• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• v.22 no.3
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• pp.217-223
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• 2003

A novel cooling method induced by acoustic streaming generated by ultrasonic vibration at 30㎑ is presented. Ultrasonic vibration is obtained by piezoelectric devices and the maximum vibration amplitude of 50 m is achieved by including a horn, mechanical vibration amplifier in the system and making the complete system resonate. To investigate the enhancement of heat transfer capability of acoustic streaming, the temperature variations of heat source and air in the vicinity of heat source are measured in real-time. It is observed that acoustic streaming is instantly induced by ultrasonic vibration, resulting in the significant temperature drop due to the bulk air flow caused by acoustic streaming. In addition, it is observed that the cooling effect on the heat source is maximized when the gap between the ultrasonic vibrator and heat source coincides with the multiples of half-wavelength of the ultrasonic wave. This fact results from the resonance of the sound wave. The theoretical analysis of the dependence on the gap is also accomplished and verified by experiment. The advantage of the proposed cooling method by acoustic streaming is noise-free due to the ultrasonic vibration and maintenance-free because of the absence of moving parts. Moreover. This cooling method can be utilized to the nano and micro-electro mechanical systems, where the fan-based conventional cooling method can not be employed.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.105-105
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• 2012

본 논문에서는 전세계적으로 차세대 에너지절감 반도체로 각광을 받고 있는 GaN 소자의 연구개발 동향에 관하여 발표하고자 한다. GaN 반도체는 와이드 밴드갭(Eg=3.4eV)과 고온 안정성($700^{\circ}C$)등 재료적인 특징으로 인하여 고출력 RF 전력증폭기와 고전력용 전력반도체 응용에 큰 장점을 가진다. 고출력용 GaN RF 전력증폭 소자의 전력밀도는 기존 Si-기반 LDMOS 트랜지스터보다 10배 이상 높아 제품의 소형화와 경량화를 통하여 30% 이상의 전력절감이 가능하며, 레이더, 위성등 송수신 트랜시버 모듈에 GaN 전력증폭기를 이용할 경우 기존 GaAs-기반 전력증폭기에 비하여 높은 전력밀도(>x8)와 높은 효율(>20%)로 인하여 모듈 크기를 50% 이상 줄임과 동시에 경량화를 이룰 수 있어 비행기, 위성등 탑재체의 에너지 절감에 크게 기여할 수 있다. 고전력용 GaN 전력 스위칭 소자는 기존 Si-기반 IGBT에 비하여 스위칭 손실과 온-저항 손실이 낮아 30% 이상의 에너지 절감이 가능하다. 뿐만 아니라, 일본 도요타 자동차사의 보고에 의하면 HEV등 전기자동차의 DC-DC 부스터 컨버터나 DC-AC 인버터에 GaN 전력반도체를 적용할 경우 경량화, 변환효율 향상, 전용 냉각시스템을 제거할 수 있어 연료소모를 10% 이상 줄일 수 있어 연간 400불 이상의 에너지 절감 효과를 가진다. 이러한 에너지절감 효과는 미국, 유럽, 일본등 선진국을 중심으로 차세대 GaN 반도체의 신시장 개척과 선진입을 위한 치열한 경쟁 구도의 구동력이 될 것이며, 본 논문을 통하여 GaN 반도체의 연구개발 방향과 상용화의 중요성을 함께 생각해보고자 한다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2018.06a
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• pp.81-81
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• 2018

