• 제목/요약/키워드: 기계-전기 시스템

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고주파 스퍼터링법으로 증착한 ZnO 박막의 응력 형성

  • 곽상현;이재빈;김형준
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2000년도 제18회 학술발표회 논문개요집
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    • pp.193-193
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    • 2000
  • 박막 내의 잔류 응력은 막의 기계적 전기적 물성을 변화시키는 등 박막에 많은 영향을 끼치는 것으로 알려져 있다. 이러한 응력은 박막의 증착 공정중 여러 가지 증착 조건에 의해서 변화하게 되는데, 특히 스퍼터링 시스템의 경우에는 증착 압력과 사용하는 가스, 인가되는 전력 등 기본적인 증착조건들에 상당한 영향을 받는다. 이러한 영향은 금속 박막의 경우 상당히 잘 알려져 있다. 또한 반도체 공정에서 금속화 과정중 금속 전극의 단락등을 막기 위해 많은 연구가 진행되어 왔다. 본 논문에서는 고주파 마그네트론 스퍼터링 시스템을 사용하여 산화 아연(ZnO)을 증착하고 여러 공정 변수들에 따른 응력의 변화를 관찰하였다. 실험에서 ZnO 타겟을 사용하였으며, 작동 가스로는 아르곤과 산소를 사용하였다. 증착한 박막들은 모두 압축 응력을 보였으며, 박막의 응력에 가장 큰 영향을 미치는 요소들은 압력, 산소와 아르곤의 비, 기판과 타겟과의 거리 등이었는데, 인가 전력에는 거의 영향을 받지 않았다. 일반적으로 스퍼터링 시스템에서의 압축응력은 atomic peening에 의해서 형성되는데, 박막을 두드리는 높은 에너지의 아르곤이나 산소의 유량과 에너지의 1/2승에 비례하는 것으로 알려져 있다. 그러나 본 시스템에서는 인가 전력을 높여도 응력이 증가하지 않았고, 타겟과의 거리를 줄이면 오히려 응력이 감소함을 보였다. 이는 박막의 응력이 peening 하는 입자의 에너지뿐만이 아니라 증착되는 물질의 증착 속도와도 밀접한 관련이 있음을 보여준다. 즉, 증착속도가 증가하면 peening하는 입자가 끼치는 응력의 효과가 반감되기 때문으로 수식을 통해 증명할 수 있었다.진탄화 처리시간을 변화시켰을 때 화합물층의 생성은 ${\gamma}$'상으로부터 시작되고 $\varepsilon$상은 즉시 ${\gamma}$'상을 소모하면서 생성되어 일정시간이 지난 후 $\varepsilon$상은 안정화되며 질소가스농도가 증가할수록 화합물 층내의 $\varepsilon$상분율은 역시 증가하였다. 한편 CH4 가스농도는 처리되는 강종에 따라 차이를 보이며 적정 CH4 가스농도를 초과시에는 $\varepsilon$상 생성은 억제되고 시멘타이트상이 생성되었다.e에서 발생된 질소 플라즈마를 구성하는 이온들의 종류와 그 구성비율을 연구하였다.여러 가지 응용으로의 가능성을 가지고 있다. 그 예로 plasma processing, plasma wave에 의한 입자 가속, 그리고 가스 레이저 활성 매질 발생 등이 있다. 특히 plasma processing의 경우 helicon plasma는 높은 밀도, 비교적 낮은 자기장, remote operation 등이 가능하다는 점에서 현재 연구가 활발히 진행되고 있다. 상업용으로도 PMT와 Lucas Signatone Corp.에 서 helicon source가 제작되었다. 또한 높은 해리율을 이용하여 저유전 물질인 SiOF의 증착에서 적용되고 있다. 이 외에도 다수의 연구결과들이 발표되었다. 잘 일치하였다.ecursor 분자들이 큰 에너지를 가지고 기판에 유입되어 치밀한 박막이 형성되었기 때문으로 사료된다.을수 있었다.보았다.다.다양한 기능을 가진 신소재 제조에 있다. 또한 경제적인

