• Title/Summary/Keyword: 저온 구동

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MIRIS 우주관측카메라 FM Dewar 설계

  • Cha, Sang-Mok;Mun, Bong-Gon;Jeong, Ung-Seop;Lee, Dae-Hui;Nam, Uk-Won;Park, Yeong-Sik;Lee, Chang-Hui;Park, Seong-Jun;Lee, Deok-Haeng;Ga, Neung-Hyeon;Han, Won-Yong;Park, Jang-Hyeon;Seon, Gwang-Il;Yang, Sun-Cheol;Park, Jong-O;Lee, Seung-U;Lee, Hyung-Mok;Matsumoto, Toshio
    • The Bulletin of The Korean Astronomical Society
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    • v.35 no.1
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    • pp.40.2-40.2
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    • 2010
  • MIRIS 우주관측카메라는 과학기술위성 3호의 주탑재체로서 $0.8{\sim}2.0{\mu}m$의 근적외선영역에서 우주배경복사와 우리은하 평면의 Pa-$\alpha$ survey 관측을 목적으로 한다. 이러한 임무를 수행하기 위해 MIRIS 우주관측카메라에는 MCT(HgCdTe) IR 검출기가 사용되고 6개의 필터를 장착할 수 있는 필터휠이 설계되었으며, 열잡음을 줄이고 원하는 SNR을 얻기 위해 모두 100K 이하로 냉각이 요구된다. 효과적인 냉각 및 저온유지를 위해서 외부의 열을 1차적으로 차단하는 Cryostat 외부용기와 100K 이하로 냉각되는 내부 Cold Box의 이중구조를 가지는 Dewar가 설계 되었다. 내부 Cold Box의 냉각은 소형 stirling cooler로 이루어지고 외부의 열 유입량이 Cooler의 냉각용량을 넘지 않도록 설계하였다. Cryostat 외부용기는 radiation cooling으로 냉각되어 200K 이하의 온도를 유지하며 내부 Cold Box로의 열유입을 최소화하기 위해 GFRP(Glass Fiber Reinforced Plastic) 단열 지지대와 MLI(Multi Layer Insulation)가 사용된다. 또한 100K으로 냉각시 필터고정부와 Cold Box 구조에서 일어날 수 있는 구조적인 피로도를 줄이고 열변형에 의한 문제를 방지하기 위한 고려가 설계에 포함되었다. FM(Flight Model)은 고진공 환경의 우주공간에서 문제가 발생하지 않도록 설계되었다. 또한 EQM 진동시험결과를 토대로 발사환경에서 발생하는 강한 진동을 견딜 수 있도록 FEM(Finite Elements Method) 구조해석을 통하여 필터고정부에 flexible structure 설계와 완충제를 추가하고 필터휠 구동부와 harness 고정부 및 cooler 지지부를 비롯한 전체 구조물에서 충분히 진동을 극복할 수 있도록 설계하였다.

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Improvement of Device Characteristic on Solution-Processed Al-Zn-Sn-O Junctionless Thin-Film-Transistor Using Microwave Annealing

