• 한국HCI학회:학술대회논문집
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• 한국HCI학회 2008년도 학술대회 1부
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• pp.163-167
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• 2008

본 논문에서는 다수의 진동 소자로 제작한 진동 패드의 촉감 효과를 알아보기 위해 실험과 설문을 통해 신체 부위별로 가장 현실감이 뛰어난 진동 패턴을 제시한다. 실험 방법은 $4{\times}4$ 배열 형태의 16개의 진동 소자를 이용하여 진동 패드를 제작하였다. 8비트 마이크로프로세서를 통하여 각 진동 소자의 떨림 여부와 강도를 제어하며, 게임에서 자주 사용되는 음향 효과인 총소리에 의해 자동으로 다양한 진동 패턴을 생성하여 신체 각 부위에 여러 가지 패턴의 촉감 자극을 추어 그 현실감 정도를 측정하였다. 실험 결과의 분석을 통하여 진동 패드를 사용하는 것이 사격 게임에서의 현실감이 좋으며, 어깨 부위가 가장 현실감 있는 부위임을 확인하였다. 또한 실험한 네 가지 패턴 중 안쪽에서 바깥쪽으로 퍼지는 느낌의 실험 패턴 형태가 가장 효과적인 것으로 측정되었다. 본 연구의 결과는 신체 부위와 진동 패턴에 의한 촉감 효과와의 상관관계에 대한 사용자 실험으로서, 진동으로 촉감을 제공하는 햅틱스 분야의 연구를 위한 중요한 참조가 될 것이다.

• 한국전자파학회지:전자파기술
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• 제2권3호
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• pp.10-16
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• 1991

마이크로파용 소자를 측정하기 위해서 test fixture를 이용하는데, 소자 특성화에 앞서 측정시스댐과 test fixture에 따른 오차회로망을 우선적으로 보정하여야 한다. 본 논문에서는 길이가 다른 두개의 보정용 마이크로 스트립 선로만으로 오차회로망을 특성화하는 방볍을 제시하였다. 보정용 두 선로의 길이가 정확히 주어진다면, 전파상수의 지식없이도 정확한 보정 데이타를 제공할 수 있다. 보정용 선로 제작시 end effect를 전혀 고려할 필요가 없다. 이 방볍에 의한 보정작업에 따라 A TF13736 MESFET를 특성화 하였다. 측정주파수 범위는 2 2-18 GHz이고, 바이어스는 VDs=2. 5V, IDs=20mA이었다. 보정데이타와 데이타 용지를 비교할 때, 상대적 으로 낮은 주파수에서 그 크기는 거의 일치하고 단지 $0.1^{\circ}$~$12^{\circ}$의 위상차를 보였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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• pp.150-150
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• 2016

디스플레이, 센서 등 전자소자는 소형화 단계를 지나 인체 부착형 소자로의 발전을 요구하고 있다. 부착형 소자에서는 접착력과 큰 마찰력이 필요하지만 마찰특성이 더 중요하므로 인체 및 물체의 마찰을 위해서는 다양한 표면에 대항하는 마찰 특성과 내구성이 요구되며 이를 위해 개코도마뱀 또는 딱정벌레, 말벌날개와 같은 자연모사형 건식 마찰 방식에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 기존 폴리머를 이용하여 자연모사형 마이크로/나노 구조 형성은 기계적으로 가공된 금형 몰딩을 통한 매무 복잡한 공정을 요구된다. 본 연구에서는 이러한 복잡한 공정을 통한 마찰재 제작을 단순화하기 위해서 플라즈마 표면처리를 활용하여 나노구조 형성하는 방법을 소개하고자 하며, 건식 접착 및 마찰용 폴리머 소재(PDMS(Poly dimethyl siloxane))에 따른 표면구조 변화와 표면에너지 및 화학결합 변화에 대한 연구를 수행하였다. 플라즈마 표면처리를 위해서 자체 개발한 선형이온소스를 활용하였으며 입사에너지에 따라 표면형상 변화를 주사전자현미경을 활용하여 관찰하였다. 표면에너지 변화는 접촉각측정기를 활용하였으며, Tribology tester(Ball on disk)를 활용하여 마찰특성을 평가하였다. PDMS(Poly dimethyl siloxane)는 입사에너지가 증가함에 따라 주름형태 구조 크기가 증가하는 것을 관찰하였고, 플라즈마 처리를 통해 표면에너지 및 마찰력 증가를 관찰하였다. 그리고 플라즈마 처리 후 표면에너지 변화인 FOTS(Trichloro-(1H,1H,2H,2H- perfluorooctyl) silane) 처리를 통하여 표면에너지 감소와 마찰력이 절반으로 감소하였다. 본 연구 결과는 나노구조에 따라 표면형상 및 표면에너지 변화에 따른 PDMS의 마찰력 변화를 확인하였고, 이러한 특성을 활용하여 마찰재와 피부 부착형 접착 패치에 응용이 가능할 것으로 기대된다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2011년도 춘계학술발표대회
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• pp.36.2-36.2
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• 2011

