• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 2012.10a
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• pp.643-644
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• 2012

• Journal of Sensor Science and Technology
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• v.4 no.2
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• pp.7-13
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• 1995

A new FET type semiconductor pressure sensor (PSFET : pressure sensitive field effect transistor) was fabricated and its operational characteristics were investigated. A ZnO thin film as a piezoelectric layer, $5000{\AA}$ thick, was deposited on a gate oxide of FET by RF magnetron sputtering. The deposition conditions to obtain a c-axis poling structure were substrate temperature of $300^{\circ}C$, RF power of 140watt, and working pressure of 5mtorr in Ar ambience. The fabricated PSFET device showed good linearity and stability in the applied pressure range($1{\times}10^{5}\;Pa{\sim}4{\times}10^{5}\;Pa$).

• 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 Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2010.06a
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• pp.210-210
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• 2010

에너지 하베스트 기술은 자연의 빛에너지, 휴대용 기기 탑재/부착장치의 미세 진동에너지, 걷거나 뛰는 인간의 신체활동으로 인한 소산에너지 등을 흡수하여 전기에너지로 변환, 전자기기의 전력으로 사용하는 재생형 에너지원이다. 본 논문에서는 그 중 주변 환경에서 에너지를 끌어 쓸 수 있는 기술 중 압전 효과 방식을 이용한 진동 형태의 에너지 하베스트 기술을 활용하여 설계하고 FEM simulation을 통해 분석해보았다. 압전 물질로는 PZT를 사용하고 메탈기반의 캔틸레버로는 구리를 사용하여 크기를 길이, 넓이, 폭 각각 $6{\times}4{\times}0.025mm^3$으로 모델링하여 444Hz의 공진주파수에서 응력이 $2.68e^{+5}Pa$ 발생하는 결과를 얻었다. 그 결과 $d_{33}$ 모드의 전극형태에서 전압을 2.56V 얻을 수 있음을 추론할 수 있었다.

• The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science
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• v.14 no.4
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• pp.323-329
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• 2003

In this paper, the method of material constants extraction in a thin-film bulk acoustic resonator(FBAR) using a genetic algorithm(GA) is proposed. The material constants are extracted from the input impedance of a FBAR by a GA optimizer. The characteristics of the FBAR input impedance affected by the material constants were studied to decide the fitness function for GA. As a result, the fitness was estimated by the series- and parallel -resonance frequencies and the FBAR bandwidth, as determined from the input impedance of the FBAR. A flowchart for the GA and a procedure fur the proposed extraction method are explained in detail, and the results of the material constants extraction are presented.

• Journal of Korean Society of Steel Construction
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• v.23 no.5
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• pp.629-636
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• 2011

This paper describes the smart structural system that uses smart materials for real-time monitoring and active control of bolted joints in steel structures. The impedance-based structural health monitoring (SHM) techniques, which utilize the electro-mechanical coupling property of piezoelectric materials, was used to detect loose bolts in bolted joints. By monitoring the measured electrical impedance and comparing it with the measured baseline, a bolt loosening damage was detected. The damage was evaluated quantitatively using the damage metrics in conductance signature with respect to the healthy states. When loosening damage was detected in the bolted joint, the external heater actuated the shape memory alloy (SMA) washer. Then the heated SMA washer expanded axially and adjusted the bolt tension to restore the lost torque. An experiment was conducted by integrating the piezoelectric-material-based SHM function and the SMA-based active control function on a bolted joint, after which the performance of thesmart self-healing joint system was investigated.

• Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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• v.31 no.5
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• pp.487-493
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• 2011

Alpha fetoprotein(AFP), which is serological marker for hepatocellular carcinoma, was quantitatively measured by its normal concentration, 10 ng/ml, with a label-free piezoelectric microcantilever mass sensor. The principle of detection is based on changes in the resonant frequency of the piezoelectric microcantilever before and after target molecules are attached to it, and its resonant frequency is measured electrically using a conductance spectrum. The resonant frequency of the developed sensor is approximately 1.34 MHz and the mass sensitivity is approximately 175 Hz/pg. The sensor has high reliability as mass sensor by reducing the effect of surface stress on resonant frequency due to attached proteins. 'Dip and dry' technique was used to react the sensor with reagents for immobilizing AFP antibody on the sensor and detecting AFP antigen. The measured mass of the detected AFP antigen was 6.02 pg at the concentration of 10 ng/ml, and 10.67 pg at 50 ng/ml when the immunoreaction time was 10 min.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.216.1-216.1
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• 2013

