• 대한기계학회논문집B
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• 제34권4호
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• pp.375-381
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• 2010

촉매연소를 열원으로 하여 수증기 개질 반응을 수행하는 동심 2중관 원관형 반응기에서의 반응 및 열전달 특성을 제시하였다. 동심 2중관 반응기는 각각 연소 촉매와 개질 촉매가 장입된 충전층 반응기로 제작하였으며 개질 반응인 흡열 반응과 발열 반응인 연소 반응의 열적 거동을 실험적으로 연구하였다. 연소용 혼합 가스는 MCFC(용융탄산염 연료전지) 연료극에서 슬립(slip)되는 합성가스를 성분별로 용량에 맞게 공급 하였으며, 개질 반응에서는 적당한 수증기/탄소비를 고정하여 실험하였다. 이 연구를 토대로 수소 생산량이 최대가 되는 개질 측 반응 온도분포를 예측하기 위한 반 경험적 고찰을 수행하였고 이는 장차 이 연구에서와 같은 연소반응과 개질반응이 복합된 수소생산용 개질기에 대한 기본설계 지침을 제시할 수 있을 것이다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.121-121
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• 2012

산업이 고도화, 다원화, 세계화되고 있는 현대사회는 다기능성, 고물성, 극한 내구성을 가지며 환경 친화적이면서 에너지 효율을 극대화시킬 수 있는 다기능 소재의 개발을 요구하고 있다. 이러한 시점에서 다양한 물성을 동시에 발현이 가능한 코팅 소재는 향후 미래에 중요한 원천 소재로서 주목되고 있다. 특히, 환경에 의해 쉽게 물성 및 구조의 변화가 쉬운 종래의 코팅소재와는 달리, 다양한 외부환경에서도 미세 구조 및 물성을 안정적으로 유지할 수 있는 신개념의 코팅 소재의 개발이 절실히 요구되고 있다. 이를 위해서는 코팅소재의 다 성분화가 필수적이다. 최근의 코팅 기술은 2가지 이상의 물성, 특히 서로 상반되는 물성을 동시에 구현할 수 있는 소재의 개발을 요구하고 있다. 이러한 물성의 구현을 위하여 더 많은 성분으로 구성되며 더욱 복잡한 조직으로 구성된 코팅층에 대한 개발이 진행이 필요하다. 본 연구에서 목표로 하는 신 개념의 원천소재기술은 4성분계 이상의 원료 물질을 단일 타겟으로 제조하여, 단순한 공정으로서 단일 코팅층 내에 다양한 성분과 10 nm 미만 크기의 나노 결정립/나노 비정질로 구성된 나노 복합 구조의 형성이 가능하도록 하는 기술을 개발하고자 한다. 이를 통해 복합기능 3 이상의 다기능성 부여는 물론, 그림 1에 정리된 기존 코팅재에서 결여된 특성을 포함한 극한 기능성(광대역 윤활성, 전자 이동 제어에 의한 온도 저항 계수 및 전기 저항 조절, 고온 열적 안정성, 내산화성, 고열전도율, 초저마찰/내구성/초고경도성 등)의 구현이 가능한 복잡한 형태의 나노 복합 코팅층 소재 개발이 가능하도록 하는 기술이다. 또한 기존 코팅재의 구조적 결함을 통해 발생하는 내식성 문제를 방지할 수 있는 기술이다. 다성분계 모물질의 개발이 중요한 이유는 다수의 성분 원소를 합금 상태로 형성시킴으로서, 단일 소스에 의해 다양한 원소를 동시에 스퍼터링 및 증착이 가능하도록 할 수 있다는 장점을 가지기 때문이다. 특히, 타겟의 미세구조를 나노구조화 하는것을 통해, 스퍼터링 yield의 차이가 큰 원소일지라도 균일하게 증착시킬 수 있는 방법을 개발하고자한다. 또한 다수의 타겟을 이용하여 균일한 다성분 코팅층 형성하는 기존의 PVD 코팅방법으로는 다수의 성분타겟을 사용함으로서 장비의 복잡성, 코팅의 재현성, 대형화 등의 문제점을 본질적으로 갖고 있다. 이를 위한 해결방법으로 본 발표에서는 3가지 이상의 다기능성 구현을 위한 가장 중요한 원천기술이라 할 수 있는 다성분계 타겟 모물질 제조 기술의 개발 진행 사항에 대해 소개하고자 한다.

