• Applied Chemistry for Engineering
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• v.30 no.2
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• pp.133-140
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• 2019

Two-dimensional (2D) ultrathin molybdenum dichalcogenides $MoS_2$ has gained a great deal of attention in energy conversion and storage applications because of its unique morphology and property. The 2D $MoS_2$ nanosheets provide a high specific surface area, 2D charge channel, sub-nanometer thickness, and high conductivity, which lead to high electrochemical performances for energy storage devices. In this paper, an overview of properties and synthetic methods of $MoS_2$ nanosheets for applications of supercapacitors and rechargeable batteries is introduced. Different phases triangle prismatic 2H and metallic octahedral 1T structured $MoS_2$ were characterized using various analytical techniques. Preparation methods were focused on top-down and bottom-up approaches, including mechanical exfoliation, chemical intercalation and exfoliation, liquid phase exfoliation by the direct sonication, electrochemical intercalation exfoliation, microwave-assisted exfoliation, mechanical ball-milling, and hydrothermal synthesis. In addition, recent applications of supercapacitors and rechargeable batteries using $MoS_2$ electrode materials are discussed.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.184-184
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• 2016

플라즈마에 레이저 빛을 입사한 후 CCD 소자로 획득한 영상은 검고 밝은 픽셀로 이루어지며 이를 플라즈마 스펙클 패턴이라 정의한다. 그림 1은 $NH_3$ 플라즈마에서 획득한 스펙클 패턴을 보이고 있다 [1]. 광학에서 스펙클 패턴은 빛의 산란을 이용해 정의하고 있지만 최근의 연구에서 이 같은 정의가 잘 못되어졌음이 보고된 바 있다 [2]. 스펙클 패턴은 입사된 빛 물질과 빛 물질 에너지를 흡수하는 표면 플라즈몬 캐리어 (surface plasmon carriers-SPC)가 함께 공존하는 전자계 에너지 필드라고 정의된 바 있다 [2]. 플라즈마 스펙클 패턴은 진공이 SPC와 같은 음의 물질과 입자로 채워져 있다는 가정에 기초하고 있다 [1]. 새로이 정의된 스펙클 패턴은 전하가 없는 photon 모델과는 달리 빛이 양의 전하를 가지고 있다는 사실에 기초한 것이며, 이는 최근의 빛 물질 수집과 관련한 실험적 연구 [3], 빛 물질의 화학적 원소 분석 [4], 빛 물질의 양의 입자성 [5]에 근거를 두고 있다. 빛 물질은 그림 2 [6] 에서와 같이 물 방울을 태양 또는 레이저 빛에 노출시켜 용이하게 수집할 수 있다 [3-6]. 플라즈마 스펙클 패턴에서 픽셀합 분포함수 (pixel sum distribution function-PSDF)을 구할 수 있으며, PSDF에서 추출한 정보는 optical emission spectroscopy, langmuir probe로 수집한 데이터와 매우 유사한 경향성을 보였다 [1, 6]. 이는 스펙클 패턴이 플라즈마의 광학적 전기적 정보를 저장하고 있음을 의미한다. 본 발표에서는 새로운 플라즈마 진단 방식으로서의 스펙클 이미징 시스템, 동작원리, 물리적 기초, 그리고 응용사례 등을 살펴본다.

• The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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• v.14 no.5
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• pp.343-354
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• 2009

In this paper, a magnetic-less dc-dc switching converter realizing an integrable power conversion system is described. Instead of magnetic devices, the inductive impedance range of piezoelectric transducers is utilized to store and resonate the energy for soft-switching. Piezoelectric devices have no windings and deliver the power by the electrodes, which lead to mass product through semiconductor-manufacturing process. This paper presents a resonant-type step-up dc-dc power converter employing a disk-type piezoelectric transducer, analyzing the operation principles and the frequency control characteristics. Also, a topology extension of the single stage converter into cascaded multi-stage is presented and analyzed with the operation principles and control characteristics. For verification of the analysis, a 10W output dc-dc power converter hardware was implemented. The hardware experiments shows a good frequency control and power efficiency greater than 96% in the single stage. A hardware prototype of the extended multi-stage one was also realized and tested. The results shows that the converter has the same frequency control performance and high efficiency such as 93%.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• v.38 no.2
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• pp.222-230
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• 2019

