• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 2011년도 제36회 춘계학술대회논문집
• /
• pp.127-129
• /
• 2011

빌딩에서 쾌적한 환경을 유지하기 위해 온도제어가 필요하다. 온도를 제어하기 위해서 적정 온도를 유지시켜주는 매체인 상변화물질을 이용할 수 있다. 상변화물질은 고유의 상변화온도가 있고 상변화물질은 열을 얻고/방출할 때 녹거나/굳게 된다. 이러한 장점이 있으므로 상변화물질은 공기-상변화물질 열교환기에 적용할 수 있다. 본 연구에서는 시스템 성능에 만족하도록 공기-상변화물질 열교환기를 설계하였고 열교환기의 성능을 연구하기 위해서 실험을 수행한다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제41권4호
• /
• pp.285-291
• /
• 2017

본 연구에서는 무인 항공 장비에 장착되는 전자 장비에 상변화 물질을 적용한 방열 설계를 수치적으로 진행하였다. 상변화 물질에 대한 열특성 실험을 통해 용융점($T_m$), 용융시 온도 증분(${\Delta}T_m$) 및 체적 팽창을 확인하였으며, 이를 통해 해석 모델 검증을 진행하였다. 용융시 용융점에서 발생하는 온도 정체 현상을 모사하기 위해 등가 비열법으로 계산한 열 물성치를 상변화 물질의 해석 모델 물성치로 입력하였으며, 실험 결과와의 비교를 통해 해석 모델의 신뢰성을 검증하였다. 검증된 해석 모델을 통해 핀과 함께 상변화 물질이 충진된 장비 하우징의 방열 성능을 향상시키고, 이를 통해 장비의 열적 안정성을 확보하였다. 현재 상변화 물질이 충진된 하우징의 방열 성능 극대화를 위해 핀 최적 설계에 대한 추가적인 연구가 진행 중에 있다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
• /
• pp.156-156
• /
• 2010

최근 휴대용전자기기의 급격한 수요증가로 인하여 고성능 저전력 비휘발성메모리에 대한 관심이 크게 증가되고 있다. 다양한 비휘발성 메모리중에 상변화메모리는 고집적성과 저전력등의 장점을 가져 현재 가장 유망한 차세대 비휘발성 메모리로 각광받고 있고 일부 상용화가 진행되고 있다. 현재 상변화 메모리의 주된 연구 방향은 sub-40nm 크기에서 물리적, 전기적, 열적 scaling down에 대한 내용이며 주로 새로운 상변화 물질을 개발하여 이러한 문제점을 극복하려고 연구가 진행되고 있다. 하지만 이러한 상변화 물질의 나노급 특성은 물리적, 전기적, 열적 특성이 복합적으로 나타나고 나노급 소자 제작이 어렵기때문에 많은 연구가 진행되지 못했다. 본 연구에서는 나노임프린트 리소그래피 기술과 c-AFM 기술을 통하여 다양한 나노급 상변화 물질의 물리적, 전기적, 열적 특성에 대해 연구를 진행하였다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국재료학회 2009년도 춘계학술발표대회
• /
• pp.21.1-21.1
• /
• 2009

상변화 메모리는 비휘발성 메모리이면서 빠른 동작 속도, 낮은 동작 전압 등 다양한 장점을 지니고 있어 차세대 메모리로 주목 받고 있다. 최근 상변화 메모리의 동작 전류를 감소시키기 위해 상변화 물질 및 전극 물질에 대한 연구를 진행하고 있으며, 소자의 크기를 최소화 하기 위한 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 나노 임프린트 리소그래피와 전도성 AFM을 이용하여 나노급 상변화 물질의 특성을 평가하였다. 나노급 상변화 물질을 형성하기 위해 열경화성 나노 임프린트 리소그래피를 이용하여 $Ge_2Sb_2Te_5$(GST)/Mo/SiO2 기판 위에 200nm급 홀 패턴을 형성하였다. 홀 패턴에 Cr을 증착하여 리프트 오프 한 뒤 Cr을 하드 마스크로 사용하여 GST를 식각하였다. 그 결과, Mo 하부 전극 위에200nm 지름과 100nm 높이를 가지는 GST 나노 기둥을 형성하였다. GST 나노 기둥의 전기적 특성 평가를 위해 저항 측정 장비 및 펄스 발생기와AFM을 사용하였다. AFM은 접촉 모드로 설정하였으며, Pt가 코팅된 AFM tip을 사용하여 Cr 하드 마스크와 함께 상부 전극으로 사용하였다. GST 나노 기둥을 초기화 시키기 위해 I-V sweep을 하였으며, 그 결과 $1M\Omega$에서 $10\;k\Omega$으로 저항이 변화함을 확인하였다. GST 나노 기둥은 2V, 5ns의 리셋 펄스에서 비정질로 변화하였으며, 1.3V, 150ns의 셋 펄스에서 결정질로 변화하였다. 이 동작 전압으로 5번의 스위칭 특성을 평가하였으며, 이 결과는 소자 형태의 200nm 급GST의 특성과 유사하여 나노급 상변화 물질을 테스트하는 새로운 방법으로 사용될 수 있을 것이다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국전기전자재료학회 2007년도 추계학술대회 논문집
• /
• pp.115-115
• /
• 2007

