비용을 줄이고, 타겟 이용의 효율성을 높이기 위해 기존의 세라믹 타겟 대신 분말 타겟을 사용하여 유리 기판 상에 ITO 박막을 DC magnetron sputtering법에 의해 제조하고, 열처리 온도 및 열처리 분위기에 따른 ITO 박막의 전기적 광학적 특성을 조사하였다. 열처리 온도가 10$0^{\circ}C$이하인 경우 열처리하지 않은 시편과 동일하게 In2O3의 (411)면에 해당하는 peak가 관찰되었다. 그러나 20$0^{\circ}C$의 온도로 열처리 할 경우 (411)면 peak의 세기는 상대적으로 감소하고 대신 이전에 나타나지 않았던 (222)면에 대응하는 peak 세기가 현저하게 증가함을 알 수 잇다. 이것은 ITO 박막의 경정성장이 열처리 전 (411)면 방향으로 이루어지나 20$0^{\circ}C$의 온도로 열처리 후 재결정화에 의해 (222)면 방향으로의 우선방위를 갖고 성장함을 의미한다. 또한 주로 높은 기판온도에서 관찰되었던 (211), (400), (411), (440), (622)면 등에 해당하는 peak가 나타남을 볼 수 있었다. 열처리 온도를 더욱 증가시킴에 따라 결정구조에는 큰 변화 없이 (222)면 peak 세기가 증가하였다. 한편 열처리 온도를 더욱 증가시킴에 따라 (222)면 peak 세기가 상대적으로 조금 감소할뿐 XRD회절 결과에는 큰 변화를 관찰할 수 없었다. 이러한 결과로부터 기판을 가열하지 않고 증착한 ITO 박막의 재결정화에 필요한 최소의 열처리 온도는 20$0^{\circ}C$이며, 그 이상의 열처리 온도는 ITO박막의 결정구조에 큰 영향을 미치지 않음을 알 수 있었다. 열처리 전 비저항은 1.1$\times$10-1 $\Omega$-cm 의 값을 가지거나 10$0^{\circ}C$의 온도로 열처리함에 따라 9.8$\times$102$\Omega$-cm 로 약간 감소하였다. 열처리 온도를 20$0^{\circ}C$로 높임에 따라 비저항은 급격히 감소하여 1.7$\times$10-3$\Omega$-cm의 최소값을 나타내었다. 열처리 온도가 10$0^{\circ}C$인 경우 가시광 영역에서의 광투과율은 열처리하지 않은 시편과 비교해 볼 때 약간 증가하였다. 열처리 온도는 20$0^{\circ}C$로 증가시킴에 따라 투과율은 크게 향상되어 흡수단 이상의 파장영역에서 90% 이상의 투과율을 나타내었다. 이러한 광투과율의 향상은 앞서 증착된 ITO 박막이 열처리 중 재결합에 의해 우선 성장 방위가 (411)면 방향에서 (222)면 방향으로 변화되었기 때문으로 생각된다. 그러나 열처리 온도를 20$0^{\circ}C$이상으로 증가시켜도 광투과율은 큰 변화를 나타내지 않았다.

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광 펄스에 의한 젖산균의 비열 살균 (Nonthermal Pasteurization of Lactic acid bacteria by High Intensity Light Pulse)

  • 조형용;신정규;송영애;윤선주;김중만;변유량
    • 한국식품과학회지
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    • 제34권4호
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    • pp.631-636
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    • 2002
  • Lactobacillus plantarum, Lactbacillus brevis, Leuconostoc mesenteroids, Pediococcus pentosaceus를 대상으로 하여 광펄스 처리에 따른 미생물의 영향에 대하여 검토하였다. 광원에 인가하는 전압의 세기를 15-25 kV로 하고 $2500\;{\mu}s$ 이내의 처리시간으로 젖산균 세포를 광 펄스 처리하였을 경우 빛의 세기가 증가할수록 사멸 속도와 사멸율이 증가하였으며, $1500\;{\mu}s$ 처리후에는 빛의 세기에 상관없이 7 log 정도의 동일한 사멸율을 나타내었다. 빛의 세기 25 kV에서 광원과 시료 표면의 거리를 60, 85, 110, 135 mm으로 변화를 주어 처리한 결과 광원과 시료 표면과의 거리가 가까울수록 높은 살균율을 나타내었다. 광펄스 처리시 시료 표면의 온도 상승은 $5^{\circ}C$ 미만으로 거의 나타나지 않았다. 광펄스 처리후 투과 전자 현미경으로 형태적인 변화를 관찰한 결과 광펄스 처리를 한 세포는 처리하지 않은 세포에 비해 세포내 물질이 상당 부분 손실되었으며, 일부 세포막과 세포벽에 손상이 일어났음을 알 수 있었다.

