천체 B-선 관측용으로 많이 이용되고 있는 X-선 비례계수관을 실험실형으로 재작하고 그 특성을 조사하였다. X-선 검출기의 구조는 10 $\times$ 20 $\times$ 2cm3 인 검출체적내에 10개의 전극선이 설치되어있는 다중선 비례계수관이며, 검출가스로서 Argon(90%) + CH4 (10%)인 g혼합가스를 사용하였다. 이러한 구조에서 5.9 keV에 대한 에너지 분해능은 16%를 얻었으나, 정상적인 전극연결방법에서는 검출기 끝측에 위치한 전극에서 생기는 electric field 변형매문에, 양극선 배열방향에서 조정된 이득의 군일성이 나쁘게 나타났다. 따라서 다중선들의 각 전극선에 전압보상법(voltage compansation method)을 적용하여 검출기 전반에 걸친 이득의 균일성을 2 % (rms 값) 이내로 보정할 수 있었다. 아울러 신호처리회로 중 에너지분석을 위한 파고분석기, 비 X-선 재거를 위한 상승시간선별기(rise-time discriminator)등을 제작하였으며 이들을 이용한 전반적인 신호처리회로의 구성에 대하여 논하고자 한다.
평판전극배열을 이용한 회전구동형 마이크로 액츄에이터의 구동력을 증대시키기 위하여 전극의 형상을 최적화 하였다. 기존 평판구동형 마이크로 액츄에이터의 형상을 변형시켜 반경에 무관하게 전극의 수직간격을 최소간격으로 일정하게 유지함으로서 구동력을 배가시키는 효과를 발생시켰다. 이러한 구동력의 증가는 결국 요구되는 변위를 만족시키면서 고유진동수를 증가시켜 마이크로액츄에이터의 구동성능을 향상시킬 수 있다.
본 논문에서는 단일 SAW 공진기의 불규칙적인 전극배열에 대한 주파수 특성을 계산할 수 있도록 기존의 Smith 등가회로를 이용한 집중소자 해석법을 한 단계 발전시켜 불규칙적인 전극배열까지 해석할 수 있는 수정된 집중소자 해석법을 처음으로 유도, 제시하였다. 이를 위해 단일전극에 대한 Smith 등가회로의 y-파라미터를 유도하고 이를 전체 IDT로 조합한 경우의 총 전류를 계산함으로써 전극단에서의 어드미턴스 값을 수식으로 유도하였다. 이 수식을 통해 위드로월 (withdrawal) 가중이 부여된 SAW공진기의 집중소자해석이 가능하며 그 예로서 여섯 개의 공진기를 결합한 사다리 필터를 구성하고 이 때 각 공진기의 위드로월 가중에 따른 필터 특성변화를 조사하였다. 그 결과 SAW 공진기에 위드로월 가중법을 적용할 경우 기존의 단순공진기 필터에 비해 더욱 개선된 대역폭과 천이대역의 특성을 구현할 수 있었다. 본 해석법은 공진기형 SAW필터의 설계 및 분석도구로 유용하게 활용될 수 있을 것이다.
지표가 불규칙한 지형에서 경사시추공을 이용한 단극-쌍극자 배열 전기비저항 토모그래피 탐사를 보면, 우리는 시추공안에 있는 전류원과 지표의 지형기복 사이의 최단거리에 위치한 전위전극에서의 극성변화, 지형기복에 따른 거리계수와 포텐셜의 변화 및 모델링에서 경사 시추공에 위치한 전극과 절점의 공간적인 불일치 등을 고려할 수 있다. 요소분할 방법은 시추공이 곡선이거나 경사져 있을 경우와 하나의 요소에 여러 개의 전극이 있을 때 각 전극에 대한 절점 좌표를 지정할 수 있기 때문에 매우 효과적인 방법이라고 본다. 시추공과 지형기복이 동일한 경사를 갖는 경우에서의 역산 결과는 매우 좋은 영상으로 나타났으며 최소자승근의 오차가 안정적으로 수렴되는 경향을 보였다.