PRAM (Phase Change Random Access Memory)은 상변화 물질의 비저항 차이를 이용한 메모리 소자로 차세대 비휘발성 메모리로 주목받고 있다. 현재 상변화 물질로 사용되고 있는 $Ge_2Sb_2Te_5$ 박막은 결정질 상태에서 저항이 낮아 RESET 동작에서 많은 전력이 소비되고 메모리의 고집적의 어려움이 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 상변화 물질의 개선과 소자 구조의 개선 등의 새로운 접근이 시도되고 있다. 본 연구에서는 $Ge_2Sb_2Te_5$ 박막의 전기적 특성을 개선하기 위해서 이종 원소인 질소를 첨가한 N-doped $Ge_2Sb_2Te_5$ 박막에 대한 특성을 살펴 보았다. $SiO_2$/Si 기판 위에 100 nm 두께의 박막을 D.C. magnetron sputter 방법으로 증착하여, 질소 분위기 $100^{\circ}C{\sim}300^{\circ}C$온도 구간에서 열처리하였다. 열처리에 따른 박막 특성을 관찰하기 위해 면저항 측정, XRD, TEM 분석을 통해 박막 특성을 관찰하였다. 면저항 측정과 XRD peak 분석을 통해 $Ge_2Sb_2Te_5$ 시스템에 비하여 N-doped $Ge_2Sb_2Te_5$ 시스템의 결정화 온도가 상승하였음을 확인하였다. 면저항은 첨가된 질소의 조성이 증가할수록 증가하였고, FCC 상에서 HCP 상으로의 상변화 온도 역시 증가하였다. 첨가된 질소가 $Ge_2Sb_2Te_5$, 박막의 결정 성장을 억제하였고, 상대적으로 높은 저항을 가지고 안정한 FCC상을 고온 열처리 이후에도 유지하였다. 질소 첨가를 이용한 상변화 물질의 열안정성 향상과 저소비전력 구동을 통해 향후 고집적 상변화 메모리에의 적용이 가능하다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
• /
• pp.300-300
• /
• 2012

프로그래머블 스위치는 프로그래머블 로직 디바이스 내에서 사용자의 프로그래밍에 따라 로직 블록과 배선을 연결하거나 차단하는 기능을 수행하는 전자소자이다. 기존의 프로그래머블 스위치는 상변화 특성을 보이는 칼코겐화물을 이용하는데, 상변화 재료만을 이용하는 스위치는 전기신호 누설의 문제점을 가지고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 연구에서는 프로그래머블 스위치의 활성물질로서 상변화 재료 및 문턱(threshold) 스위칭 특성을 보이는 칼코겐화물을 포함하는 다층구조를 제안하고, 다층구조에 적용 가능한 칼코겐화물 합금 특성을 보고한다. RF magnetron sputtering 방식을 이용하여 doped GeSbTe 박막을 증착하고 온도에 따른 면저항 및 표면 형상 변화를 관찰하였다. Doped GeSbTe는 기존의 GeSbTe 상변화 재료와는 뚜렷하게 구분되는 면 저항 및 표면 형상 변화를 나타내었다. 이러한 결과로부터 doped GeSbTe 합금 박막은 다층구조 프로그래머블 스위치의 활성물질로 사용이 가능하다는 사실을 확인할 수 있었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제26권1호
• /
• pp.23-29
• /
• 2002

Solid-liquid phase change (i.e. melting or solidification) occurs in a number of situations of practical interest. Some common examples include the melting of edible oil, metallurgical process such as casting and welding, and materials science applications such as crystal growth. Therefore, due to the practical importance of the subject, there have been a large number of experimental and numerical studies of problems involving phase change during the past few decades. Also, this study presented the effective way to enhance phase change heat transfer.

