• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.48-48
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• 2018

습도는 대기중에 분포되어있는 물 분자의 양으로 사람이 살아가는데 있어 막대한 영향을 주는 환경적 요소중 하나이다. 산업적 가스의 순도에 막대한 영향을 끼치기도 하고, 반도체 산업에서 불량률과도 밀접한 관련이 있다. 또한, 식품학이나 기상학, 농사와도 밀접한 관련이 있어서 습도를 측정하는 것은 중요시 되고 있다. 이를 위해서 많은 물질들이 사용되고, 연구되었다. 산화 구리, 산화 아연, 산화 납 등의 산화금속 물질들이나 전도성 고분자, 실리콘 기반의 물질들이 주로 사용되고 있는데, 그 중 산화 금속이 쉬운 합성 방법과 낮은 단가, 명확한 작동 원리로 인해 널리 사용되고 있다. 산화 아연의 경우 넓은 direct band gap energy와 우수한 내화학성으로 인해 주로 사용되는데 그 중 1차원 물질인 nanowire의 경우 비등성 구조와 높은 비표면적을 갖는 특성으로 인해 산화 아연의 nanowire 구조가 많이 사용된다. 본 연구에서는 열처리 공정을 이용하여 산화아연의 nanowire 구조를 합성하였고, 합성된 nanowire는 양쪽의 미세전극을 직접적으로 연결하여 간편한 방식으로 소형 소자를 만들 수 있다는 장점이 있다. 열처리 공정 이전에 전기도금 방식을 이용하여 아연층을 증착 하였다. 전기도금 조건은 0.1 M의 염화 아연과 1 M의 염화 칼륨으로 구성된 용액에 -1.1 V를 인가하였다. 합성된 아연층은 열처리 공정에 의해 산화아연의 nanowire 구조체로 변환되고, SEM (scanning electron microscope)를 통해 표면 형상을 관찰 하였고, XRD (X-ray diffraction)을 통해 미세구조를 확인하였다. -1 V부터 1 V 범위의 전압을 흘려주어 형성된 소자의 전기적 특성을 확인하였고, 1 V를 인가하였을 때, 습도 변화에 따른 센서 소자의 저항변화를 통해 습도 센서로서의 특성을 확인 하였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제23권5호
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• pp.476-483
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• 2012

Proper water management is crucial for the efficient operation of polymer electrolyte membrane (PEM) fuel cell. Especially, for automotive applications, A novel water management that can avoid both membrane dry-out and flooding is a very important task to achieve good performance and efficiency of PEM fuel cells. The aim of this study is to investigate the liquid water behavior on the gas diffusion layer (GDL) surface and in the cathode flow channel of a PEM unit fuel cell under flooding conditions. For this purpose, a transparent unit fuel cell is devised and fabricated by modifying the conventional PEM fuel cell design. The results of water droplet behavior under flooding conditions are mainly presented. The water distributions in the cathode flow channels with cell operating voltage are also compared and analyzed. Through this work, it is expected that the data obtained from this fundamental study can be effectively used to establish the basic water management strategy in terms of water removal from the flow channels in a PEM fuel cell stack.

• 전력전자학회논문지
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• 제4권3호
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• pp.231-239
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• 1999

변압기로써 결합된 직렬공진 부하를 가진 전압원-인버터(Voltage-Source Inverter)가 공진주파수로 작동되는 경우에 출력 전류를 제어하는 기법으로서, 개선된 전류조절형 델타변조(Current-Regulated Delta Modulator; CRDM)방식을 제안한다. 일반적인 CRDM은, 전류편차가 상당한 크기로 나타난다는 문제가 있으며, 특히 유도가열장치와 같이 부하가 변압기를 통하여 연결되는 경우에는 변압기의 자속포화 문제가 발생하므로 실제 사용에 한계가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여, 자속포화 현상을 분석하고 이를 방지하기 위한 간단한 방법을 제안하며, 전류편차를 제거하기 위한 적분형 CRDM을 적용한다. 그리고 슬라이딩 모드 제어의 개념을 이용하여, 안정된 동작을 보장하는 적분기 이득의 상한치를 회로특성치로부터 구하는 방법을 제안하고, 제안된 기법의 효용성을 시뮬레이션과 실험으로써 확인한다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2009년도 춘계학술대회
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• pp.759-762
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• 2009