In this paper, the power of the energy harvesting circuit using the PVDF (Polyvinylidene fluoride) piezoelectric sensor transformed by vortex was analyzed. For power analysis, a general bridge diode rectifier circuit and a P-SSHI (Parallel Synchronized Switch Harvesting on Inductor) rectifier circuit with a switching circuit were used. The P-SSHI circuit is a circuit that incorporates a parallel synchronous switch circuit at the input of a general rectifier circuit to improve energy conversion efficiency. In this paper, the output power of general rectifier circuit and P-SSHI rectifier circuit is analyzed and verified through theory and experiment. It was confirmed that the efficiency was increased by 69 % through the experiment using the wind. In addition, a circuit for storing the harvested energy in the supercapacitor was implemented to confirm its applicability as a secondary battery.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
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• v.22 no.3
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• pp.87-103
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• 2019

Nonaqueous organic electrolyte solution in commercially available lithium-ion batteries, due to its flammability, corrosiveness, high volatility, and thermal instability, is demanding to be substituted by safer solid electrolyte with higher cycle stability, which will be utilized effectively in large-scale power sources such as electric vehicles and energy storage system. Of various types of solid electrolytes, composite solid electrolytes with polymer matrix and active inorganic fillers are now most promising in achieving higher ionic conductivity and excellent interface contact. In this review, some kinds and brief history of solid electrolyte are at first introduced and consequent explanations of polymer solid electrolytes and inorganic solid electrolytes (including active and inactive fillers) are comprehensively carried out. Composite solid electrolytes including these polymer and inorganic materials are also described with their electrochemical properties in terms of filler shapes, such as particle (0D), fiber (1D), plane (2D), and solid body (3D). In particular, in all-solid-state lithium batteries using lithium metal anode, the interface characteristics are discussed in terms of cathode-electrolyte interface, anode-electrolyte interface, and interparticle interface. Finally, current requisites and future perspectives for the composite solid electrolytes are suggested by help of some decent reviews recently reported.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.211.2-211.2
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• 2016

그래핀은 본연의 우수한 물성으로 인하여 전자소자, 에너지 저장매체, 유연성 전도막 등 다양한 분야로의 응용가능성이 제기되었으나, 실제적인 응용을 위해서는 구조적인 결함을 최소화하며, 특성을 자유로이 제어하거나 향상시키는 공정의 개발이 요구된다. 특히 그래핀을 전자소자로 응용하기 위해서는 전기적 특성을 제어하는 것이 요구된다. 일반적으로 화학적 도핑은 그래핀의 전기적 특성을 제어하는 효율적인 방법으로 알려져 있다. 화학적 도핑은 그래핀을 구성하는 탄소원자를 이종원자로 치환하거나 표면에 흡착시켜 기능화 된 그래핀을 얻는 방법으로, 특정 가스 분위기에서 고온 열처리하거나 활성종들이 존재하는 플라즈마에 노출시키는 방법이 제시되었다. 특히 플라즈마를 이용한 도핑방법은 저온에서 단시간의 처리로 도핑이 가능하고, 플라즈마 변수를 변경하여 도핑정도를 수월하게 제어할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 그러나 플라즈마내의 극성을 띄는 다양한 활성종들의 충돌효과로 인하여 구조적인 손상이 발생하여 오히려 특성이 저하될 수 있어 이를 고려한 플라즈마 공정조건의 설정이 필수적이다. 따라서 본 연구에서는 플라즈마에 노출된 그래핀의 Raman 특성을 고찰함으로써 화학적 도핑과 구조적인 결함의 경계를 확립하고 구조결함의 형성을 최소화한 효율적인 도핑조건을 도출하였다. 그래핀은 물리적 박리법을 이용하여 300 nm 두께의 실리콘 산화막이 존재하는 실리콘 웨이퍼 위에 제작하였으며, 평행 평판형 직류 플라즈마 장치를 이용하여 전극의 위치, 인가전력, 처리시간을 변수로 암모니아($NH_3$) 플라즈마를 방전하여 그래핀의 Raman 특성변화를 관찰하였다. 그래핀의 구조적 결함 및 도핑 효과는 라만 스펙트럼의 D, D', 2D밴드의 강도와 G밴드의 위치와 반치폭(Full width at half maximum; FWHM)의 변화를 통해 확인하였다. 그 결과, 인가전력과 처리시간에 따라 결함형성과 질소도핑 영역이 구분 가능함을 확인하였으며, 이를 바탕으로 결함형성을 최소화한 효율적인 도핑조건이 접지전위, 0.45 W의 인가전력, 처리시간 10초이며, 최적조건에서 계산된 도핑레벨은 $1.8{\times}10^{12}cm^{-2}$임을 확인하였다.