• 한국지리정보학회지
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• 제15권4호
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• pp.78-89
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• 2012

본 연구는 범죄발생 자료를 이용하여 시계열적으로 공간적 분포특성을 파악하고, 범죄발생 장소의 공간적 환경 특성을 분석함으로써 도시공간의 물리적인 환경 개선을 통한 범죄예방 가능성을 타진해 보는데 목적이 있다. 사례도시의 범죄자료는 지리정보시스템을 이용하여 공간데이터로 변환하여 사용하였다. 범죄발생의 공간분석을 통해 향후 범죄발생 지역의 변화를 확인하고, 환경설계나 도시계획으로 범죄를 예방할 수 있는 방안을 제시하였다. 구체적으로 2008년과 2011년 2개년 동안 범죄발생의 공간적 분포 패턴을 분석해 본 결과 국지적인 핫스팟의 이동이 발견되었다. 또한 상업지역을 중심으로 도로를 따라 선형으로 범죄 다발지역이 형성되고, 블록의 내부보다 도로변의 환경개선과 범죄예방 전략이 중요함을 알 수 있었다. 이외에도 사례지역을 위험지역과 안전지역으로 분류하고, 안전한 도시 만들기를 위해 도시계획 관점에서 접근하는 것도 필요함을 지적하였다. 연구의 결과는 도시의 물리적 환경개선으로 근본적인 범죄예방을 도모하고 그 결과로서 안전도시를 만드는데 기여할 것이다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제43권9호
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• pp.64-68
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• 2006

본 연구에서는 Si bump를 이용해 기판의 기계적, 열적 특성을 개선한 MCM-D 기판공정을 개발하였고, 이를 system-on-package(SOP)-D개념의 system 구현에 적용하고자 하였다. 이 과정에서 밀리미터파 대역에 적용될 수 있는 필터를 설계하고 구현하여 그 특성을 관찰하였다. 두 가지 형태의 필터를 구현하였는데 첫 번째는 공진기간의 커플링을 이용한 구조로서 2층의 금속층과 3층의 유전체(BCB)를 이용하였다. 구현된 필터 특성은 중심주파수 55 GHz에서의 삽입손실이 2.6 dB이고 군지연이 0.06 ns정도로 우수한 특성을 나타내었다. 또한 일반적으로 알려진coupled line 형태의 필터를 구현하였는데 삽입손실이 3 dB, 군지연이 0.1 ns정도의 특성을 나타내었다. 이렇게 내장형 필터를 포함한 MCM-D 기판은 MMIC를 flip-chip 방법으로 실장 할 수 있어서 집적화된 밀리미터파 대역 초소형 system 구현에 적용되어 우수한 특성을 나타낼 것으로 기대된다.

• 한국결정성장학회지
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• 제9권6호
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• pp.585-589
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• 1999

자동직경제어방식이 부착된 쵸크랄스키법에 의해 $Bi_4Ge_3O_{12}$(BGO) 단결정을 육성하기 위해 저항발열식로를 자체설계로 제작하여 사용하였다. 로 내의 온도 구배는 열적구조를 변화하면서 측정하였다. 각각의 변화된 온도구배와 평평한 계면을 갖는 임계 회전속도의 의존성에 대해 연구하였고 또한 저항발열식 가열에서 수직온도구배의 중요성을 지적하였다. 그것은 RF 가열방식을 사용하였을 때 다른 저자들에 의해 얻어진 결과와 비교되었다. 단결정 육성을 위한 최적조건은 다음과 같다. 산소 분위기하에서 2mm/h로 인상속도를 고정하고 성장이 진행함에 따라 회전속도를 30에서 23rpm으로 변화하였고, 수평 및 수직 온도구배는 융액근처에서 각각 50과 $40^{\circ}C$/cm이었고, 조성은 화학양론 조성이었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제46권4호
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• pp.324-331
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• 2018