  • Mun, Seong-Wan;Im, Cheol-Min;Jo, Won-Ju
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2014.02a
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    • pp.347.2-347.2
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    • 2014
  • 최근, 비정질 산화물 반도체 thin film transistor (TFT)는 수소화된 비정질 실리콘 TFT와 비교하여 높은 이동도와 큰 on/off 전류비, 낮은 구동 전압을 가짐으로써 빠른 속도가 요구되는 차세대 투명 디스플레이의 TFT로 많은 연구가 진행되고 있다. 한편, 기존의 Thin-Film-Transistor 제작 시 우수한 박막을 얻기 위해서는 $500^{\circ}C$ 이상의 높은 열처리 온도가 필수적이며 이는 유리 기판과 플라스틱 기판에 적용하는 것이 적합하지 않고 높은 온도에서 수 시간 동안 열처리를 수행해야 하므로 공정 시간 및 비용이 증가하게 된다는 단점이 있다. 이러한 점을 극복하기 위해 본 연구에서는 간단하고, 낮은 제조비용과 대면적의 박막 증착이 가능한 용액공정을 통하여 박막 트랜지스터를 제작하였으며 thermal 열처리와 microwave 열처리 방식에 따른 전기적 특성을 비교 및 분석하고 각 열처리 방식의 열처리 온도 및 조건을 최적화하였다. P-type bulk silicon 위에 산화막이 100 nm 형성된 기판에 spin coater을 이용하여 Al-Zn-Sn-O 박막을 형성하였다. 그리고, baking 과정으로 $180^{\circ}C$의 온도에서 10분 동안의 열처리를 실시하였다. 연속해서 Photolithography 공정과 BOE (30:1) 습식 식각 과정을 이용해 활성화 영역을 형성하여 소자를 제작하였다. 제작 된 소자는 Junctionless TFT 구조이며, 프로브 탐침을 증착 된 채널층 표면에 직접 접촉시켜 소스와 드레인 역할을 대체하여 동작시킬 수 있어 전기적 특성을 간단하고 간략화 된 공정과정으로 분석할 수 있는 장점이 있다. 열처리 조건으로는 thermal 열처리의 경우, furnace를 이용하여 $500^{\circ}C$에서 30분 동안 N2 가스 분위기에서 열처리를 실시하였고, microwave 열처리는 microwave 장비를 이용하여 각각 400 W, 600 W, 800 W, 1000 W로 15분 동안 실시하였다. 그 결과, furnace를 이용하여 열처리한 소자와 비교하여 microwave를 통해 열처리한 소자에서 subthreshold swing (SS), threshold voltage (Vth), mobility 등이 비슷한 특성을 내는 것을 확인하였다. 따라서, microwave 열처리 공정은 향후 저온 공정을 요구하는 MOSFET 제작 시의 훌륭한 대안으로 사용 될 것으로 기대된다.

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Shape Design of the 3-Way Valve used in Marine Diesel Engines (LDCL JWCS) by CFD Analysis (유동해석을 통한 선박용 디젤엔진(LDCL JWCS)의 3-Way Valve 형상 설계)

  • Hwang, Gi Ung;Kwak, Hyo Seo;Kim, Jae Yeol;Eom, Tae Jin;Kim, Chul
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.41 no.11
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    • pp.1077-1084
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    • 2017
  • Camshaft engines designed for constant engine loads have been applied to existing marine diesel engines. However, due to environmental regulations, electro-hydraulic servo mechanisms, which have a loaddependent cylinder liner jacket water cooling system (LDCL-JWCS), have been recently developed to individually control the temperature of the cylinders depending on the engine load. In this system, the 3-way valve, which prevents low temperature corrosion by reducing the temperature difference between the upper and lower parts of the cylinder, has been employed, but the outlet mass flow of the existing valve is low. In this study, the design of the internal shape of the 3-way valve was performed by analyzing the effects of the design parameters of the valve shape on the performance (i.e., the outlet mass flow rate and temperature). The proposed model was verified by comparing its performance to that of existing marine diesel engine valves.