최근 나노기술의 비약적인 발전을 바탕으로 그 동안 구현이 쉽지 않았던 마이크로-나노 단위의 생체모사(biomimetics) 기술이 큰 각광을 받고 있다. 그 중에서도 특히 연잎 효과(lotus-effect)로 대표되는 접촉각 $150^{\circ}$ 이상의 초소수성(superhydrophobicity) 표면 구현은 생물, 화학, 물질 등의 다양한 분야에 있어 큰 사용가치를 가지기 때문에 연구가 전세계적으로 활발히 진행되고 있다. 초소수성을 가지는 표면을 구현하기 위해서는 표면의 화학적인 조성을 변화시켜 표면의 거칠기를 증대시키는 방법과 표면에너지를 낮추는 방법으로 구분될 수 있으며, 이를 위해 표면에 나노구조체를 형성시켜 표면 거칠기를 증대시키는 방법과 silane 계열의 자가-형성 단일막(Self-assembled monolayer)을 코팅하여 표면에너지를 낮추는 방법이 사용되어 왔다. 그러나 표면에 나노구조체를 형성시키는 과정에서 비싼 공정 비용이 발생하며, 대면적 구현이 쉽지 않다는 단점이 있으며, silane 계열의 자가-형성 단일막의 경우에는 제거가 쉽지 않아 추후 다양한 소자에의 적용이 어렵다는 단점을 가지고 있다. 본 연구에서는 무전해 식각법(Aqueous Electroless Etching)을 이용하여 대면적으로 합성시킨 실리콘 나노와이어의 표면 산소 흡착 처리를 통해 $156^{\circ}$ 이상의 초소수성 표면을 구현하였다. 액상 기반으로 형성된 실리콘 나노와이어의 표면은 열처리 공정을 통해 OH-기에서 O-기로 치환되어 낮은 표면에너지를 가지게 되며, 낮아진 표면에너지와 산화과정에서 증대된 표면 거칠기를 통해 Wenzel-state의 초소수성 표면 성질을 보였다. 변화된 나노와이어의 표면 거칠기는 주사전자현미경 (FE-SEM)과 주사투과현미경 (HR-TEM)을 통해 관찰되었다. 또한, 나노와이어의 길이와 열처리 공정 조건에 따라 나노와이어의 표면을 접촉각 $0^{\circ}$의 초친수성(superhydrophilicity) 특성부터 접촉각 $150^{\circ}$ 이상의 초소수성 특성까지 변화시킬 수 있었으며, 나노와이어의 길이에 따라 표면 난반사율을 조절하여 90% 이상의 매우 높은 흡수율을 가지는 나노와이어 표면을 구현할 수 있었다. 이러한 산소 흡착법을 이용한 초소수성 표면 구현은 기존 자가-형성 단일막 코팅을 이용한 방법에 비해 소자 제작 및 활용에 있어 매우 유리하며, 바이오칩, 수광소자 등의 다양한 응용 분야에 적용 가능할 것으로 예상된다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제39권1호
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• pp.52-57
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• 2015