최적화된 위상형 고해상 공간 광변조기의 구현 및 특성분석 (Implementation of the Optimized Phase-type High Resolution Spatial Light Modulator and Analysis of its Characteristics)

  • 고정환
    • 전자공학회논문지 IE
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    • 제45권1호
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    • pp.7-14
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    • 2008
  • 본 논문에서는 상용 TFT-LCD 빔 프로젝터를 이용하여 XGA급($1024{\times}768$) 초고해상 공간 광변조기(SLM)를 구현하고 광세기 및 위상변조 특성을 분석하였다. 즉, 상용 빔 프로젝터의 광학 모듈, 프로젝션 램프 및 팬들을 제거한 후 이를 효과적으로 보상할 수 있는 전자회로를 설계 제작 및 추가하여 관련 모듈제거 이전과 동일한 환경을 만들어 줌으로써 XGA급 초고해상 공간 광 변조기를 구현하였다. 구현된 초고해상 TFT-LCD 공간 광 변조기의 특성을 실험한 결과, 그레이 준위에 따른 선형적인 광 세기 및 위상변조 특성을 측정하였고 이를 분석한 결과 현재 상용화되어 있는 고가의 공간 광 변조기와 비교하여 높은 해상도와 위상변조 특성에 대한 우수한 선형성을 확인함으로서 저가의 고해상 공간 광 변조기의 구현은 물론, 이를 통한 광 정보처리 및 3D 디스플레이 시스템 또는 공간 주파수 필터 등의 입력 소자로서의 이용 가능성을 제시하였다.

pSDF와 이진 결합 변환 상관기를 이용한 광 패턴 인식에 관한 연구 (A Study on the Optical Pattern Recognition Using pSDF and Binary Joint Transform Correlator)

  • 정창규;조동래;길상근;박한규
    • 대한전자공학회논문지
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    • 제27권11호
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    • pp.111-118
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    • 1990
  • 본 논문에서는 pSDF(projection synthetic discriminant function)공간 불변 필터 개념을 적용하여 기준 이미지를 구현하고, 공간 평면 상관기인 이진 결합 변환 상관기를 이용하여 동일 클래스 인식 및 클래스 판별을 위한 광 패턴 인식을 수행하였다. 컴퓨터 시뮬레이션 결과, 이진 결합 변환 상관기가 기존의 결합 변환 상관기보다 상관 첨두치 세기, 상관 첨두치 세기대 부로브비, 신호대 잡음비, 상관폭 부분에서 뛰어난 상관 특성을 보였다. 이진 결합 변환 상관기를 이용한 광 패턴 인식 실험을 한 결과, 동일 클래스 인식인 경우 $4.1~9.6{\%}$ 오차 범위 내에서 상관 첨두지 세기가 일정하게 나타났으며, 클래스 판별인 경우 두 클래스간의 상관 첨두지 세기가 2배 차이가 나서 판별 능력이 우수함을 알 수 있었다.

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질량-스프링 구조를 이용한 새로운 광세기 기반 광섬유 진동센서 (Novel Intensity-Based Fiber Optic Vibration Sensor Using Mass-Spring Structure)

  • 호 일;김현호;최상진;반재경
    • 전자공학회논문지
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    • 제51권6호
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    • pp.78-86
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    • 2014
  • 본 논문에서는 질량-스프링 구조를 이용한 새로운 광세기 기반 광섬유 진동센서를 제안하고 시뮬레이션과 부분 실험을 통하여 그 실현 가능성을 제시한다. 제안한 광세기 기반 광섬유 진동센서는 네 개의 구불구불하게 휘어지는 스프링과 질량체 안의 사각형 개구면(aperture)으로 구성된 질량-스프링 구조를 가진다. 광시준기(optical collimator)는 질량체 안의 사각형 개구면의 변위에 의해서 변조되는 광을 넓히는 데 이용된다. 제안한 광섬유 진동센서를 광학적인 면과 기계적인 면에서 해석하고 설계한다. 기계적인 부분의 설계는 이론적인 해석, 수학적인 모델링 및 3 차원 유한요소법 시뮬레이션을 이용한다. 기계적인 진동이 가해질 때 개구면의 상대적인 변위관계를 3차원 유한요소법 시뮬레이션을 이용하여 구하고, 개구면의 상대적인 변위에 따른 출력값을 실험을 통하여 측정한다. 이를 이용하여 진동에 따른 출력 특성을 파악한 결과 센서 민감도 $15.731{\mu}W/G$, 감지영역 ${\pm}6.087G$를 얻었다. 그리고 입력광원의 파워가 10 dB까지 변하더라도 참조광을 이용하여 0.75%의 상대오차를 보이는 매우 안정된 출력광 파워를 얻었다. 제안한 광섬유 진동센서는 간단한 구조, 저비용 및 다지점 측정 가능의 특징을 가지면서, MEMS (Micro-Electro-Mechanical System) 기술을 이용하여 소형으로 간편하게 제작할 수 있는 잠재력을 가진다.