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저가형 아날로그 구동장치를 이용한 Switched Reluctance Motor의 스위칭 Duty 가변제어 (Variable Switching Duty Control of Switched Reluctance Motor using Low-Cost Analog Drive)

  • 윤용호
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제21권3호
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    • pp.123-128
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    • 2021
  • 산업응용에서 정확한 속도 및 전류 제어를 위해 SRM (Switched Reluctance Motor)은 특성상 드라이브에서 고정자의 상 여자와 회전자의 위치를 동기화시키는 것이 매우 중요하다. 따라서 적절한 스위칭 동작을 위해 정확한 회전자 위치정보는 필수적이기에 위치 센서가 필요하다. 회전자 위치에 따라 적정 고정자 권선을 여자 시켜 회전력을 발생시키기고 속도와 위치정보를 이용하여 전동기를 제어하기 위해서 일반적으로 엔코더 (Encoder), 레졸버 (Resolver) 같은 위치센서를 사용한다. 그러나 이러한 센서들은 1) 가격적 측면에서 센서들의 가격이 상당히 크기 때문에 전체 시스템 비용에서 전동기 시스템이 차지하는 비율이 높다. 또한 2) 기계적 측면에서 엔코더나 레졸버와 같은 위치센서들을 고정자측에 부착하여 크기 및 무게를 증가시키고 있다. 결론적으로 SRM을 구동하기 위해서는 회전자 위치정보에 따른 제어가 기본적으로 이루어져야 하며 적용 분야를 고려해서 환경에 따른 SRM 구동 시스템을 설계하는 것이 중요하다. 따라서 본 논문에서는 기존의 엔코더 (Encoder), 레졸버 (Resolver)를 사용하는 일반적인 제어시스템에서 벗어나서 저가형 아날로그 구동장치를 설계하여 스위칭 Duty 가변 제어를 통한 SRM의 구동 및 제어 특성을 연구하고자 한다.

객체 검출을 위한 2차원 인조데이터 셋 구축 시스템과 데이터 특징 및 배치 구조에 따른 검출률 분석 : 자동차 번호판 검출을 중점으로 (2D Artificial Data Set Construction System for Object Detection and Detection Rate Analysis According to Data Characteristics and Arrangement Structure: Focusing on vehicle License Plate Detection)

  • 김상준;최진원;김도영;박구만
    • 방송공학회논문지
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    • 제27권2호
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    • pp.185-197
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    • 2022
  • 최근 객체 인식에 높은 성능을 가진 딥러닝 네트워크가 나오고 있다. 딥러닝을 이용한 객체 인식의 경우 성능 향상을 위해 학습 데이터 셋 구축이 중요하다. 데이터 셋을 구축하기 위해서는 이미지를 수집하고 라벨링 해야 한다. 이 과정은 많은 시간과 인력이 필요하다. 때문에 오픈 데이터 셋을 사용한다. 그러나 방대한 오픈 데이터 셋을 가지고 있지 않는 객체도 존재한다. 그 중 하나가 번호판 검출과 인식에 필요한 데이터이다. 이에 본 논문에서는 이미지를 최소화 하여 대용량 데이터 셋을 만들 수 있는 인조 번호판 생성기 시스템을 제안한다. 또한 인조 번호판 배치구조에 따른 검출률을 분석했다. 분석결과 가장 좋은 배치구조는 FVC_III, B이며 가장 적합한 네트워크는 D2Det이었다. 인조 데이터셋 성능은 실제 데이터셋의 성능보다 2~3%가 낮았지만, 인조 데이터를 구축하는 시간이 실제 데이터셋을 구축하는 시간보다 약 11배 빨라 시간적으로 효율적인 데이터 셋 구축 시스템임을 증명하였다.