에너지 소비 증가와 환경문제의 이슈화로 전력 산업의 고도화 및 에너지 고효율화에 대한 관심이 집중되고 있다. 이러한 요구에 따라 지능형 전력시스템과 같은 전력 IT 산업이 새로운 신 성장 동력산업으로 주목받고 있으며, IT 기반의 선진화된 고효율 전력 산업이 저탄소 녹색 성장으로 대표되는 국가 경쟁력 강화의 핵심 요소로 자리 잡고 있다. 지능형 전력시스템은 발전에서부터 송전 및 변전, 그리고 배전/수용가 시스템에 이르기까지 전력의 생산에서부터 소비에 이르는 과정에 자동제어, 센서, 통신망 등의 정보기술을 적용하여 효율적 전력관리를 수행한다. 본 연구에서는 유인 또는 무인변전소의 수배전반에 적용할 수 있는 실시간 전력감시(전류,전압,전력,역률,주파수), 환경감시(배수장수위, 국부적 위험지역의 온도등), 상태감시(진공차단기, 기중차단기의 이상 상태, 배수장 모터 작동상태 등) 등 통합관리 기능을 갖는 다기능 원격 관리시스템을 구현하였으며, 구현된 시스템의 평가를 통해 실제 현장적용 가능성을 평가하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2009년도 추계학술대회
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• pp.465-468
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• 2009

전력 계통에서 계통 주파수는 부하의 변동에 따라 변화되어 연결된 발전기에 영향을 미치고 결국 계통에 커다란 지장을 초래한다. 그러므로 계통 주파수의 빠른 측정과 신속한 조속기 제어는 전력 계통의 안정성과 경제성에서 매우 중요한 부분이다. 과거의 전자기계식 주파수 계전기는 전력 소비가 크며 정확한 측정이 어려웠고, 이후 연구 개발된 디지틀 계전기는 노이즈와 왜곡의 영향을 많이 받으며, 최근에 개발된 Microprocessor 계전기는 고가의 장비에 50ms에서 수초정도의 주파수 측정시 시간상의 문제점을 가지고 있다. 본 연구에서는 주파수를 신속하고 정확하게 측정할 수 있는 개선된 알고리즘을 Matlab 프로그램에서 시뮬레이션하고 DSP6713 KIT에 프로그래밍하여 작동하였다. 임의의 전압파형을 DSP에 입력하고 동작시킴으로서 신속하게(약 30ms) 정확한 주파수를 측정하여 알고리즘의 효용성을 구현하였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제23권2호
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• pp.375-379
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• 2019

Zn와 Sn의 원자비가 2:1인 타겟을 고주파 스파터링하여 $ZnO-SnO_2(ZTO)$박막을 증착하고 열처리에 따른 구조적 특성변화를 조사하였다. 이 ZTO박막을 활성층으로 사용하여 투명박막트랜지스터(TTFT)를 제조하였다. 약 100 nm 두께의 $SiO_2$위에 100 nm의 $Si_3N_4$막을 기른 후 TTFT의 게이트 절연막으로 채택하였다. TTFT의 전달 특성을 통해 이동도, 문턱전압, 작동전류-차단전류 비($I_{on}/I_{off}$), 계면트랩밀도를 구하였다. 기판 가열 및 후속 열처리가 ZTO TTFT의 특성 변화에 미치는 영향을 분석하였다.