Rhodobactor sphaeroides의 수소생산에 미치는 광세기 및 광합성 배양기 영향 (Influence of light intensity and photo-bioreactor design for photo biological hydrogen production by Rhodobactor sphaeroides)

  • 김미선;백진숙
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제15권2호
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    • pp.166-174
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    • 2004
  • Purple non-sulfur bacteria, Rhodobacter sphaeroides KD131 grew to reach the maximum cell concentration in 45 hrs of incubation in the synthetic media containing (NH4)2SO4, L-aspartic acid and succinic acid as the carbon and nitrogen sources, respectively, at 30oC under 8 klux irradiance using halogen lamp. The strain produced hydrogen from the middle of the logarithmic growth phase and continued until the cell growth leveled out. The strain grew and produced hydrogen under the irradiance of 3-30 klux, but cell growth was inhibited over 100 klux. In addition, anaerobic/light culture condition was better than the aerobic/dark on the hydrogen production. Among various photo-bioreactors examined, the flat-vertical reactor manufactured using clear acrylic plastic material showed the best hydrogen production rate at the given culture condition.

광 CDMA를 위한 새로운 광복호기 설계와 성능분석 (Performance Analysis and the Novel Optical Decoder Scheme for Optical CDMA System)

  • 강태구;윤영설;최영완
    • 한국통신학회논문지
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    • 제27권7C호
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    • pp.712-722
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    • 2002
  • 광코드분할 다중접속을 위한 새로운 광복호기를 연구했다. 기존의 광부호기와 복호기는 단순하다는 장점은 가지나 복호화 과정에서 발생되는 sidelobe 세기에 의해 접속할 수 있는 사용자 수가 제한된다. 따라서 기존의 연구에서는 sidelobe와 상호상관 신호들의 중첩을 최소화시키는 코드를 만들어 시스템 성능을 개선시키려고 했다. 그러나 지금까지는 획기적인 새로운 방법론이 제시되지 못하고 있는 실정이다. 그러므로 sidelobe나 상호상관 세기를 최소화하거나 소거시킬 수 있는 새로운 광부호기 또는 복호기 연구의 필요성이 요구되고 있다. 본 논문에서는 1$\times$2 또는 1$\times$3커플러와 광 thyristor를 이용한 AND게이트 논리소자(AGLE)를 설계하였고, K(가중치)개의 AGLE로 구성된 새로운 광복호기를 창출하였다. 광 thyristor의 동작원리는 중첩된 광신호만 통과시키고, 중첩되지 않은 펄스들은 소거시킨다. 이러한 개념은 hard-limiter와 같은 동작을 행하는 것이다. 그러므로 이러한 구조를 가진 새로운 광복호기를 시스템에 적용하여 모의실험을 통해 결과를 분석하였다. 사용자 두 명에 대해, 기존의 제시된 결과에서 나타나는 sidelobe와 상호상관 세기가 완전히 소거시킬 수 있음을 보였다.

꼬인 네마틱 액정 공간 광 변조기의 이상 굴절 축 회전 방향 결정 방법 (Method for determining the orientation of extraordinary axis direction Twisted-Nematic Liquid Crystal Spatial Light Modulator)

  • 조규보;김수중
    • 한국산업정보학회:학술대회논문집
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    • 한국산업정보학회 2004년도 춘계학술대회 21세기 IT산업의 발전 전망
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    • pp.85-88
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    • 2004
  • 광 정보 처리 특성을 극대화하기 위해 실시간 동작이 가능한 공간 광 변조기를 사용하며 그중 액정 화면은 기존의 공간 광 변조기에 비해 가격이 저렴하고 특히 꼬인 네마틱 액정 화면 공간 광 변조기는 전기 신호에 따라 광을 변조 할 수 있다는 원리에 의해 여러 가지 이론과 설계 방법이 연구되었으며 기본 매개 변수들을 효과적으로 계산하는 방법이 계속 발표되었다. 본 논문에서는 원형 편광 된 광을 꼬인 네마틱 결정을 갖는 공간 광 변조기에 투사 시켜서 검광기에 통과한 세기 분포를 관찰하여 이상 굴절 축의 회전 방향을 결정하는 방법을 제안하였으며, 존스 행렬을 사용하여 수학적 타당성을 부여하였다.

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