교류협력 단계별 북한 직업훈련 실행 시나리오 구축 방안 (An Investigation of Supporting North Korea Vocational Training by Interchange and Cooperation Scenarios)

  • 김소영;이영민;이우영
    • 실천공학교육논문지
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    • 제10권1호
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    • pp.73-79
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    • 2018
  • 본 연구의 목적은 남북한 교류 협력이 재개 되었을 경우 협력의 수준을 단계별로 고려하여 점진적으로 북한지역 내 직업훈련을 실행하는 시나리오를 설정하는 데 있다. 이 연구에서는 북한의 정치와 사회상황 예측을 바탕으로, 지역과 사업 기반의 직업훈련 3가지 시나리오를 체계적으로 제시하였다. 아울러 북한의 직업훈련을 효율적으로 촉진하기 위해, 시나리오 기법인 The Futures Group의 미래 방법론을 채택하여 적용하였다. 첫 번째 시나리오는 전기, 전자, 의류업종을 중심으로 직업훈련센터를 설치하는 것이다. 두 번째 시나리오는 전기, 전자, 자동차 산업을 중심으로 직업훈련대학 캠퍼스를 시범적으로 설치하는 안이다. 세 번째 시나리오는 전기, 전자, IT 생산, 통신, 중공업, 여성특화산업을 중심으로 북한지역에 다수의 직업훈련대학 캠퍼스를 설치하는 안이다. 설정한 시나리오를 바탕으로, 북한의 직업훈련을 촉진하기 위한 목표와 전략을 수립해야 하고, 북한 직업훈련의 거버넌스를 설정해야 하며, 직업훈련 R&D 인프라를 구축해야 한다. 아울러, 북한 직업훈련분야의 HRD, HRM 시스템을 구축해야 하고, 공공과 민간 고용서비스 센터를 설치하여 직업훈련을 활성화해야 한다.

단일 벽 탄소 나노 튜브를 이용한 스위칭 레이어 Al2O3/HfOx 기반의 멤리스터 (Memristors based on Al2O3/HfOx for Switching Layer Using Single-Walled Carbon Nanotubes)

  • 장동준;권민우
    • 전기전자학회논문지
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    • 제26권4호
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    • pp.633-638
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    • 2022
  • 최근 인간의 뇌를 모방한 스파이킹 뉴럴 네트워크(SNNs)의 뉴로모픽(Neuromorphic) 시스템이 주목을 받고 있다. 뉴로모픽 기술은 인지 응용과 처리 과정에서 속도가 빠르고 전력 소모가 적다는 장점이 있다. SNNs 기반의 저항성 랜덤 엑세스 메모리(RRAM) 은 병렬 연산을 위한 가장 효율적인 구조이며 스파이크 타이밍 종속 가소성(STDP)의 점진적인 스위칭 동작을 수행한다. 시냅스 소자 동작으로서의 RRAM은 저 전력 프로세싱과 다양한 메모리 상태를 표현한다. 하지만, RRAM 소자의 통합은 높은 스위칭 전압 및 전류를 유발하여 높은 전력 소비를 초래한다. RRAM의 동작 전압을 낮추기 위해서는 스위칭 레이어와 금속 전극의 신소재를 개발하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 스위칭 전압을 낮추기 위해 전기적, 기계적 특성이 우수한 단일 벽 탄소나노튜브(SWCNTs)를 갖는 (Metal/Al2O3/HfOx/SWCNTs/N+silicon, MOCS)라는 최적화된 새로운 구조를 제안하였다. 따라서 SWCNTs 기반 멤리스터의 점진적인 스위칭 동작 및 저 전력 I/V 곡선의 향상을 보여준다.

방송 산업 분야의 특성화고등학교로 전환을 위한 S방송고등학교의 실험.실습실 리모델링에 관한 연구 (A research on remodelling of the laboratory of S high school of broadcasting for converting into specialized one in the section of broadcasting industry)