본 논문에서는 MMIC(Monolithic microwave integrated circuit) 상에서 초소형 무선 통신 시스템에서의 응용을 위해 반전된 형태의 주기적으로 배치된 용량성 소자를 이용한 전송선로(IPACD, Inverted Periodically Arrayed Capacitive Devices)의 RF 특성을 연구하였다. 측정 결과, 본 논문에서 제안하는 반전된 형태의 주기적으로 배치된 용량성 소자를 이용한 전송선로는 기존의 마이크로스트립 전송선로는 선로파장의 11.85%로 단파장의 성능을 보였고, 전파상수, 유효 유전율은 기존의 전송선로에 비하여 훨씬 높은 결과를 보여주었다. PACD(periodically arrayed capacitive devices) 선로구조에 비해 삽입손실이 1~10 GHz에서 22.6%정도 개선되었다. 또한 IPACD 선로구조의 등가회로를 closed-form 방정식을 통하여 이론적으로 해석하였으며, 실질적인 대역폭의 의미를 가지는 1차 통과대역에서의 차단 주파수는 129.2 GHz로 나타나 광대역의 특성을 보여주었다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2002년도 추계종합학술대회
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• pp.148-150
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• 2002

본 논문에서는 테프론을 이용하여 커플링 수가 5개인 대역통과필터를 제안한다. BPF의 경우, 1 GHz 이내의 낮은 주파수에서는 좁은 대역폭과 저지대역에서 우수한 특성을 갖는 필터를 집중소자를 이용하여 만들 수 있지만 그 이상의 주파수에서는 유전체를 이용한 마이크로 스트립과 같은 분포소자를 이용하여 설계하여야 한다. 한편 분포 소자를 이용하는 방법으로서 2 GHz 이하에서는 저 비용이면서도 우수한 특성을 보이는 FR4를 사용하지만, 2 GHz ~ 10 GHz에서 FR4구조는 설계치와 측정치의 차이가 크므로 FR4 대신, 테프론을 이용한다. 제안한 필터의 중심 주파수는 2.3 GHz, 삽입 손실이 1.2 dB, 반사 손실이 30 dB, 대역폭이 100 MHz, 크기는 8.3 cm $\times$ 4.9 cm 이다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2006년도 제37회 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1649-1650
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• 2006

반도체 소자의 선폭이 나노미터 스케일로 진입함에 따라 소자의 물리적 특성을 나노미터 스케일에서 정밀하게 측정하고자 하는 요구가 증대되고 있다. Atomic Force Microscopy (AFM)은 나노미터 이하의 해상도를 가지고 물질 표면의 기하하적, 전기적 특성 등을 측정할 수 있으므로 나노소자 연구에 필수적인 도구가 되었다. 그러나 AFM은 낮은 측정속도와 탐침의 기하학적 형상에 의한 AFM 영상의 왜곡 등과 같은 치명적인 단점도 가지고 있다. AFM의 낮은 측정 속도를 개선하기 위해서 진보된 마이크로머시닝기술을 이용하여 캔틸레버의 크기를 줄이거나 캔틸레버 위에 박막 구동기를 집적시키는 등의 노력이 진행되고 있으나, 이 경우 전통적인 식각 공정을 이용하여 캔틸레버 위에 tip을 형성하는 것이 매우 어렵다. 본 연구에서는 이미 제작된 캔틸레버 위에 전자빔 조사법을 이용하여 탄소상 tip을 직접 성장시킴으로써 전통적인 식각 공정에 비해 매우 간단하고 값싸며, 활용도가 높은 공정을 개발하였다. 탄소상 tip 성장에 필요한 탄소 소스는 dipping 방법을 이용하여 공급하였고, 시분할법을 사용하여 캔틸레버의 원하는 위치에 tip을 성장시킬 수 있었다. 이렇게 제작된 tip은 최대 $5{\mu}m$ 높이까지 가능했으며, 종횡비는 10:1 이상이어서 tip의 형상에 의한 AFM 영상 왜곡 현상을 최소화할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제13권1호
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• pp.46-52
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• 2014