• 대한기계학회논문집
• /
• 제13권6호
• /
• pp.1310-1320
• /
• 1989

본 논문에서는 비교적 많은 계산이 수행되어온 수평원관 주위의 상변화 열전달 문제를 예로 들어, 상변화 물질이 유한한 열전도율을 갖는 일정 두께의 원관 주위에 존재할 때의 상변화 문제에 대하여 초기 액상의 영역을 임의로 가정하는 불합리점을 제거하고 문제를 풀 수 있는 수치해석 방법을 제시하고자 한다.

• 한국의류학회지
• /
• 제32권6호
• /
• pp.991-998
• /
• 2008

본 연구는 상변화물질의 농도가 의복내 공기충의 온도변화에 미치는 영향을 연구하고자 하였다. 상변화물질로는 노나데칸을 사용하였으며 농도는 아크릴 바인더 대비 10%, 20%, 30%로 조절하여 면직물에 코팅처리하였다. 동적 열전달 측정장치인 Human-Clothing-Environment Simulator을 사용하여 고온에서 저온 이동시 다시 고온이동시의 의복내 온도변화를 측정하였다. 외부 환경온도는 고온은 34도, 저온은 5도와 10도를 하였으며 먼저 34도에서 한시간 동안 컨디셔닝한 후에 5도 또는 10도에 30분 동안 노출시켜 의복내 온도변화를 측정하였고 다시 34도에 노출시켜 30분동안 의복내 공기층에서의 상변화물질의 열적거동을 살펴보았다. 그 결과 상변화물질처리된 직물로 이루어진 의복내 공기층은 고온에서 저온이동시 상변화물질의 발열효과로 인해 미처리 직물보다 높은 온도를 나타내었으며, 저온에서 고온이동시에는 흡열효과로 인해 미처리 직물보다 온도상승이 느리게 나타났다. 농도가 증가할수록 상변화물질에 의한 발열효과는 증가하는 것으로 나타났으며 흡열효과의 경우에는 20%에서 큰 변화를 갖는 것으로 나타났다. 농도변화에 따른 미처리와 처리직물 사이의 차이를 보면, 10%에서 20% 증가시에 나타난 차이가 20%에서 30% 농도변화시에 나타난 차이보다 크게 나타났다. PCM 처리된 모든 직물들이 상변화를 겪는 것은 아니었으며 직물층에 따라 상변화를 하였고 최외곽층의 경우에는 상변화물질에 의한 흡열발열현상외에도 외부로의 열손실을 겪기 때문에 이에 대한고찰이 있어야하는 것을 알 수 있었다.

• 융합신호처리학회논문지
• /
• 제23권4호
• /
• pp.228-233
• /
• 2022

본 연구는 수중 무인 이동체의 장기 운용을 위한 전기 에너지의 생성을 위하여 상변화물질(PCM)을 활용하는 방안에 대한 실험적 연구이다. 상변화물질이 온도에 따라 고체와 액체의 상태로 변하면서 발생하는 부피의 변화가 한정된 공간에서 고압으로 변환되어 이를 통해 유체의 흐름을 만들어 발전하는 방식이다. 상변화물질로 해양의 온도를 고려하여 폴리에틸렌글리콜(Polyethylene glycol)을 사용하였으며, 고체상태인 저온(1℃~2℃)과 액체 상태인 고온(21℃~25℃)에서 부피 변화를 압력으로 변환 시켜주는 전기 에너지 생성 장치를 제작하여 전기 에너지 생성 실험을 수행하였다. 실험 결과, 상(Phase)변화에 따른 압력 변화는 1시간에서 2시간 사이에 급격히 발생하였으며, 4시간 이후에는 약 24MPa 정도의 압력을 유지하였다. 이를 통해 상변화물질과 온도 차를 이용하여 수중 무인 이동체의 전원으로 활용할 수 있음을 확인하였고, 이를 적용하기 위해서는 좀 더 개선된 설계가 이루어져야 함을 알 수 있었다.