• Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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• 1999.12a
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• pp.516-522
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• 1999

열전도도, 열확산도 , 비열로 대표되는 열적 특성은 식품의 가열 및 냉각공정의 설계에 사용되는 주요 설계인자로서 , 정확한 열적특성 자료가 있으며, 각 공정에서 가하거나 감해야 하는 총 열량과 단위 시간당 가감되어야 하는 열량을 정확히 결정할 수 있다. 본 연구에서는 액상과 고상 식품의 열전도도를 신속 정확하게 측정하기 위하여 열 탐침을 사용하는 열전도도 측정장치를 개발하였다. 본 장치는 기존 열전도 측정장치와 달리 열전도도가 아려진 표준시료를 사용하는 Calibration을 하지않고, 직접 열전도도를 측정할수있도록, 열탐침의 직경대 길이의 비가 100으로 설계하였다. 증류수와 글리세린의 열전도도를 본 측정장치로 측정한 결과 , 증류수는 문헌값보다 1.2% 미만, 글리세린은 0.7% 미만의 측정오차를 보였다. 소고기 Frankfurter 의 열전도도를 2$0^{\circ}C$에서 8$0^{\circ}C$의 온도범위에서 측정한 결과를 0.389에서 0.350W/mK 이었다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.29 no.11 s.242
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• pp.1503-1508
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• 2005

Scanning Thermal Microscope (STU) has been known for its superior resolution for local temperature and thermal property measurement. However, commercially available STU probe which is the key component of SThM does not provide resolution enough to explore nanoscale thermal phenomena. Here, we developed a SThM probe fabrication process that can achieve spatial resolution around 50 m. The batch-fabricated probe has a thermocouple junction located at the end of the tip. The size of the thermocouple junction is around 200 m and the distance of the junction from the very end of the tip is 150 m. The probe is currently being used for nanoscale thermal probing of nano-material and nano device.

• Proceedings of the KSME Conference
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• 2005.11a
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• pp.21.2-21.2
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• 2005

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.32 no.10
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• pp.800-809
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• 2008

Scanning Thermal Microscope (SThM) is the tool that can map out temperature or the thermal property distribution with the highest spatial resolution. Since the local temperature or the thermal property of samples is measured from the extremely small heat transferred through the nanoscale tip-sample contact, improving the sensitivity of SThM probe has always been the key issue. In this study, we develop a new design and fabrication process of SThM probe to improve the sensitivity. The fabrication process is optimized so that cantilevers and tips are made of thermally grown silicon dioxide, which has the lowest thermal conductivity among the materials used in MEMS. The new design allows much higher tip so that heat transfer through the air gap between the sample-probe is reduced further. The position of a reflector is located as far away as possible to minimize the thermal perturbation due to the laser. These full $SiO_2$ SThM probes have much higher sensitivity than that of previous ones.

• Proceedings of the KSME Conference
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• 2005.11a
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• pp.26.1-26.1
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• 2005

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.132-132
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• 2012

