• 전기화학회지
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• 제23권2호
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• pp.25-38
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• 2020

태양광 흡수 물분해는 화석연료 대체 에너지원으로 떠오르는 수소에너지를 생산할 수 있는 가장 유망한 방법이다. 현재 전이 금속 디칼코제나이드 (transition dichalcogenide, TMD)는 물분해 촉매 특성이 뛰어난 물질로 많은 관심을 끌고 있다. 본 연구에서는 실리콘 (Si) 나노선 어레이 전극 표면에 대표적 TMD 물질인 4-6족의 이황화 몰리브덴 (MoS₂), 이셀렌화 몰리브덴(MoSe₂), 이황화 텅스텐 (WS₂), 이셀렌화 텅스텐 (WSe₂) 나노시트 합성할 수 있는 방법을 개발하였다. Si나노선 전극을 금속 이온 용액으로 코팅하고, 황 또는 셀레늄의 화학 기상 증착법(chemical vapor deposition)을 이용하는 것이다. 이 방법으로 TMD 나노시트를 약 20 nm 두께로 균일하게 합성하였다. p형 Si-TMD 나노선 광전극으로 구성된 광화학전지는 태양광 AM1.5G, 0.5 M H₂SO₄ 전해질에서 개시 전위 0.2 V를 가지며 0 V (vs. RHE)에서 20 mA cm^-2 이상의 전류를 낼 수 있다. 수소 발생 양자효율은 90% 정도로 우수한 물분해 촉매 특성을 확인하였다. MoS₂ 및 MoSe₂는 3시간 동안 90% 이상의 우수한 광전류 안전성을 보여주었으나, WS₂ 및 WSe₂는 상대적으로 적은 80%였다. MoS₂, MoSe₂는 Si 나노선 표면에 균일한 시트 형태로 씌워졌지만, WS₂, WSe₂는 조각 형태로 붙었다. 따라서 Si 표면을 잘 보호하지 못하기 때문에 Si나노선이 더 잘 산화되어 안정성이 낮아지는 것으로 해석하였다. 본 연구결과는 TMD의 수소 발생 촉매 특성을 이해하는 데 크게 기여할 것으로 예상한다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제13권1호
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• pp.118-127
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• 2010

전기검층은 지층의 전기비저항을 측정하는 물리검층법으로 전극배열에 따른 전기비저항 변화에서 지층내의 수포화도를 평가하는데 이용된다. 전기검층은 시추공 효과 및 인접한 지층의 두께와 전기비저항 들에 의해 많은 영향을 받는다. 이러한 시추공 효과 및 인접 지층의 영향은 시추공 내에서 전기검층 손데가 중심으로부터 편향되었을 때 더 커진다. 노말검층 손데가 시추공 내에서 편향되었을 때, 단노말과 장노말 검층자료의 정확한 해석의 기초를 마련하기 위해 검층손데의 편향에 의한 전기검층 자료의 왜곡을 수치모델링을 이용하여 분석하였다. 이를 위해 노말검층 손데의 편향으로 인한 3차원적 기하학적 구조를 단순화 시킬 수 있는 새로운 좌표 체계를 제안하고, 이 좌표계에서 Fourier 급수 전개(Fourier series expansion)를 수행하였다. 여러 개의 서로 연동된 이차원 문제들을 풀기 위하여 이차원 hp goal-oriented high-order self-adaptive hp (h는 셀의 크기, p는 근사 차수를 의미) 유한요소법에 기초한 알고리즘을 적용하였다. 이 알고리즘은 모델링 영역 내에서 자동적으로 각 격자 셀에서의 h와 p를 바꿔가면서 최적의 격자를 생생하여 원하는 정밀도의 해를 도출할 수 있다. 수치모델링 결과, 이 연구에서 제안한 알고리즘으로 정확하고 신뢰성 있는 해를 얻을 수 있었다. 검층손데의 편향 영향은 시추공경이나 시추공 이수의 전기비저항이 큰 경우, 그리고 지층의 전기비저항이 낮은 경우에 큰 것을 알 수 있었다.