TFT 채널층으로 사용하기 위한 IGZO박막의 산소분압에 따른 특성변화

  • Sin, Ju-Hong;Kim, Ji-Hong;No, Ji-Hyeong;Lee, Gyeong-Ju;Kim, Jae-Won;Do, Gang-Min;Park, Jae-Ho;Jo, Seul-Gi;Yeo, In-Hyeong;Mun, Byeong-Mu
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2011.08a
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    • pp.260-260
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    • 2011
  • 투명 비정질 산화물반도체는 디스플레이의 구동소자인 박막 트랜지스터에 채널층으로 사용된다. 또한 투명하면서 유연성이 있는 소자를 저비용으로 제작할 수 있는 장점을 가진다. 투명 산화물반도체 재료 중 IGZO는 Si 또는 GaAs와 같은 공유결합성 반도체와는 다른 전자 배치로 전도대가 금속이온의 ns 궤도에서 형성되며, 가전도대가 산소 음이온의 2p 궤도에서 형성된다. 특히 큰 반경의 금속 양이온은 인접한 양이온과 궤도 겹침이 크게 발생하게 되며 캐리어의 효과적인 이동 경로를 제공해줌으로써 다른 비정질 반도체와는 다르게 높은 전하이동도(~10 $cm^2$/Vs)를 가진다. 따라서 저온공정에서 우수한 성능의 TFT소자를 제작할 수 있는 장점이 있다. 본 연구에서는 TFT 채널층으로 사용하기 위한 a-IGZO박막의 산소분압에 따른 특성변화를 분석 하였다. a-IGZO박막은 Pulsed Laser Deposition (PLD)를 이용하여 산소분압(20~200 mTorr) 변화에 따라 Glass기판에 증착하였다. 증착된 a-IGZO 박막의 구조적 특성으로는 X-ray diffraction (XRD), Field emission scanning electron microscopy (FE-SEM), 광학적 특성은 UV-vis spectroscopy 분석을 통해서 알아보았다. TFT 채널층의 조건으로는 낮은 off-current, 높은 on-off ratio를 위해 고저항 ($10^3\;{\Omega}cm$)의 진성반도체 성질과 source/drain금속과의 낮은 접촉저항(ohmic contact) 등의 전기적 성질이 필요하다. 따라서 이러한 전기적 특성확인을 위해 transmission line method (TLM)을 사용하여 접촉저항과 비저항을 측정하였고, 채널층으로 적합한 분압조건을 확인해볼 수 있었다.

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Preferential Oxidation of CO over Cu/Ti-SBA-15 Catalysts (Cu 담지 Ti-SBA-15 촉매의 선택적 CO 산화 반응)

  • Kim, Joon-Woo;Park, Jae-Woo;Lee, Jong-Soo;Choi, Han-Seul;Choung, Suk-Jin
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • v.51 no.4
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    • pp.432-437
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    • 2013
  • The CO preferential oxidation reaction (PROX) has been done using Cu catalytic active species supported on some of mesoporous silica materials which can facilitate the diffusion of the reactants in order to prevent the poisoning of anode active materials by CO molecules during driving polymer electrolyte fuel cells (PEMFC) in this study. As a result when SBA-15 with large pore used as a support showed excellent CO oxidation activity, especially the activity increased in proportion to the amount of supported Cu. Ti components which was inserted to increase the degree of dispersion of Cu, contributed to improving the performance for CO oxidation at low-temperature. The degree of dispersion of Cu ingredients was the best in the catalyst inserted 20 mol-% Ti into the framework of SBA-15, and CO oxidation activity was also improved.

Comparative Study of Thermal Annealing and Microwave Annealing in a-InGaZnO Used to Pseudo MOSFET