달 탐사를 위한 착륙선이 운용되는 열환경은 태양에 대한 달의 자전주기가 약 28일인 것에 기인하여 낮 시간과 밤 시간이 지구에 비하여 매우 장기간 지속 되는 등 지표나 지구 저궤도 환경에 비해 더욱 극단적이다. 달 착륙선의 초기 설계 단계에서는 착륙지 선정을 위해 각각의 후보 지역에서의 착륙선으로의 열 유입량 분석이 중요하다. 본 논문에서는 달 착륙선의 후보 착륙지에 따른 열적특성을 분석하고자 달의 표면온도를 모사할 수 있는 표토층의 열모델을 구축하였다. 그리고 상기 표토층에 착륙선을 적용하여 착륙지가 달의 적도, 중위도, 극지방에 위치한 경우, 바다 및 고지대에 위치한 조건에서의 열 유입량을 분석하였다. 또한 언덕의 경사진 지형조건이 착륙선의 열 유입량에 미치는 영향성 분석을 수행하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.100.1-100.1
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• 2015

중이온가속기에서 잔류기체 분자와 가속 이온의 충돌이 발생하면 이온빔 전류의 손실을 야기하는 직접적인 효과 외에 잔류 기체분자 중에서 전리된 이온들이 반발력에 의해 용기 벽에 부딪힐 때 표면에 흡착되어 있던 기체분자들을 충격탈리(stimulated desorption)시킨다. 더 심각한 경우는 산란된 고속 이온이 용기 벽과 충돌하면서 핵반응을 일으켜 방사화 시키거나 벽에서 다량의 기체를 방출시키는 것이다. 최악의 경우에는 고속이온의 에너지에 의해 용기벽이나 부품들이 열적인 손상을 입을 수도 있다. 현재 설계 및 연구개발이 진행중인 기초과학원(IBS) RISP (Rare Isotope Science Project)의 RAON 중이온가속기는 입사기에서 실험영역까지 각 부분의 진공도 조건이 일반적으로 10-8~10-9 mbar 대에 있어서 이온빔 전류의 손실이나 전리 이온들에 의한 충격탈리는 무시할 수도 있지만 고속이온의 기체방출 수율이 ~104 정도로 높은 것을 감안할 때 고속이온의 충격탈리에 의한 압력 증가가 감내할 수준인지 검토할 필요가 있다. 압력증가는 추가적인 손실을 유발하고 이것은 다시 압력을 상승시키는 진공 불안정성(vacuum instability)을 야기할 수 있다는 축면에서 조심하는 것이 좋다고 판단된다. 고속 중이온과 잔류기체 분자와의 충돌에서 이온이 손실되는 반응에는 쿨롬(coulomb) 산란과 전하교환(charge exchange)이 있는데 전자는 후자에 비해 일반적으로 1/10000 가까이 낮아서 무시할 수 있고, 전자 포획(electron capture) 또는 전자 손실(electron loss, 이온의 전리에 해당)로 대별되는 전하교환 반응이 이온 손실을 주도하는 것으로 알려져 있다. 이 연구에서는 다양한 전하교환 반응 단면적을 아우르는 비례칙(scaling law)을 사용하여 대표적인 중이온인 U33+ 및 U79+의 손실 및 잔류 기체의 전리율을 계산하고 충격탈리에 의한 표면방출 및 압력상승을 일차적으로 고려하여 진공도 조건의 타당성을 입증하려고 한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.229.1-229.1
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• 2015