$1.3{\mu}m$ 파장에서 동작하는 비대칭 Mach-Zehnder 간섭기에 분할전극 구조를 배열하여 전계 측정시스템의 감지부를 설계, 제작하였다. BPM 전산모사를 통해서 소자를 설계하였고, $LiNbO_3$에 Ti 확산방법으로 구현된 채널 광도파로에 집중 전극구조를 배열하여 집적광학 칩을 제작하였다. ${\pi}/2$ 위상차를 갖도록 설계된 비대칭 구조에서는 DC 0V에서 측정된 출력 광세기가 최고치에 약 1//2에 해당됨을 확인하였으며, 1KHz 전기신호를 인가해서 ${\pi}/2$ 위상차 때문에 나타나는 전기적 현상들을 확인하였다.
교류 전기장에 의해 배열된 ZnO 나노선 기반의 광다이오드를 제작하고 자외선 광특성을 조사하였다. ZnO 나노선은 dielectrophoresis (DEP) force와 토크 (T)에 의하여 두 전극사이에 배열되며, silicon (Si)나노선과 접합을 하여 p-n 접합을 형성한다. 형성된 p-n 접합은 정류작용을 하는 다이오드 특성을 보이며, 자외선 입사시 전류 점멸비 (on/off ratio) $10^1{\sim}10^2$을 보이는 광다이오드(photodiode)로서 동작한다.
유리기저에 실크스크린 인쇄기법을 이용하여 투명전극형성용 유기점액인 ITO와 silver paste로써 투명전극 및 금속 전극을 형성하고 SiO 막을 입혀서 액정 매트릭스 표시기를 제작하였다. Rubbing technique로 액정분자를 유리기저에 평행으로 배열시키고, 액정의 동적산란현상을 이용하여 3:1 주소지정방식으로 한글, 알파벳, 숫자 등의 표시를 시도하였다. 제작된 6μm 두께의 표시기에 전압을 변화시키면서 그에 따른 응답파형을 관찰하였다.
상압에서 12인치 실리콘 웨이퍼 표면처리가 가능한 장치를 개발하였다. 배치타입 공정으로 플라즈마 발생 전극은 직경 340 mm의 대면적 원형 형태을 가지고 있다. 시스템은 탈부착이 가능한 플라즈마 모듈부와 공정챔버로 나누어지며 균일도를 높이기 위해 웨이퍼스테이지는 가열, 회전 및 축간 조절이 가능하게 설계하였다. 플라즈마발생은 DBD 전극방식을 채용하고 있으며 공정가스흐름 및 전극배열 등을 연구하였다. 또한, 기판 온도, 가스 조합 등의 공정파리미터를 변화시켜가며 높은 애슁 속도 및 균일도를 얻기 위한 실험이 진행되었다. 주파수 15 kHz, 인가 파워 7 kW, 시편 가열 온도 95도, 60 rpm, 80 spm에서 분당 200 nm의 PR제거율을 확인하였다.
마이크로 패턴된 Au 전극사이에 얼라인된 Tellurium (Te) 나노리본들이 의도한 모양과 배열방식을 가지고 리쏘그래피 패턴 전해증착 (Lithographically patterned nanowier electrodepositon, LPNE) 방법에 의해 4인치 Si wafer 배치로 합성되었다. 합성된 Te 나노리본은 수 센티미터의 길이를 가지고, 그 두께와 폭 역시 작업 전극으로 사용되는 Si wafer위에 증착된 Ni의 두께와 전해증착 시간에 의해 쉽게 제어될 수 있다. $3{\mu}m$의 간격을 갖는 Au 전극 사이에 얼라인된 두께 ~100nm의 Te 나노리본들은 전해증착에 의해 그 폭이 제어되었고, 각각의 다른 폭을 갖는 증착된 하나의 Te 나노리본들의 IV 및 FET 측정을 통하여 나노리본 폭의 변화에 따른 전기적 특성 (비저항, FET 이동도 및 FET 캐리어 농도)이 평가되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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