압력 $10^{-9}$ Torr 이하의 초고진공(ultrahigh vacuum) 영역에서의 압력 측정에는 수 mA의 열전자로 잔류 가스를 이온화시켜 그 이온 전류를 측정하는 이온게이지를 주로 사용한다. 압력이 $10^{-12}$ Torr영역 이하인 극고진공(extreme high vacuum: XHV) 영역에 진입하면, ESD (electron stimulated desorption) 효과 등에 의한 이온 게이지 자체의 가스방출률이 커져 정확한 압력 측정이 곤란해 진다. 극고진공 영역에서 이온 게이지는 수 와트(W) 이상의 전력을 사용하여 수 mA의 열전자를 방출시키나, 신호인 이온 전류의 양은 1pA 이하이기 때문에 열전자에 의해 발생되는 백그라운드 전류에 묻혀 신호 전류가 측정되지 않는다고 할 수 있다. 100 nm 이하의 곡률을 가진 뾰족한 금속 탐침에 강한 전기장을 걸어주면 고체 내부의 전자가 터널링 효과에 의해 진공 중으로 방출되며, 이를 전계방출(Field Electron Emission) 효과라 부른다. 전계 방출 전류량은 탐침 표면의 일함수에 의존하며, 일함수가 클수록 지수함수 적으로 감소한다. 금속 표면에 진공 중의 잔류 가스가 부착하면 일함수가 증가한다. 가열에 의해 전계방출 탐침의 표면을 세정한 후에 전자 빔을 방출 시키면, 표면에 가스 분자가 흡착하여 방출 전류량은 점점 감소한다. 감소 속도는 압력에 비례하며, W(310) 탐침의 경우 $10^{-10}$ Torr 영역에서는 수분만에 최초 전류값의 1% 이하로 감소한다. 전계방출 전류의 감소속도가 압력에 비례하는 현상을 이용하여 압력을 측정하였다. Extractor Ionization Gauge 측정값 $5{\times}10^{-12}-3{\times}10^{-10}$ Torr의 범위에서 (111) 방향으로 정렬된 텅스텐 단결정 탐침을 사용하여 방출전류의 로그값을 시간의 함수로 semilog그래프를 그리면, 그래프는 직선을 그리며 그 기울기가 압력에 비례함을 알 수 있었다. 기울기 값과 게이지 측정값은 $10^{-11}{\sim}10^{-10}$ Torr 영역에서 거의 완벽한 비례관계를 보여주었으나, $10^{-12}$ Torr 영역에서 게이지 측정값은 기울기 값에서 추출한 압력치보다 높은 값을 보여주었으며, 이는 게이지 백그라운드 전류에 의한 차이라고 생각된다. W (310) 탐침의 방출전류는 그 감소속도가 W (111) 탐침과 마찬가지로 압력에 비례하였으나, 전류-시간 그래프는 가열 세정 직후에 전류가 거의 감소하지 않는 $2{\times}10^{-10}$ Torr에서 약 10분간 지속되는 '안정 영역'이 존재함을 보여주었다. '안정 영역'은 $10^{-11}$ Torr 영역에서는 수십분, $10^{-12}$ Torr 영역에서는 수시간 이상으로 증가하였다. 초-극고진공 영역에서의 잔류가스 주성분인 수소에서 물, 일산화탄소등의 가스로 바뀌면 '안정 영역'은 사라졌고, 이는 '안정 영역'이 수소 흡착에 의해서만 나타나는 고유 현상임을 말해준다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• v.22 no.1
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• pp.59-67
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• 1997

An experimental apparatus was developed for the rapid determination of thermal conductivity by transient probe method. The theoretical basis for transient probe method has been investigated. The mathematical model for this method is the Carslaw and Jaeger model which is used perfect line source theory. The small needle probe which is equipped with thermocouple and heating element is constructed. A software that performs data analysis and acquisition is programmed. The influence of the power dissipated per unit length of the probe has been assessed for glycerin. The result showed no significant correlation between thermal conductivity and power input. Determination made with this experimental apparatus were found to agree well with the recommended thermal conductivity data.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.38 no.12
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• pp.957-962
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• 2014

We present a method to quantitatively measure the thermal conductivity of one-dimensional nanostructures by utilizing scanning thermal wave microscopy (STWM) at a nanoscale spatial resolution. In this paper, we explain the principle for measuring the thermal diffusivity of one-dimensional nanostructures using STWM and the theoretical analysis procedure for quantifying the thermal diffusivity. The SWTM measurement method obtains the thermal conductivity by measuring the thermal diffusivity, which has only a phase lag relative to the distance corresponding to the transferred thermal wave. It is not affected by the thermal contact resistances between the heat source and nanostructure and between the nanostructure and probe. Thus, the heat flux applied to the nanostructure is accurately obtained. The proposed method provides a very simple and quantitative measurement relative to conventional measurement techniques.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.21 no.2
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• pp.303-315
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• 1997

The theoretical model for the transient probe method is the modified Jaeger model which is used perfect line source theory. The transient probe technique has been developed for the simultaneous determination of thermal conductivity, diffusivity and volumetric heat capacity of liquids. The Levenberg-Marquardt iteration method is adapted to obtain thermal property within nonlinear range. Experimental results of liquids were found to agree well with recommended thermal property data.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.30 no.1 s.244
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• pp.41-47
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• 2006

High resolution dopant profiling in semiconductor devices has been an intense research topic because of its practical importance in semiconductor industry. Although several techniques have already been developed. it still requires very expensive tools to achieve nanometer scale resolution. In this study we demonstrated a novel dopant profiling technique with nanometer resolution using very simple setup. The newly developed technique measures the thermoelectric voltage generated in the contact point of the SPM probe tip and MOSFET surface instead of electrical signals widely adopted in previous techniques like Scanning Capacitance Microscopy. The spatial resolution of our measurement technique is limited by the size of contact size between SPM probe tip and MOSFET surface and is estimated to be about 10 nm in this experiment.