  • 오승균;이명의;이용순;김진수
    • 대한공업교육학회지
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    • 제34권1호
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    • pp.87-112
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    • 2009
  • 이 연구의 목적은 방송 산업 분야의 특성화고등학교로 전환을 위한 S특성화 방송고등학교의 실험 실습실 재구조 방안과 리모델링 모형 및 방향을 제시하는 것이다. 각 과별로 실험 실습실 재구조 방안은 첫째, 각 전공별로 개편할 실습실명과 평면도 및 투시도를 구성주의 철학에 맞도록 재구성 설계하였다.둘째, 과별로 주요 실험 실습실 개편에서 방송기계과에서는 방송무대기계실습실, 방송기계요소가공실, 방송기계설비실습실, 영상기계실습실 등, 방송전기통신과에서는 영상 음향편집실, 방송통신설비실, 방송시스템실습실, 무대조명실습실 등, 방송무대건축과에는 방송무대제작실습실, 방송무대디자인 실습실, 방송무대장식실습실 등 각과별로 7실을 제안하였다. 셋째, 과별 사무실을 세미나실로 배치하였고, 각 실습장은 전공별 전담제로 실습실 관리 및 연구실화하는 방향으로 설계하였다. 넷째, 과별로 산학협력실을 설치하여 외부의 기업체가 입주시켜 산학협력교육이 원활하게 이루어 질 수 있도록 산학 연계 교육의 장으로 구상하였다. 그리고 각 과별로 실험 실습장 1실에 대하여 개편 실습실명, 평면도 및 투시도, 실습실 운용 방안 등을 예를 들어 제시하였다. 특히 방송 관련 실험 실습실 운영을 효율적으로 하기 위해서는 산학겸임교사 활용, 방송기술관련 전문 동아리, 학교내 기업 유치 등을 중요한 요인으로 제시하였다. 끝으로 방송 산업 분야의 특성화고등학교로 성공하기 위한 실험 실습실 리모델링 및 장비 구입에 많이 예산이 소요되는 분야이므로 '민간자본유치사업(BTL)'을 유치하는 것도 바람직하다.

고조파 수동필터의 설계 및 적용 (Design and Application of Harmonic Passive Filter)

  • 전정채;김재현;유재근
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제13권11호
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    • pp.5397-5402
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    • 2012
  • 고조파와 관련한 전력품질저하로 발생하는 전기설비사고 및 경제적 손실은 증가하고 있다. 수동필터는 고조파 문제를 해결하는데 경제적이고 효과적이지만 많은 엔지니어들은 그들의 전력시스템과의 직병렬 공진 문제 및 고조파 증폭 문제로 인해 사용하기를 꺼려한다. 본 논문은 수동필터가 잘 설계될 경우 고조파 문제를 해결하는데 매우 유용하다는 것을 보여준다. 고조파 수동필터 설계의 방법과 과정을 서술하였다. 그리고 100HP DC 모터, 압출 기계, 에어 압력기 등과 같은 비선형 부하로 인해 고조파 문제를 갖는 계통에 적용할 수 있는 수동필터를 설계하였다. 제시된 설계 방법과 절차에 대한 검증을 실험을 통해 입증하였다.

SnO2를 이용한 CO 및 NOx 가스 감지 센서 제작 및 특성 연구 (Fabrication and Evaluation of the SnO2 Based Gas Sensor for CO and NOx Detection)

  • 김만재;이유진;안효진;이상훈
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제23권5호
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    • pp.515-523
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    • 2015
  • In this paper, we fabricated and evaluated the gas sensor for the detection of CO gas and $NO_X$ gas among the vehicle exhaust emission gasses. The $SnO_2$ (tin dioxide) layer is used as the detection material, and the thin-film type and the nano-fiber type layers are deposited with various thicknesses using sputtering method and electro spinning method, respectively. The experiments are performed in the chamber where the gas concentration is controlled with mass flow controller. The fabricated devices are applied to the CO and $NO_X$ gas, where the device with the thinner $SnO_2$ layer shows better sensitivity. The nano-fiber has the larger surface area, and the shorter response time and recovery time are obtained. From the experimental results, both types of gas sensors successfully detect CO and $NO_X$ gases, which can be applied to measure those gases from the vehicle emissions.