• Journal of the Korean Applied Science and Technology
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• v.36 no.4
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• pp.1253-1258
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• 2019

The solid-state electrolyte based on polymer is applicable to various electrochemical devices including supercapacitor, battery, sensor, actuator and has great attention to develop its ionic conductivity from conventional polymer electrolyte by uisng wide range of ionic liquids. The research about ion gel as a solid state electrolyte with the ionic liquid has focused on the wearable and flexible electronic device to use as the high electrical and electrochemical performances, mechanical strength of polymer. In this work, we have investigated and developed solid-state electrolyte based on the ionic liquid and polymer with enhanced ionic conductivity and stability.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2008.06a
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• pp.49-51
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• 2008

본 논문은 중용량급 전원회로의 구성을 간략화 할 수 있는 절연형 AC-DC 컨버터의 구조와 그 제어 방법을 제안한다. 제안하는 회로의 구조는 병렬 전력 처리를 기반으로 한다. 병렬 모듈의 기능을 각각 AC 입력 전류의 위상을 제어하는 역률개선(PFC) 기능과, 콘덴서에 저장된 에너지를 이용하여 DC 전압을 생성하는 DC-DC 컨버터의 기능으로 분리한다. 병렬 모듈의 최종 출력단을 서로 직렬 연결하여, PFC 모듈이 생성한 전압과 DC-DC 컨버터 모듈이 생성한 전압을 서로 더해서 출력하는 구조이다. 이러한 구조를 통해서 기존의 병렬형 AC-DC 컨버터에 대비하여 반도체 소자의 내압을 감소시킬 수 있고, 최종 DC 전압의 동작응답특성 향상이 가능하다. 회로의 동작모드 분석이 실시되었고, 제어기 구현 방법이 제시되었다. 제안된 구조는 PDP 전원회로에의 응용을 위해서 400W(출력전압-200V, 출력전류-2A)급 실험용 회로를 구현하여 동작검증을 실시하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2000.07e
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• pp.71-73
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• 2000

최근 고 에너지 저장 및 발생장치의 개발은 군사용에서 산업용으로 응용되면서 각종 첨단 설비가 개발되고 있다. 본 논문에서는 전자빔 발생기로 쓰이는 Gyroklystron용 대전력, 고전압, 전류 펄스 전원장치로 입력부, 특고압 발생부, 고압 정류부 및 IGBT 펄스 스위치 구성하고 그 설계 및 개발 자료에 대하여 기술하였다. 대전력 고전압 전류펄스 전원장치를 위한 각 구성 부분의 제어 및 설계 특징은 다음과 같다. 입력부인 IGBT Inverter는 펄스 전원장치의 제어를 위하여 출력 고전압을 Feedbark System에 의해 펄스 설정 전압을 유지하도록 제어하며, 또한 펄스 출력중에 직류 고전압부의 전압강하, 즉 펄스 진압의 Drop이 커지는 것을 방지하기 위하여 Fast Dynamics를 갖도록 Feedback System을 구성하였다. 단상 특고압 승압용 변압기 3대를 직렬접속한 특고압 발생부는 PWM 제어된 전압을 입력받아 특고압으로 승압시키며 고압 펄스성 전압과 매우 높은 dV/dt 전압이 인가되므로 Stray Capacitance가 최소가 되어야 하며 절연파괴로부터 보호될 수 있어야 한다. 고압 정류부는 Inverter와 특고압 변압기에 의하여 전원이 공급되므로 교류전압의 교번 순간에 매우 높은 전압변동률을 가지는 Fast Recovery High Voltage Rectifier로 설계 제작되어졌다. 펄스 스위치인 IGBT 스위치는 Gate Driver에 의해 구동되어 지며 주어진 펄스 사양을 만족시키게 된다. 특히 소자의 전압특성을 고려하여 120KV의 전압 값을 갖도록 설계, 제작하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2004.07d
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• pp.2600-2602
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• 2004

열상장비는 물체가 방출하는 적외선 영역의 미약한 에너지를 검출하여 눈에 보이는 영상으로 변환하는 장비이다. 주간과 동일한 영상을 야간에도 획득할 수 있기 때문에 야간 감시등 군사용 장비로 활용되지만 최근에는 송전선로의 이상 유무 판단, 저장 탱크의 저장량 확인, 사스 환자의 체열 검색 등 산업계와 의료계의 이용도 증가하고 있다. 본 논문에서는 최신 기술인 주사방식 초점면 배열 열상장비의 아날로그 및 디지털신호처리기 설계와 제작 기술을 다룬다. $480{\times}6$ 배열의 고밀도 검출 소자를 이용하여 고속, 저잡음 신호처리를 함으로써 안정된 열 영상을 실시간으로 획득하였다.