• Title, Summary, Keyword: 변화감지

Search Result 1,139, Processing Time 0.049 seconds

High-k 물질의 적층을 통한 고신뢰성 EIS pH 센서

  • Jang, Hyeon-Jun;Kim, Min-Su;Jeong, Hong-Bae;Lee, Yeong-Hui;Jo, Won-Ju
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
    • /
    • /
    • pp.129-129
    • /
    • 2011
  • ISFET (ion sensitive field effect transistor)는 용액 중의 각종 이온 농도를 측정하는 반도체 이온 센서이다. ISFET는 작은 소자 크기, 견고한 구조, 즉각적인 반응속도, 기존의 CMOS공정과 호환이 가능하다는 장점이 있다. ISFET의 기본 구조는 기존의 MOSFET (metal oxide semiconductor field effect transistor)에서 고안되었으며, ISFET는 기존의 MOSFET의 게이트 전극 부분이 기준전극과 전해질로 대체되어진 구조를 가지고 있다. ISFET소자의 pH 감지 메커니즘은 감지막의 표면에서 pH용액 속의 이온들이 감지막의 표면에서 속박되어 막의 표면전위의 변화를 유발하는 것을 이용한다. 그 결과, ISFET의 문턱전압의 변화를 일으키게 되고 드레인 전류의 양 또한 달라지게 된다. ISFET의 높은 pH감지능력을 얻기 위하여 높은 high-k물질 들이 감지막으로서 연구되었다. Al2O3와 HfO2는 높은 유전상수, non-ideal 효과에 대한 immunity 그리고 높은 pH 감지능력 등 많은 장점을 가지고 있는 물질로 알려졌다. 본 연구에서는, SiO2/HfO2/Al2O3 (OHA) 적층막을 이용한 EIS (electrolyte- insulator-silicon) pH센서를 제작하였다. EIS구조는 ISFET로의 적용이 용이하며 ISFET보다 제작 방법과 소자 구조가 간단하다는 장점이 있다. HfO2은 22~25의 높은 유전상수를 가지며 높은 pH 감지능력으로 인하여 감지막으로서 많은 연구가 이루어지고 있는 물질이다. 하지만 HfO2의 물질이 가진 고유의 특성상 화학적 용액에 대한 non-ideal 효과는 다른 금속계열 산화막에 비하여 취약한 모습을 보인다. 반면에 Al2O3의 유전상수는 HfO2보다 작지만 화학용액으로 인한 손상에 대하여 강한 immunity가 있는 재료이다. 이러한 물질들의 성질을 고려하여 OHA의 새로운 감지막의 적층구조를 생각하였다. 먼저 Si과 high-k물질의 양호한 계면상태를 이루기 위하여 5 nm의 얇은 SiO2막을 완충막으로서 성장시켰다. 다음으로 높은 유전상수를 가지고 있는 8 nm의 HfO2을 증착시킴으로서 소자의 물리적 손상에 대한 안정성을 향상시켰다. 최종적으로 화학용액과 직접적인 접촉이 되는 부분은 non-ideal 효과에 강한 Al2O3을 적층하여 소자의 화학적 손상에 문제점을 개선시켰다. 결론적으로 감지막의 적층 모델링을 통하여 각각의 high-k 물질이 가진 고유의 특성에 대한 한계점을 극복함으로써 높은 pH 감지능력뿐만 아니라 신뢰성 있는 pH 센서가 제작 되었다.

  • PDF

열처리에 따른 SiO2/ZrO2 적층 감지막을 이용한 EIS소자의 pH 감지 특성 평가

  • Gu, Ja-Gyeong;Jang, Hyeon-Jun;Jeong, Hong-Bae;Lee, Yeong-Hui;Jo, Won-Ju
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
    • /
    • /
    • pp.239-239
    • /
    • 2011
  • 최근에 감지막의 pH 감지특성을 평가하기 위해 electrolyte insulator semiconductor (EIS) 구조가 유용하게 이용되고 있다. EIS는 CMOS공정과 호환이 가능하고 구조가 간단하며 pH 변화에 반응속도가 빠르다는 장점을 가지고 있다. EIS 구조를 갖는 pH 센서의 동작 메커니즘은 pH 용액의 수소이온이 감지막의 표면에서 표면전위를 변화시키는 것에 기인한다. pH 감지막으로는 높은 유전율과 안정성이 뛰어난 high-k 물질이 많이 연구되고 있다. 그 중 high-k 물질인 ZrO2은 낮은 열전도도, 산성에서 알칼리성 영역까지의 넓은 화학안정성을 가지며 낮은 열 팽창성, 높은 유전상수 등 우수한 특성을 가지고 있다. 본 실험은 SiO2/ZrO2를 적층한 EIS 소자를 제작하여 열처리에 따른 전기적 특성과 pH 감지 특성을 평가해 보았다. EIS 적층막으로 사용된 SiO2는 실리콘과 high-k 감지막 사이의 계면상태를 양호하게 유지시키기 위한 완충막으로 성장되었다. 후속열처리는 rapid thermal annealing (RTA) 시스템을 이용하여 750$^{\circ}C$, 850$^{\circ}C$, 950$^{\circ}C$로 H2/N2 분위기에서 30초 동안 실시하였다. RTA 열처리 온도가 증가할수록 높은 pH 감지특성이 보였으며 hysteresis 현상과 drift 효과와 같은 non ideal 효과에 강한 immunity가 있는 것을 확인하였다. 결론적으로 SiO2/ZrO2 적층구조를 갖는 EIS는 RTA 950$^{\circ}C$ 열처리를 실시하였을 때 우수한 EIS pH 센서를 제작할 수 있을 것으로 기대된다.