이온 에너지 분석을 통한 저손상 그래핀 클리닝 연구

  • 김기석;민경석;염근영
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.218.2-218.2
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    • 2014
  • 그래핀은 높은 전기 전도도와 열전도도, 기계적 강도를 가지고 있고 동시에 높은 전자이동도($200,000cm^2{\cdot}V{\cdot}^1{\cdot}s{\cdot}^1$) 특성을 갖는 물질로써 차세대 소재로 각광받고 있다. 하지만 그래핀을 소자에 응용하기 위해서는 전사공정과 lithography 공정 과정에서 발생되는 PMMA(Poly methyl methacrylate) residue를 완벽하게 제거해야 하는 문제점이 있다. 특히, lithography 공정 중 완벽하게 PMMA residue 가 제거되지 않고 잔류해 있을 경우에 소자의 life time, performance에 악영향을 준다는 보고가 있다. 이와같은 문제를 해결하기 위해 화학적 cleaning, 열처리를 통한 cleaning, 전류 인가에 의한 cleaning과 같은 방법들을 이용하여 그래핀의 PMMA residue를 제거하는 공정들이 보고되고 있지만, 화학적 cleaning 방법의 경우 chloroform 이라는 독성물질 사용으로 인해 산업적으로 응용이 어렵고, 열처리 방법은 전극 등의 금속이 $200^{\circ}C$ 이상의 높은 온도에서 장시간 노출될 경우 쉽게 손상을 입으며, 전류 인가에 의한 cleaning 방법은 국부적으로만 효과를 볼 수 있기 때문에 lithography 공정 후 PMMA residue를 효과적으로 제거하기에는 한계를 보이고 있다. 본 연구에서는 Ar을 이용하는 Ion beam 시스템을 통해 beam energy를 제어함으로써 PMMA residue를 효과적으로 제거하는 연구를 진행하였다. 최적화된 플라즈마 발생 조건을 찾기 위해 QMS(Quadrupole Mass Spectrometer)를 이용하여 입사하는 ion energy와 flux 양을 컨트롤 하였고, 250 W에서 최적화된 ion energy distribution 영역이 존재한다는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 25 Gauss 정도의 electro-magnetic field를 이용하여 Ar의 ion energy를 10 eV 이하로 낮추어 damage를 최소화함으로써 효과적으로 그래핀을 cleaning 할 수 있었다. Cleaning과정에서 ion bombardment에 의해 발생한 damage는 $250^{\circ}C$에서 6시간 동안 annealing 공정을 거치면서 회복되는 것을 Raman spectroscopy의 D peak ($1335cm{\cdot}^1$) / G peak ($1572cm{\cdot}^1$) ratio 로 확인할 수 있었고, PMMA residue의 cleaning 여부는 G peak ($1580cm{\cdot}^1$)의 blue shift와 2D peak ($2670cm{\cdot}^1$)의 red shift를 통해 확인하였다. 그리고 AFM (Atomic Force Microscopy)을 이용하여 cleaning 공정과정에서 RMS roughness가 4.99 nm에서 2.01 nm로 감소하는 것을 관찰하였다. 마지막으로, PMMA residue의 cleaning 정도를 정량적으로 분석하기 위해 XPS (X-ray Photoelectron Spectroscopy)를 이용하여 sp2 C-C bonding이 74.96%에서 87.66%로 증가함을 확인을 할 수 있었다.

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이온 주입에 의한 다결정 실리콘의 응력 구배 완화 및 물성 개선 (Stress gradient relaxation and property modification of polysilicon films by ion implantation)

  • 석지원;강태준;이상준;이재형;이재상;한준희;이호영;김용협
    • 한국항공우주학회지
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    • 제31권10호
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    • pp.73-78
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    • 2003
  • 항공우주 분야의 MEMS 기술의 중요성은 경량화 및 높은 분해능 등의 목적아래 점차 증가하고 있는 추세이다. 따라서 MEMS 기기의 제작에 있어 박막 물성의 조사 및 개선 방안은 중요한 논점이 되고 있으며, 박막의 잔류응력은 MEMS 기기 제작 및 구동에 있어 해결해야 할 중요한 문제점으로 남았있다. 따라서 본 논문에서는 MEMS 기기의 구조제로 많이 쓰이는 LPCVD 다결정 실리콘에 He+, Ar+ 이온을 주입함으로써 응력 구배를 완화하였다. 또한 Nano-indenter를 이용한 CSM 방법을 사용하여, 다결정 실리콘의 탄성계수와 경도를 압입 깊이에 따라 측정하였다. 그 결과, 이온 주입에 의한 결정성의 변화가 탄성계수와 경도를 감소시키지만, 이온 농도가 증가함에 따라 탄성계수와 경도가 증가하는 현상을 관찰하였다.