  • Mun, Seong-Wan;Jo, Won-Ju
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2013.08a
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    • pp.241.2-241.2
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    • 2013
  • 최근, 비정질 산화물 반도체 thin film transistor (TFT)는 수소화된 비정질 실리콘 TFT와 비교하여 높은 이동도와 큰 on/off 전류비, 낮은 구동 전압을 가짐으로써 빠른 속도가 요구되는 차세대 투명 디스플레이의 TFT로 많은 연구가 진행되고 있다. 한편, 기존의 MOSFET 제작 시 우수한 박막을 얻기 위해서는 $500^{\circ}C$ 이상의 높은 열처리 온도가 필수적이며 이는 유리 기판과 플라스틱 기판에 적용하는 것이 적합하지 않고 높은 온도에서 수 시간 동안 열처리를 수행해야 하므로 공정 시간 및 비용이 증가하게 된다는 단점이 있다. 따라서, 본 연구에서는 RF sputter를 이용하여 증착된 비정질 InGaZnO pesudo MOSFET 소자를 제작하였으며, thermal 열처리와 microwave 열처리 방식에 따른 전기적 특성을 비교 및 분석하고 각 열처리 방식의 열처리 온도 및 조건을 최적화하였다. P-type bulk silicon 위에 산화막이 100 nm 형성된 기판에 RF 스퍼터링을 이용하여 InGaZnO 분말을 각각 1:1:2mol% 조성비로 혼합하여 소결한 타겟을 사용하여 70 nm 두께의 InGaZnO를 증착하였다. 연속해서 Photolithography 공정과 BOE(30:1) 습식 식각 과정을 이용해 활성화 영역을 형성하여 소자를 제작하였다. 제작 된 소자는 pseudo MOSFET 구조이며, 프로브 탐침을 증착 된 채널층 표면에 직접 접촉시켜 소스와 드레인 역할을 대체하여 동작시킬 수 있어 전기적 특성을 간단하고 간략화된 공정과정으로 분석할 수 있는 장점이 있다. 열처리 조건으로는 thermal 열처리의 경우, furnace를 이용하여 각각 $300^{\circ}C$, $400^{\circ}C$, $500^{\circ}C$, $600^{\circ}C$에서 30분 동안 N2 가스 분위기에서 열처리를 실시하였고, microwave 열처리는 microwave를 이용하여 각각 400 W, 600 W, 800 W, 1000 W로 20분 동안 실시하였다. 그 결과, furnace를 이용하여 열처리한 소자와 비교하여 microwave 를 통해 열처리한 소자에서 subthreshold swing (SS), threshold voltage (Vth), mobility 등이 개선되는 것을 확인하였다. 따라서, microwave 열처리 공정은 향후 저온 공정을 요구하는 MOSFET 제작 시의 훌륭한 대안으로 사용 될 것으로 기대된다.

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Implementation of Logic Gates Using Organic Thin Film Transistor for Gate Driver of Flexible Organic Light-Emitting Diode Displays (유기 박막 트랜지스터를 이용한 유연한 디스플레이의 게이트 드라이버용 로직 게이트 구현)

  • Cho, Seung-Il;Mizukami, Makoto
    • The Journal of the Korea institute of electronic communication sciences
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    • v.14 no.1
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    • pp.87-96
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    • 2019
  • Flexible organic light-emitting diode (OLED) displays with organic thin-film transistors (OTFTs) backplanes have been studied. A gate driver is required to drive the OLED display. The gate driver is integrated into the panel to reduce the manufacturing cost of the display panel and to simplify the module structure using fabrication methods based on low-temperature, low-cost, and large-area printing processes. In this paper, pseudo complementary metal oxide semiconductor (CMOS) logic gates are implemented using OTFTs for the gate driver integrated in the flexible OLED display. The pseudo CMOS inverter and NAND gates are designed and fabricated on a flexible plastic substrate using inkjet-printed OTFTs and the same process as the display. Moreover, the operation of the logic gates is confirmed by measurement. The measurement results show that the pseudo CMOS inverter can operate at input signal frequencies up to 1 kHz, indicating the possibility of the gate driver being integrated in the flexible OLED display.

Development of the Pulse Tube Cryocooler for Infrared Detector (적외선 검출기용 맥동관 극저온 냉동기 기술개발)

  • Yeom, Hankil;Park, Seoung-Je;Hong, Hong-Ju;Ko, Junseok;In, Sehwan;Kim, Hyo-Bong
    • Transactions of the KSME C: Technology and Education
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    • v.3 no.4
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    • pp.241-248
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    • 2015
  • Most of the Stirling cryocoolers used for infrared detector cooling in domestic is imported. Because the cooler has a high price, short life and poor durability, demand for the coolers continues steadily. However, the cooler is highly related to defense and space technology, technology transfer or co-development with the countries having experties in cooler design is very limited. The pulse tube cooler to be developed in this study is such that the mechanical piston in low temperature actuating part is replaced by the gas piston and linear compressor is adopted, which results in low vibration, long life and better durability. It is expected that development of the pulse tube cooler will not only improve our technology to the level of advanced countries, but also enhance the skills in designing and manufacturing of the infrared detector.