본 논문에서는 금속 환경에서 사용이 가능한 RFID 국제 규격인 910MHz 대역에서 최상의 성능을 갖는 미앤더 형태의 마이크로스트립 패치 안테나를 설계하였다. 안테나에 부착되는 상용 태그 칩과 정합을 위해 사각 형태의 급전부를 본체에 연결하였으며, 사각 형태의 급전부를 본체 안에 위치하였고, 안테나의 복수부인 본체를 효과적으로 축소하기 위하여 패치의 소자를 증가시켜 다중의 미앤더 형태로 설계하였다. 제안된 안테나는 Case 1, Case 2, Case 3로 각각 3 종류의 안테나를 제작하였으며, 안테나의 크기와 접은 횟수에 따른 대역폭, 효율, 인식 거리 등의 특성을 비교 분석하였다. 측정결과 Case 3 안테나의 성능이 가장 좋은 것으로 나타났다. 또한 안테나의 크기와 미앤더 형태로 접은 횟수에 따른 효율 및 이득 특성 변화가 안테나의 인식 거리에 큰 영향을 미치는 것을 확인하였다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.191-198
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• 2015

최근 에너지 절약과 친환경 조명에 대한 관심이 고조되면서 기존 광원보다 효율이 좋은 LED 조명에 대한 연구가 증가되고 있다. LED 조명은 타 조명에 비해 초절전, 친환경, 장수명으로 21세기에 적합한 조명이라고 할 수 있다. 본 연구의 목적은 기존의 LED 등기구 전원구동회로에 마이크로 컨트롤러 기반 볼트 레귤레이터를 이용한 전류 제어시스템을 장착하여 다양한 LED 등기구에 적합한 전류가변제어시스템을 개발하는 것이다. 이를 위해 가변저항과 보상저항을 이용하여 LED 순방향 전압값에 대한 영향이 최소화되도록 회로를 구성하여 안정적인 전원공급과 전류조정이 가능하도록 하는 전류가변제어시스템을 제안한다. 본 연구에서 제시한 마이크로 컨트롤러 기반 볼트 레귤레이터를 이용한 정전류 회로 및 이를 이용한 에너지 절감방법은 발광소자에 불필요한 발열을 최소화할 수 있고, 저항값을 세밀하게 조정할 수 있어 다양한 대용량 LED 등기구에 적용 가능하다. 본 연구는 궁극적으로 안정적인 전류 공급으로 LED 등기구의 신뢰성을 향상시킬 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한기계학회논문집 C: 기술과 교육
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• 제4권1호
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• pp.63-71
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• 2016

최근에 기계공학 교육에서 메카트로닉스 교육의 중요성은 많이 인식되고 있으나, 일반적으로 장비가 갖춰진 실험실에서만 실험실습교육이 이루어지고 있어, 학생들이 집에서 실습해 볼 수 없는 불편함이 있어왔다. 본 논문에서는 5V 소형전원, 브레드보드, 마이크로컨트롤러 및 각종 전자칩류, 스텝모터, 전기소자류, LED 등 소형 휴대용장비와 학생의 PC 를 활용하여, 디지틀논리회로, 7-LED 구동, 사각파신호생성, 마이크로컨트롤러 어셈블리 및 C 프로그래밍, 타이머 인터럽트, 스텝모터 구동 등을 실험실습하는 교육에 대해 소개한다. 개발된 강좌에서는 내용강의와 더불어 실험실습을 병행하되, 학생들에게 편리하고 값싸게 실험실습을 수행할 수 있는 환경을 제공하여, 학생들이 집에서 실험실습을 예습 및 복습할 수 있게 하였다.