• 공업화학
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• 제23권5호
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• pp.505-509
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• 2012

본 연구에서는 사람의 뇌와 신경계통에 나쁜 영향을 주는 납 중금속의 식용 수에서 검출을 쉽게 하기 위해 새로운 탄소나노튜브전극의 사용을 제안하였다. 이를 위해 제작된 탄소나노튜브 전극을 작동전극으로 사용하여 증류수와 수돗물 상태에서의 납이온의 민감도 및 검출한계농도를 네모파 양극 벗김 전압전류법을 이용하여 측정하였다. 실험결과, 납이온의 농도 25~150 ppb의 범위에서 탄소나노튜브전극에 의한 납이온의 민감도 및 이론적으로 계산된 검출한계농도는 이온수에 근거한 0.1 M 황산전해질에서 $12.85\;{\mu}A/{\mu}M$ 및 26 ppb, 수돗물에 근거한 황산전해질에서 $10.36\;{\mu}A/{\mu}M$ 및 38 ppb이었다. 실험적으로 납의 검출한계 농도를 측정하였을 때, 증류수 및 수돗물에 근거한 전해질에서 그 값은 4 ppb 및 10 ppb를 나타내었다. 또한, 납의 벗김 반응은 순환 전압 전류법 분석에 의해 표면반응에 의해 진행됨을 알 수 있었다. 이러한 납 민감도는 다른 참고문헌들에 의한 값들과 비교되었고 그 결과 본 연구에 의한 납 분석결과가 더 우수함을 알 수 있었다.

• 센서학회지
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• 제2권1호
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• pp.65-74
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• 1993

본(本) 연구(硏究)에서는 소형(小型) 정전유도형(靜電誘導型) 모터를 제작하고 이 모터에 인가하는 3상(相) 교류전압(交流電壓) 및 주파수(周波數)를 가변(可變)하였을 때의 회전자(回轉字)의 회전속도(回轉速度)의 특성을 실험적으로 검토하였다. 또한 정전유도형(靜電誘導型) 모터의 작동기구상(作動機構上) 회전자(回轉字) 표층물질(表層物質) 및 내층물질(內層物質)의 표면저항율(表面抵抗率), 비유전율(比誘電率) 및 전하완화시정수(電荷緩和時定數)를 변화시켜 회전자(回轉字) 및 고정자(固定子) 사이의 전계강도(電界强度) 및 회전자(回轉字) 표면물질상(表面物質上)의 표면유기전하(表面誘起電荷)의 분포(分布) 및 유기속도(誘起速度)를 변화시킴으로서 소형(小型) 정전유도형(靜電誘導型) 모터의 회전자의 회전속도에 미치는 영향을 검토하였다. 실험(實驗) 결과(結果), 회전자(回轉字) 표층물질(表層物質)의 비유전율(比誘電率), 표면저항률(表面抵抗率) 및 전하완화시정수(電荷緩和時定數) 및 내층물질(內層物質)의 비저항율(比抵抗率)이 모터의 회전속도(回轉速度)에 매우 큰 영향을 미침이 확인되었다. 또한 모터에 인가하는 3상(相) 전원(電源)의 전압(電壓) 및 주파수(周波數)도 모터의 회전(回轉)에 매우 큰 영향을 주며, 회전속도(回轉速度)는 인가전압(印加電壓) 및 주파수(周波數)에 일차(一次) 비례(比例)하여 증가함을 보여주었다. 회전자의 표층물질(表層物質)이 $BaTiO_{3}$ 80% 내층물질(內層物質)이 Cu 일때 무부하(無負荷) 최대속도(最大速度)는 4.5 kV, 220 Hz에서 5500 rpm이 얻어졌다.

• 전기화학회지
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• 제23권4호
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• pp.105-112
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• 2020

리튬이온 이차전지용 음극 활물질 중 전환반응을 거치는 전이금속 산화물은 높은 용량을 지니고 있으나, 아직 해결되어야 하는 여러 문제점을 지니고 있다. 본 연구에서는 새로운 음극 활물질로써 망간 피로인산화물(Mn₂P₂O₇) 및 니켈 피로인산화물(Ni₂P₂O₇)과 이를 포함하는 탄소 복합물질을 고상법으로 간단하게 합성하였다. 망간 피로인산화물 및 니켈 피로인산화물의 초기 가역용량은 각각 333 및 340 mAh g^-1의 용량을 나타내었으며, 탄소와 복합재료를 구성하면 각각 433 및 387 mAh g^-1로 가역용량이 증가하였을 뿐만 아니라 초기효율도 약 10% 정도 향상되었다. 망간 피로인산화물과 탄소와의 복합재료로 구성된 활물질이 가장 높은 초기용량과 효율을 지니며, 사이클 성능도 가장 우수하였다. 다중 음이온을 포함하는 망간 피로인산화물은 망간 산화물인 MnO와 비교하였을 때, 음이온의 질량이 크기 때문에 무게당 용량은 낮았지만, 전압곡선이 기울기를 지니는 형태를 나타내면서 충전(lithiation)전압은 0.51에서 0.57 V (vs. Li/Li⁺)로 높아지고, 방전(delithiation)전압은 1.15에서 1.01 V (vs. Li/Li⁺)로 낮아졌다. 따라서, 충전과 방전에서의 전압차이가 0.64 에서 0.44 V로 크게 감소하므로 전지의 전압효율이 개선되며, 방전과정에서 음극전위가 낮아지게 되어 완전지의 작동전압을 높일 수 있다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.448-448
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• 2013