Performance Analysis of a 3 Pressured Combined Cycle Power Plant (3압 복합 발전 플랜트 사이클에 대한 성능해석)

  • Kim, S. Y.;K. S. Oh;Park, B. C.
    • Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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    • v.2 no.2
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    • pp.74-82
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    • 1998
  • Combined cycle power plant is a system where a gas turbine or a steam turbine is used to produce shaft power to drive a generator for producing electrical power and the steam from the HRSG is expanded in a steam turbine for additional shaft power. The temperature of the exhaust gases from a gas turbine ranges from $400{\sim}650^{\circ}C$, and can be used effectively in a heat recovery steam generator to produce steam. Combined cycle can be classed as a topping and bottoming cycle. The first cycle, to which most of the heat is supplied, is a Brayton gas turbine cycle. The wasted heat it produces is then utilized in a second process which operates at a lower temperature level is a steam turbine cycle. The combined gas and steam turbine power plant have been widely accepted because, first, each separate system has already proven themselves in power plants as an independent cycle, therefore, the development costs are low. Secondly, using the air as a working medium, the operation is relatively non- problematic and inexpensive and can be used in gas turbines at an elevated temperature level over $1000^{\circ}C$. The steam process uses water, which is likewise inexpensive and widely available, but better suited for the medium and low temperature ranges. It therefore, is quite reasonable to use the steam process for the bottoming cycle. Recently gas turbine attained inlet temperature that make it possible to design a highly efficient combined cycle. In the present study, performance analysis of a 3 pressured combined cycle power plant is carried out to investigate the influence of topping cycle to combined cycle performance. Present calculation is compared with acceptance performance test data from SeoInchon combined cycle power plant. Present results is expected to shed some light to design and manufacture 150~200MW class heavy duty gas turbine whose conceptual design is already being undertaken.

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Prediction of Blooming Dates of Spring Flowers by Using Digital Temperature Forecasts and Phenology Models (동네예보와 생물계절모형을 이용한 봄꽃개화일 예측)

  • Kim, Jin-Hee;Lee, Eun-Jung;Yun, Jin I.
    • Korean Journal of Agricultural and Forest Meteorology
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    • v.15 no.1
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    • pp.40-49
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    • 2013
  • Current service system of the Korea Meteorological Administration (KMA) for blooming date forecasting in spring depends on regression equations derived from long term observations in both temperature and phenology at a given station. This regression based system does not allow a timely correction or update of forecasts that are highly sensitive to fluctuating weather conditions. Furthermore, the system cannot afford plant responses to climate extremes which were not observed before. Most of all, this method may not be applicable to locations other than that which the regression equations were derived from. This note suggests a way to replace the location restricted regression equations with a thermal time based phenology model to complement the KMA blooming forecast system. Necessary parameters such as reference temperature, chilling requirement and heating requirement were derived from phenology data for forsythia, azaleas and Japanese cherry at 29 KMA stations for the 1951-1980 period to optimize spring phenology prediction model for each species. Best fit models for each species were used to predict blooming dates and the results were compared with the observed dates to produce a correction grid across the whole nation. The models were driven by the KMA's daily temperature data at a 5km grid spacing and subsequently adjusted by the correction grid to produce the blooming date maps. Validation with the 1971-2012 period data showed the RMSE of 2-3 days for Japanese cherry, showing a feasibility of operational service; whereas higher RMSE values were observed with forsythia and azaleas.