• 한국음향학회지
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• 제30권4호
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• pp.215-222
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• 2011

높은 분해능의 영상을 얻는데 사용하기 위하여 초고주파 대역에서 동작하는 집속 초음파 트랜스듀서를 제작하고 그 특성을 평가하였다. 그 트랜스듀서는 한쪽 면에만 접지용 전극이 있는 두께 9 ${\mu}m$의 PVDF 압전막의 다른 쪽 면에 CCP (Copper Clad Polyimide)막을 에폭시로 접착한 후, 금속구로 압착함에 의해 구각형을 형성시키고, 그 뒷면에 에폭시를 채워 몰딩 시키는 방법에 의해 만들어졌다. 제작된 곡률반경 7.5 mm, f-number 1.7의 트랜스듀서는 초점에 있는 표적에 대한 펄스에 코 측정결과 35.0 MHz의 대역폭을 가지며, 약 40 MHz인 피크주파수 부근에서의 삽입손실은 약 60 dB 을 나타내었는데, 그 측정결과는 에폭시 접착층의 두께를 고려한 KLM 등가회로 해석에 의한 시뮬레이션 결과와 유사한 것이었다. 나아가, 그 트랜스듀서에 의해 얻어진 가는 구리선 표적에 대한 영상을 35 MHz 트랜스듀서를 장착한 UBM (Ultrasonic Backscattering Microscope) 장치에 의한 영상과 비교한 결과, 측방향 분해능은 떨어지나 축방향 분해능은 다소 향상됨을 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권1호
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• pp.17-22
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• 2011

실험을 통해 구현한 ZnO 기반의 투명 박막트랜지스터의 기계적 특성을 분석하고 안정성에 대한 확보방안을 제시하기 위해 FEM (Finite Element Method)을 이용하여 소자를 구성하는 브릿지 와 패드 부분에 대한 구조해석을 실시하였다. 소자의 유연성 확보를 위해 설계된 브릿지 부분의 웨이브 패턴을 구현한 결과 실험 값 대비 최대 진폭의 크기가 오차 0.5%로 실험값과 유사한 신뢰성 있는 결과 값을 얻어낼 수 있었다. 이러한 결과를 바탕으로 브릿지와 패드 사이에 나타나는 압축 응력을 확인하였으며, 압축 응력 값을 패드에 적용하여 그 변형 정도를 분석하였다. 기계적으로 안정성을 갖는 소자를 설계하기 위해 $SiO_2$ 절연층위의 ITO 전극과 ZnO 활성 층의 위치 및 크기를 예측 하였으며, SU-8 코팅 두께를 조절함으로써 중성 역학 층 (Neutral Mechanical Plane)의 위치와 구조적 타당성에 대하여 분석하였다.

• 유기물자원화
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• 제21권1호
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• pp.39-44
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• 2013

본 연구에서는 수평 흐름 미생물 연료전지에서 유체 흐름이 전력 수율에 미치는 영향을 평가하고자 하였다. 본 연구에서는 산화전극 반응조의 바닥에 아크릴 막대를 설치하여 각각 4가지 유체의 흐름을 유도하였다. 각 반응조 형상에 따라 최대전력수율을 평가하였으며 추적자 실험을 통해 유체 흐름을 해석하였다. 분극 곡선 실험 결과 반응조별 최대 전력수율은 case 1, 2, 3 및 4에서 각각 95.7, 129.1, 190.9 및 $114.2mW/m^2$로 나타났다. 좌우 도류벽을 설치하여 S 형태의 유체 흐름을 유도한 case 3 반응조에서 가장 높은 전력이 생산되는 것으로 나타났다. 추적자 실험의 Morrill 분산지수 값에 따르면 case 4 반응조의 경우 반응조 전체에 기질이 골고루 분포하여 미생물 활성을 높일 수 있을 것으로 나타났다. 그러나 월류 현상에 의해 안정적인 운영을 할 수 없을 것으로 판단된다. 따라서 case 3 반응조의 경우 안정적인 운영 및 높은 전력수율을 얻을 수 있으므로 미생물 연료전지로 이용하기에 효과적일 것으로 나타났다.