생체 시료인 세포나 조직을 분석을 위해 임의로 파괴하거나 훼손하지 않은 본래의 상태에서 세포에 존재하는 다양한 생체분자 물질의 질량과 조성을 분석하고 영상화할 수 있는 대기압 표면 질량분석 이미징 기술을 개발했다. 생체 시료의 표면을 질량 분석을 하기 위해서는 대기압 분위기에서 시료에 열적 손상이 없는 조건으로 시편의 이온화 및 탈착 과정이 이루어지게 하기 위해 저온 대기압 탈착/이온화원으로 저온대기압 플라즈마 젯과 펨토초 적외선 레이저를 결합하여 대기압 이온화원을 제작하였다. 기존에 잘 알려진 저온 대기압 플라즈마 젯 소자는 유리관에 방전기체를 흘려주고 전극에 고전압을 인가하는 방식으로 제작했으며, 또 다른 대기압 이온화원으로서 근적외선 대역의 고출력 펨토초 레이저 빔을 현미경용 대물렌즈로 집속하여 생체시료에 조사시켰다. 수백 나노미터에서 수 마이크로미터 수준으로 빔을 집속할 수 있는 펨토초 레이저는 금나노로드의 도움으로 생체 시료를 매우 작은 수준으로 탈착하는 데 주로 사용하며, 수십 마이크로미터에서 수 밀리미터 정도의 크기를 가지는 저온 대기압 플라즈마 젯은 탈착된 물질을 이온화시키는데 사용하여, 이 두 가지 이온화원을 결합하여 이온화원으로 사용한다. 시료에서 발생한 이온을 질량분석기 입구까지 잘 끌고 갈 수 있도록 이온 전달관을 설계하고 보조펌프를 장착 사용한다. 이렇게 자체 개발한 대기압 이온화원을 상용 질량분석기기와 결합하여 대기압 분위기에서 시료의 표면을 질량분석할 수 있는 시스템과 측정 기술을 개발했다. 현미경 스테이지에 정밀 2-D 자동 스캐닝 스테이지를 장착하여 질량분석 정보에 공간 정보를 더할 수 있는 질량분석 이미징 기술 방법을 개발하여 생체 시편의 질량분석 이미징을 얻었다. 수분을 포함하는 생채시료로부터 단백질, 지질, 대사물질을 직접 분리하여 분석하는 이 새로운 질량분석법은 기존의 분석법에 비해 훨씬 더 많은 생체분자 정보를 얻을 수 있으며 공간정보를 더해 영상화할 수 있는 큰 장점이 있다. 대기압 표면 질량분석 기술은 생체시료를 파괴해서 용액화할 필요도 없으며, 진공 챔버에 넣기 위해 필요한 복잡한 전처리 과정 단계를 간략화 할 수 있으며 최종적으로는 살아있는 세포나 생체 조직도 정량 분석이 가능하여 생명과학 및 의료진단 분야에서 응용할 수 있는 분야는 무궁무진할 것이다.

• 센서학회지
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• 제11권5호
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• pp.279-285
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• 2002

단일 기판위에 온도측정용 Pt 박막과 Pt 히터 그리고 가스 감지를 위하여 순수한 $SnO_2$ 박막과 Pt가 첨가된 $SnO_2$ 박막을 설계하고 제작하였다. 제작된 소자는 실내환경가스인 이산화탄소, 프로판 그리고 부탄의 분류에 응용되었다. 동작 온도를 가변하기 위하여 히터의 입력 전압을 사다리꼴로 인가하면서 $SnO_2$ 감지막의 반응특성과 실내환경가스들에 대한 분류여부를 조사하였다. 감지막 반응특성곡선에서 여러 변수들을 추출한 후 주성분분석(principal component analysis : PCA)을 통하여 가스 분류 특성을 검증하였다.

• 한국컴퓨터산업학회논문지
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• 제8권1호
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• pp.49-56
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• 2007

빔의 열적효과는 세포조직의 서로 다른 구성성분과 레이저 빔의 서로 다른 파장에서 다른결과를 나타내며 세포조직에서 온도증가는 먼저 응고가 이루어지고, 절단이나 탄화과정이 일어나며 $300^{\circ}$이상에서는 세포조직의 파괴에 의한 증발이 발생하게 된다. $CO_2$ 레이저는 최소한 조직손상으로 이러한 효과를 얻는데 최적이라고 보며 0.1mm의 최소한의 세포조직 깊이에서 일어나는 효과의 근본적인 장점은 생체조직이나 내장기관에 안정적이다. $CO_2$레이저사용에 있어서 단점은 무엇보다도 세포파괴에서 생성되는 입자들의 부품흡착 등으로 결과적으로 레이저의 출력감소가 일어나는데, 영 전압, 영 전류 스위칭 포워드 컨버터를 도입하여 기존의 하드 스위칭 포워드 컨버터에 있어서 Turn-off, on시 발생되는 스위칭 방식을, 적용함으로써 1차 측 스위칭 소자의 Turn-off, on시 영전압, 영전류 스위칭을 이루어 정밀도가 요구되는 산부인과용 $CO_2$ 연속 형 레이저의 고압출력 모듈에 따른 펄스 트랜스의 안정화에 필수적으로 기여하며, 레이저 출력과 안정화가 되도록 설계 및 제작한 결과, 기존제품보다 향상된 결과를 가져왔다. 추후 시스템적으로 보완을 하면 우수한 결과가 될 것으로 사려된다.