PZT 박막은 강유전 특성과 압전소자 특성을 나타내는 물질로 DRAM (dynamic random acess memory)과 FRAM (ferroelectric RAM) 등의 기억소자용 capacitor와 MEMS (micro electro mechanical system) 소자의 압전 물질로 사용하기 위한 연구가 진행중에 있다. 하지만 이러한 연구에서는 PZT 박막의 전기적 특성 향상을 주목적으로 연구가 진행되어 왔다. 특히, 박막 공정중 발생하는 plasma에 의한 PZT의 전기적 특성 변화가 박막 표면의 물리적 변화에 기인할 것으로 추정하고 있지만 이에 대한 구체적인 연구는 미비하다. 이 연구에서는 plasma에 의한 PZT 박막 표면의 물리적 특성 변화를 연구하기 위하여 PZT 박막을 sol-gel을 이용하여 Si 기판위에 약 100 nm의 두께로 증착하였으며, 이후 최대 300 W의 Ar plasma로 plasma power을 증가시켜 각각 10분간 plasma처리를 실시하였다. PZT 박막 표면의 nano-mechanics 특성을 분석하기 위하여 Nano-indenter와 Kelvin Probe Force Microscopy (KPFM)을 사용하여 surface hardness, surface morphology를 확인하였고 특히, surface potential 분석을 통하여 PZT 박막 표면의 plasma에 의한 박막 극 표면의 전기적 특성 변화를 연구하였다. 이 연구로 plasma에 의한 PZT 박막은 표면으로부터 최대 43 nm 깊이에서의 hardness는 최대 5.1 GPa에서 최소 4.3 GPa의 분포로 plasma power 변화에 의한 특성은 측정 불가능하였다. 이는 plasma에 의한 영향이 시료 극 표면에 국한되어 나타나기 때문으로 추정되며 이를 보완하기 위하여 surface potential을 분석하였다. 결과에 의하면 plasma power가 0 W에서 300 W로 증가함에 따라 potential이 30 mV에서 -20 mV로 감소하였으나 potential의 분산은 100 W에서 최대인 17 mV로 측정되었으며, 이때 RMS roughness역시 가장 높은 20.145 nm로 측정되었다. 특히, 100 W에서 potential에서는 물결 모양과 같은 일정한 패턴의 potential 무늬가 확인되었다.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 1995.04a
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• pp.282-286
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• 1995