  • PDF

Automatic fire detection system using Bayesian Networks (베이지안 네트워크를 이용한 자동 화재 감지 시스템)

  • Cheong, Kwang-Ho;Ko, Byoung-Chul;Nam, Jae-Yeal
    • The KIPS Transactions:PartB
    • /
    • v.15B no.2
    • /
    • pp.87-94
    • /
    • 2008
  • In this paper, we propose a new vision-based fire detection method for a real-life application. Most previous vision-based methods using color information and temporal variation of pixel produce frequent false alarms because they used a lot of heuristic features. Furthermore there is also computation delay for accurate fire detection. To overcome these problems, we first detected candidated fire regions by using background modeling and color model of fire. Then we made probabilistic models of fire by using a fact that fire pixel values of consecutive frames are changed constantly and applied them to a Bayesian Network. In this paper we used two level Bayesian network, which contains the intermediate nodes and uses four skewnesses for evidence at each node. Skewness of R normalized with intensity and skewnesses of three high frequency components obtained through wavelet transform. The proposed system has been successfully applied to many fire detection tasks in real world environment and distinguishes fire from moving objects having fire color.

The Utilization of Frequency Response Characteristic for the Detection of Change of Backlash Magnitude (백래시 크기 변화 감지를 위한 주파수응답특성의 활용)

  • Baek, Joo-Hyun
    • Journal of the Korea Society for Simulation
    • /
    • v.24 no.3
    • /
    • pp.45-54
    • /
    • 2015
  • This paper presents the influence of backlash can be greatly increased on the frequency response characteristic which is presented as the angular velocity of a motor to the motor input voltage, if the motor input voltage is adequately reduced. And, this paper verifies theoretically, analytically and experimentally the availability on the method of detecting the change of backlash magnitude by investigating on the change of the anti-resonance and resonance frequencies in the frequency response characteristic due to the change of backlash magnitude. The amount of change of anti-resonance frequency is more useful that of resonance frequency when detecting the change of backlash magnitude, because the change of anti-resonance frequency can be measured more stable. This paper also shows the sharp change of resonance frequency can be investigated when the motor input voltage is enough reduced. The work will be useful for the further research on the backlash estimation method of a servo system with a gear reducer.

Development of a Traffic Volume Measuring Device Using AMR Sensor (AMR 센서를 이용한 교통량 계측장치 개발)

  • Kang, Moon-Ho
    • Proceedings of the KIEE Conference
    • /
    • /
    • pp.2385-2387
    • /
    • 2002
  • 종래 도로상의 차량검지기들은 기후변화 및 도로환경의 변화, 물리적인 변화에 영향을 받아 감지의 정확도가 떨어져 신뢰도 높은 교통정보를 생성하기가 어렵고, 제품의 가격이 고가이며, 설치 및 유지, 보수에 많은 비용과 인력이 요구된다. 본 연구에서는 종래의 차량 검지기가 지니는 문제점들을 해결하여 어떠한 환경하에서도 신뢰성 있는 차량 주행정보를 제공하며 동시에 유지, 보수 비용이 저렴한 검지기로서 AMR(Anisotropic Magneto-Resistive) 센서를 이용하여 도로상의 차량 이동에 따른 지구자기장(Earth Magnetic Field) 변화를 감지하고 차량의 이동상태를 파악하는 교통량 계측장치를 제시한다.