최근 생물학적 분석 기구에서 시료를 처리, 분리, 검출, 샘플링 또는 분석하기 위해 사용되는 마이크로펌프(Micropump)에 대한 관심이 높아지고 있다. 또한 전자소자의 성능과 신뢰성의 증진을 위한 전자소자의 열 문제를 해결하기 위해 냉각장치로 마이크로 펌프가 적용되기도 한다. 그 외에도 마이크로펌프는 다양한 분야에 응용이 가능하다. 마이크로펌프는 작동 방식에 따라 압전형, 공압형, 열공압형, 연동형 등의 여러 종류로 분류되고 있다. 그중에서도 최근에는 연동형 마이크로 펌프의 개발이 각광받고 있다. 기존의 연동형 펌프들은 다중 챔버를 가지고 있으며, 각각의 챔버 내에서 Dead volume이 많이 발생할 뿐만 아니라 이상적인 연동운동과는 차이가 많이 나는 문제점을 가지고 있다. 또한 압전방식과 열공압방식은 느린 응답성으로 인해 효율적인 유체 이동이 어렵다. 본 논문에서는 이상적인 연동운동을 구현하기 위하여 기존의 연동형 펌프의 단점을 보완하고, 하나의 챔버에 다중전극 구조를 가지는 정전기력방식의 연동형 펌프를 개발하였다. 정전기력방식으로 펌프를 구동함으로써, 저전력으로 펌프구동이 가능하며, 하나의 챔버에 다중전극을 설치함으로써 이상적인 연동운동을 재현하였다. 그리고 Dead volume을 최소화 하였다. 또한, 빠른 반응속도로 인해 효율적인 유체 이동을 실현시킬 수 있었다. 본 연구에서 제안된 마이크로 펌프의 구성은 크게 챔버, 박막, Inlet/outlet hole으로 구성되었다. 챔버는 Si-wafer에 wet etching 공정으로 제작 하였고 그 위에 알루미늄 박막을 200 nm 증착시켰다. 챔버는 가로 32 mm, 세로 5 mm, 깊이는 $15{\mu}m$, 부피는 $200{\mu}l$으로 제작되었다. 박막은 폴리이미드(polyimide)를 사용하여 $3{\mu}m$의 두께로 제작 되었으며, 폴리이미드 박막 사이에는 200 nm 두께의 4개의 알루미늄 박막 전극을 삽입시켰다. 삽입된 4개의 전극에 개별적인 전기신호를 보냄으로써 연동운동이 가능하다. Inlet/outlet hole은 직경 2 mm의 크기로 제작되었으며, 튜브를 연결하여 유체가 흐를 수 있는 체널을 형성하였다. 제작된 마이크로 펌프의 구동전압은 115 V이며, 인가되는 주파수를 1 Hz~100 KHz까지 변화시켜 유량을 측정하였다. 작동 유체는 공기이며, 유량측정은 튜브 내에 물방울을 삽입하여 시간에 따른 이동거리를 관측하였다. 측정결과 2.2 KHz에서 2.4 mm/min의 가장 높은 유량을 확인할 수 있었다. 본 연구를 통해 제안된 연동형 마이크로펌프는 이상적인 연동운동이 가능함으로써 기존의 연동형 방식의 문제점을 보완하였으며, 생명과학, 의학, 화학 등의 분야에서 적용이 가능하리라 기대된다.