Bi-Te계 열전소자는 상온에서의 열전 효율이 우수하기 때문에 항공, 컴퓨터 등의 열전발전 또는 열전냉각 모듈에 널리 사용된다. 이 열전소자를 활용한 열전모듈은 다수의 n형 및 p형 열전소자가 세라믹 위에 형성된 Cu 전극에 전기적으로 직렬이 되도록 서로 솔더링 접합이 되어 있는 구조를 가지고 있다. 이처럼 직렬 연결된 방식에서는 높은 접합강도를 필요로 한다. 열전모듈 제작 시 Bi-Te 계 소자를 바로 Cu 기판에 접합시키면 솔더에 들어있는 Sn과 기판의 Cu가 접합하는 과정에서 소재 내로 확산하여 접합강도를 저하시킨다. 이러한 열전모듈의 접합강도 저하를 막기 위해 무전해 Ni-W-P 도금층을 확산 방지층으로 적용하였다. 본 연구에서는 Ni-W-P 도금이 Bi-Te 계 열전 모듈의 접합강도에 미치는 영향을 조사하였다. 본 연구에서는 Bi-Te계 열전소자에 양호한 밀착성을 가지는 Ni-W-P 도금층을 형성시키기 위해서 알루미나 분말을 이용한 sand-blasting 방법을 사용하여 Bi-Te 소재 표면에 분사하는 방법으로 표면을 거칠게 하였다. 그 후 무전해 Ni-W-P 도금을 $85^{\circ}C$에서 20분간 실시하여 약 4um의 Ni-W-P 도금층을 형성시켰다. 열전 모듈은 Sn-Ag-Cu 솔더를 사용하여 제작하였으며 접합강도는 Bonding tester를 사용하여 측정하였다. 제작한 열전 모듈의 단면 및 파단면 관찰을 통하여 접합강도가 변하는 요인을 조사하였다. 제작한 열전 모듈의 단면을 FE-EPMA로 관찰한 결과 Ni-W-P 도금층이 Bi-Te 소자와 Sn과 Cu사이의 확산을 방지하는 확산방지층 역할을 하는 것을 관찰할 수 있었다. 또한 열처리 전 열전모듈과 200도, 150시간 열처리 후 접합강도를 각각 측정해 본 결과, 열처리 후의 접합강도가 상승하는 것을 확인 할 수 있었다. 따라서 Bi-Te계 열전모듈 제작에 무전해 Ni-W-P 도금층을 형성시키므로 인해 확산방지층의 생성과 접합강도의 상승에 도움을 주었다.

• Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering
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• v.12 no.5
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• pp.519-524
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• 2000

The purpose of this study is to develop a low temperature waterless container for live fish transportation which is economical and efficient The principle of the waterless transportation is that a live fish becomes asphyxial at about $5^{\circ}C$can survive without water for a long time. A low temperature waterless container is developed for this purpose, which utilizes thermoelectric modules for rather smaller and lighter cooling system with precise temperature control devise compared to the existing mechanical system. At first, we succeeded in making flounders alive in the waterless container for 24 hours. Also when flounders were transported in a round trip from Inchon to Pusan in the waterless container, carried in a car, they survived in the waterless container for over 21 hours.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2011.12b
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• pp.398-401
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• 2011

초음파의 응용분야에는 음파 성질을 이용한 정보 측정분야와 에너지를 이용한 용접 및 가공 등을 들수 있다. 초음파 용접의 경우 저항용접이나 용융 용접을 적용할 수 없는 재료의 접합에 이용되는데 이는 모재를 음극간에 놓고 압입하면서 초음파를 발신하여 그 진동을 이용하는 용접방법이다. 압전소자의 경우 피에조 물질을 사용하는데 일반적으로 $150^{\circ}C$이상에서 분자구조의 변형을 일으켜 제 역할을 못하게 된다. 본 연구에서는 압전소자와 공구혼의 온도를 최적으로 유지하기 위하여 추가적인 공기 유로와 방열핀을 설계하여 이것이 방열성능에 미치는 영향에 대해 고찰하였다.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2003.06a
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• pp.832-835
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• 2003

This paper presents the investigation and development of heat exchangers incorporated with thermoelectric modules. Firstly, the characteristics of the modules themselves are evaluated with respect to the applied DC power. Then, the modules-based heat exchangers with an amplification apparatus to enhance cooling effects are designed and developed. The cooling performance of the proposed heat exchangers is experimentally investigated with respect to the magnitude and pattern of input DC power, along with cooling liquids. The results denote that the heat exchangers using thermoelectric modules can be effectively used in the field of the various cooling system.