일반적으로 관성계 내의 물체에 대한 동적특성의 파악을 위해서는 속도, 가속도 및 각속도, 각가속도에 대한 정보를 필요로 하며 자이로는 이중에서 각속도를 측정하는 장치이다. 운동하는 질량에 회전각속도가 인가될 때 발생되는 코리올리힘을 측정하여 회전각속도를 검출하는 개념의 각속도 센서인 진동자이로는 성능이 회전형 자이로에 비해 떨어지나 구조가 간단하고 소형이며 대량생산이 가능한 장점이 있다. 진동자이로의 효시로는 1950년 영국의 Sperry Gyroscope Company의 "Gyroton"이며, 전자기력을 이용한 가진과 측정이 그 특징으로서 실험실 조건에서 지구의 자전속도를 측정할 수 있었다. 그후 1960년대에 General Electric에서 "VYRO"라는 모델을 개발했는데 압전소자를 이용하여 가진과 측정을 하는 방법이 사용되었다. 1980년대에 Watson Ind., Soderkvist등은 센서자체가 압전물질로 만들어진 자이로를 실험하였고 1990년도에 들어서는 진동자이로의 원리를 마이크로 머시닝 기술과 연계시켜서 소형 경량화와 대량생산을 목표로 연구가 일부 진행되고 있다. 현재 제품화되어 실제 응용되고 있는 예로는 무라다사의 삼각프리즘 형태의 자이로, 토킨사의 원통형 자이로 등이 있으며 이러한 자이로는 캠코더 화면의 안정화 장치에 주로 사용되고 있다. 본 논문에서는 압전소자의 압전, 전왜 방정식으로 출발하여 자이로헤드의 동적 거동을 해석하였다. 진동자이로는 물체의 공진주파수에서의 진동현상을 이용하며, 두 방향의 고유진동수를 일치시켜야 하는 등의 설계조건이 있다. 이러한 조건을 만족하도록 사각보 구조를 기본으로 하여 새로운 형태의 자이로헤드를 고안하였다. 자이로헤드의 구동회로를 설계, 해석하고 각속도를 측정할 수 있는 검출회로를 설계하여 설계된 진동자이로의 동적 특성을 확인하고 보정회로를 이용하여 사용 주파수 영역을 넓혔다.이용하여 사용 주파수 영역을 넓혔다.러한 강이성들이 보장되는 제어이론들 중 H$_{\infty}$ 제어이론이 많이 연구/응용 되고 있다. 특히 공칭 플랜트 모델과 함께 사용되는 플랜트 모델과 함께 사용되는 플랜트 불확실성 모델은 직접적으로 성능 및 안정도에 영향을 미치므로 주의 깊게 선정해야 한다. 방법의 실질적인 적용에는 어려움이 있다. 본 연구에서는 기존의 방법들의 단점을 극복할 수 있는 새로운 회귀적 모우드 변수 규명 방법을 개발하였다. 이는 Fassois와 Lee가 ARMAX모델의 계수를 효율적으로 추정하기 위하여 개발한 뱉치방법인 Suboptimum Maximum Likelihood 방법[5]를 기초로 하여 개발하였다. 개발된 방법의 장점은 응답 신호에 유색잡음이 존재하여도 모우드 변수들을 항상 정확하게 구할 수 있으며, 또한 알고리즘의 안정성이 보장된 것이다.. 여기서는 실험실 수준의 평 판모델을 제작하고 실제 현장에서 이루어질 수 있는 진동제어 구조물에 대 한 동적실험 및 FRS를 수행하는 과정과 동일하게 따름으로써 실제 발생할 수 있는 오차나 error를 실험실내의 차원에서 파악하여 진동원을 있는 구조 물에 대한 진동제어기술을 보유하고자 한다. 이용한 해마의 부피측정은 해마경화증 환자의 진단에 있어 육안적인 MR 진단이 어려운 제한된 경우에만 실제적 도움을 줄 수 있는 보조적인 방법으로 생각된다.ofile whereas relaxivity at high field is not affected by τS. On the other hand, the change in τV does not affect low field profile but strongly in fluences on both inflection fie이 and the maximum relaxivity value. The results shows a fluences on both inflection field and the

• Electrical & Electronic Materials
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• v.3 no.3
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• pp.233-241
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• 1990

본 연구에서는 xPb(Zn$_{1}$3/Nb$_{2}$3/)O$_{3}$-yBa(Zn$_{1}$3/Nb$_{2}$3/)O$_{3}$-zPbTiO(0.50.leq.x.leq.0.60, 0.10.leq.y.leq.0.20, 0.20.leq.z.leq.0.40)세라믹을 1050.deg.C에서 2시간동안 유지시켜 일반소성법으로 제작하였다. 시편 제작시 조성은 조성변태 상경계부근을 선택하였으며 Ba(Zn$_{1}$3/ Nb$_{2}$3/)O$_{3}$ 고용량에 따른 purochlore상의 억제 및 그 영향을 조사하고 구조적, 유전적 및 압전적 특성을 측정하였다. X-선 회절분석 및 미세구조의 관찰 결과, Ba(Zn$_{1}$3/Nb$_{2}$3/)O$_{3}$의 고용량에 따라 pyrochlore상 및 미반응 물질등은 억제되어 0.20mol 고용된 시편에서는 균질한 perovskite상이 형성되었다. Ba(Zn$_{1}$3/Nb$_{2}$3/)O$_{3}$의 고용량이 증가함에 따라 유전상수는 증가하여 0.50PZN-0.20BZN-0.30PT시편의 경우 6880.9의 높은 값을 나타내었으며 정전용량의 온도계수는 감소하여 0.383[%/.deg.C]의 양호한 값을 나타내었다. 큐리온도는 PbTiO$_{3}$의 고용량이 0.20mol에서 0.40mol로 증가함에 따라 30.deg.C에서 170.deg.C로 증가하였다. 전기기계 결합계수 (K$_{p}$), 기계적 품질계수(Qm) 및 압전전하 계수 (d$_{33}$)는 조성변태 상경계 부근의 조성에서 크게 나타났으며 0.60PZN-0.15BZN-0.25PT 시편의 경우 각각 58.5%, 120.5, 150x$10^{-12}$[C/N]의 값을 나타내었다.다.다.