  • PDF

Baseline-Free Crack Detection in Steel Structures using Lamb Waves and PZT Polarity (램파와 압전소자 극성을 사용한 강구조의 실시간 균열손상 감지기법 개발)

  • Sohn, Hoon;Kim, Seung-Bum
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
    • /
    • v.10 no.6
    • /
    • pp.79-91
    • /
    • 2006
  • A new methodology of guided wave based nondestructive testing (NDT) is developed to detect crack damage in civil infrastructures such as steel bridges without using prior baseline data. In conventional guided wave based techniques, damage is often identified by comparing the "current" data obtained from a potentially damaged condition of a structure with the "past" baseline data collected at the pristine condition of the structure. However, it has been reported that this type of pattern comparison with the baseline data can lead to increased false alarms due to its susceptibility to varying operational and environmental conditions of the structure. To develop a more robust damage diagnosis technique, a new concept of NDT is conceived so that cracks can be detected without direct comparison with previously obtained baseline data. The proposed NDT technique utilizes the polarization characteristics of the piezoelectric wafers attached on the both sides of the thin metal structure. Crack formation creates Lamb wave mode conversion due to a sudden change in the thickness of the structure. Then, the proposed technique instantly detects the appearance of the crack by extracting this mode conversion from the measured Lamb waves even at the presence of changing operational and environmental conditions. Numerical and experimental results are presented to demonstrate the applicability of the proposed technique to crack detection.

Simulation of Fuzzy Incident Detection System in Freeway (고속도로에서의 퍼지 유고 감지 시스템의 시뮬레이션)

  • 이응기
    • Proceedings of the Korea Society for Simulation Conference
    • /
    • /
    • pp.56-60
    • /
    • 1998
  • 유고 감지 시스템은 검지기로부터 얻은 데이터를 분석하여 특정 구간의 유고 발생 여부를 판단하는 시스템으로 교통 관제의 측면에서 매우 중요한 역할을 한다. 본 논문에서는 속도, 밀도 그리고 교통량의 변화와 같은 다양한 유고 감지 변수를 어떻게 퍼지 시스템에 사용하는가를 보여주고 기존의 알고리즘이 안고 있던 문제점들을 해결하기 위한 퍼지 유고 감지 알고리즘을 제안한다. 또한 시뮬레이션을 통해서 제안된 퍼지 유고 알고리즘의 성능을 평가한다.

  • PDF

Detection of Collision in the 3D Rivers using the Artificial Neural Network (신경회로망을 이용한 3D 하천환경에서의 충돌감지)

  • 제성관;김철기;서창진;차의영
    • Journal of Korea Multimedia Society
    • /
    • v.6 no.5
    • /
    • pp.921-927
    • /
    • 2003
  • There are problems to research the aquatic ecosystems. One is that an observer must be stationed in the specified environment and the other is that his subjective analysis causes incorrect results. In this paper, we proposed the model to evaluate and manage resources. It is based on the simulation of data acquisition and hydrodynamic model in the aquatic ecosystems. We used the artificial neural network to detect the collision between fluids. In the experiment result, the proposed model if very effective and accurate in the detection of collision.

  • PDF

Detection of Tool Wear by Cutting Force Measurement (절삭력을 이용한 공구마멸의 감지에 관한 연구)

  • 윤재웅;양민양
    • Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
    • /
    • /
    • pp.438-442
    • /
    • 1994
  • 절삭가공에서 공구의 마멸은 생산의 최적화에 영향을 주는 가장 중요한 요소중의 하나라고할 수 있다. 따라서 생산시스템이 자동화되고 유연성 및 생산성이 증대되면서, 공구의 수명이 끝났을 때의 공구교환을 위한 최적 의사 결정전략(Decision making stratagy)은 그 중요성이 점차 커지고 있다. 한편, 공구는 마멸의 진행에 따라 그 수명을 예측하여 교환해 주는 것이 바람직하다. 그러나 공구의 마멸은 여러가지 요인들의 복합적 작용에의해 발생하는 현상 이므로 그것을 정확히 예측한다는 것은 많은 어려움이 있다. 본 연구에서는 절삭력을 이용하여 공구의 여유면마멸 (Flank wear)과 경사면마멸을 감지하고자 한다 먼저 절삭력을 정적인 성분(Static component)과 동적인 성분(Dynamic component)로 구분하여 공구의 마멸을 감지하는데 이용하였다. 절삭력의 정적인 성분은 절삭조건의 변화에 대해 정규 화된(Normalized) 절삭력으로 모델링하여 공구의 여유면 마멸을 감지 하였다. 또한 공구의 경사면마멸이 발생한 경우에는 절삭력의 동적인 성분이 크게 변화함을 알 수 있었다.

  • PDF

A Study on a Human Body Detection Sensor Using Microwave Radiometer Technologies (마이크로파 라디오미터 기술을 응용한 인체 감지 센서에 관한 연구)

  • Son, Hong-Min;Park, Hong-Kyun
    • The Journal of the Korea institute of electronic communication sciences
    • /
    • v.10 no.3
    • /
    • pp.333-340
    • /
    • 2015
  • In this paper, we propose a passive microwave sensor for detecting human body using microwave radiometer technologies. The proposed sensor detects human body by measuring the change of the received radiation power from fixed background object due to human body. A C-band microwave radiometer is designed and implemented. The received radiation power changes due to human body is measured by the C-band microwave radiometer, and the effectiveness of the proposed sensor is evaluated by the measurement result analysis.