• Proceedings of the Korean Powder Metallurgy Institute Conference
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• 2002.11a
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• pp.80-80
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• 2002

Bi-Te게 열전재료는 200~400K 정도의 저온에서 에너지 변환 효율이 가장 높은 재료로써 열전냉각, 발전재료 등에 응용하기 위하여 제조방법 및 특성에 관한 많은 역구가 진행되어 왔다. 현재 산업화에 응용되고 있는 일방향응고법은 기계적 강도가 약하여 회수 율이 낮으며, 결정을 성장시키는데 비교적 장시간을 필요로 하기 때문에 제조 단가가 비싸다. 따라서 이와 같은 문제점을 보완하기 위하여 합금설계 및 가공공정에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이에 본 연구에서는 가스분사법을 이용하여 용질원자 편석감소, 고용도의 증가, 균일고용체 형성, 결정립 미세화 등 급속응고 장점을 이용하여 화학적으로 균일한 BI-TerP열전재료 분말을 제조하고, 열간압출 가공을 통하여 이방성의 향상과 함께 미세한 결정립으로 우수한 기계적 강도를 얻을 수 있도록 제조된 분말을 압출 가공하여 열전소자의 기계적 성질과 열전특성을 연구하였다. 그 결과 급속응고 및 압출 공정을 이용한 본 연구에서는 $10\mu\textrm{m}$이하의 미세한 조직과 함께 압출공정을 통하여 이방성을 향상시켰으며, 열전소자는 $2.5{\times}10^{-3}/K$이상의 Figure of merit값을 나타내는 우수한 열전특성을 나타냈다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2000.11c
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• pp.500-502
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• 2000

고온 초전도 YBCO 박막을 Nd:YAG 레이저를 이용하여 MgO 기판에 증착시켰다. 박막을 마이크로스트립형 통신소자로 제작하기 위해 포토리스그래피 방법으로 습식 에칭을 시켰다. 제작된 박막에 접지면을 입히기 위해 스퍼터링 방식으로 Ti 충을 30 nm 증착하고, 열 증발기로 Ag를 $2{\mu}m$ 정도로 증착을 시켰다. 소자의 주파수 응답을 측정하기 위해 캐비티를 제작하여 측정하였다. 제작된 필터의 중심 주파수는 14 GHz이다. 박막을 냉각시켜며 그 중심 주파수를 측정하여 임계 온도를 측정할 수 있었다. 필터는 두 가지 디자인을 이용하였으며, 임계 온도에서의 중심주파수가 일정하게 이동함을 관찰할 수 있었다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• v.14 no.1
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• pp.67-79
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• 1997

We have designed the quasi optics of the dual channel receiver to observe the radio sources with 100GHz-band and 150GHz-band simultaneously. We introduced the general quasi optics and the relation between the Gaussian beam and thin lens approximation. We determined the parameters of the quasi optic components to match the beam waist at cassegrain focus with that of feed horn well.

• The Magazine of the Society of Air-Conditioning and Refrigerating Engineers of Korea
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• v.18 no.2
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• pp.121-129
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• 1989

헬륨을 이용한 극저온 냉동기는 압축기(compressor)을 통하여 압력을 10-20 기압 정도로 높혀준후 여러 단계의 열교환기(heat exchanger)를 통하여 상전위온도(maximum inversion temperature) 이하로 떨어뜨린후 Joule-Thomson 밸브를 통하면 4K까지 온도가 떨어진다. 이때 압력은 1기압 정도이며 헬륨가스는 액체로 변한다. 본 연구의 목적은 Gifford-McMahon 냉동기와 Joule-Thomson 냉동기의 혼합형인 극저온 냉동기를 설계, 제작하여 죠셉슨(Josephson) 소자를 이용한 SQUID(초전도양자 간섭장치), 여러 종류의 탐지기, 컴퓨터 소자 개발 등을 위한 냉동기로 사용하는데 그 목적이 있다. 개발되는 법동기의 용량은 1 W이며, 최저온도는 4K 정도가 된다.