• 한국정밀공학회지
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• 제31권10호
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• pp.881-887
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• 2014

Peltier 효과를 이용한 박막형 열전 냉각 모듈은 열전 재료에 의한 열 출입의 방향에 따라서 수직형 구조와 수평구조로 나누어진다. 이와 같은 박막형 열전 냉각 모듈의 성능은 기존의 벌크 형태의 냉각 모듈을 평가하기 위해 사용하는 모델을 이용하여 측정할 수 있다. 우리가 제조한 열전 박막을 모델에 적용하여 열전재료의 길이 변화에 따른 열 방출 성능을 평가 하여 보았다. 재료의 성능이 향상됨에 따라서 동일한 열 전기적 저항에서 최대 열 방출 성능은 $73.9W/cm^2$에서 $131.2W/cm^2$으로 크게 증가하는 것을 알 수 있었다. 또한 방사 형태로 $10{\mu}m$ 두께의 열전 재료와 전극들이 두께가 각기 다른 기판 위에 형성된 수평형 냉각 모듈을 설계하여 $10{\mu}m$ 두께의 $SiO_2$ 멤브레인 위에 열전재료가 형성된 열전 모듈에서 22 K의 온도 차를 해석결과로부터 알 수 있었다. 이와 같은 결과로부터 열전 재료의 특성과 모듈의 열 전기적 저항은 필연적으로 짧은 열전 재료의 길이와 두께를 갖는 박막형 열전 모듈을 높은 효율의 모듈로 설계하기 위해 반드시 고려되어 되어야 할 요소임을 확인 할 수 있다.

• 한국정보과학회논문지:소프트웨어및응용
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• 제29권11호
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• pp.837-850
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• 2002

본 논문에서는 인지적 긍정/부정 선택 과제의 수행 시 뇌파를 이용하여 피험자의 반응시간 RT(response time)를 예측하는 방법에 관하여 기술한다. 실험 task에서 피험자는 시각적 자극에 대한 반응, 문제의 해석, 손 움직임의 조절, 손동작 등과 관련된 뇌활동을 한다. 이와 같은 피험자의 정신상태의 변화를 CT(cut time), ST(selection time), RP(repeated period) 등을 정의하여 모델링하고, 선택시간 ST를 감지하여 피험자의 반응시간 RT를 예측한다. ST를 감지하기 위하여 측정한 뇌파로부터 $\alpha$, $\beta$, ${\gamma}$파를 분리하고, 공간적인 관계를 고려하여 설정한 4쌍의 전극들로부터 3가지의 특징들을 추출한다. 추출한 특징들을 분석하여 각 피험자별로 나타나는 상세 규칙(specific rule)과 공통적인 특징들로 구성된 일반 규칙(meta rule)들을 설정한다. 8명의 피험자를 대상으로 설정한 규칙들을 적용하여 평균 83%의 ST 감지 성공률을 보이고, ST 감지 이후 약 0.73초에서 RT가 나타나는 것을 보인다. 설정한 규칙들의 타당성을 검증하기 위하여 8명 중 2명의 피험자에 대해서 재실험을 하고, 이들 데이타에 적용한 결과를 보인다. 본 논문에서 제안한 방법을 기존의 인지적인 정신상태 판별을 위한 방법들이나 왼손/오른손 동작구분 방법들과 결합하여 사용할 경우 BCI를 위한 기반 기술로 활용될 것으로 기대한다.

• 전기화학회지
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• 제19권3호
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• pp.114-121
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• 2016

본 연구에서는 리튬이온전지의 충방전시 발생하는 발열특성을 CFD 모델링하고, 발열에 따른 충방전 특성을 해석하였다. 리튬이온전지는 직교 파우치형 구조로서 두께방향으로의 1차원계로 설정하여, 전류밀도 방정식, 열 및 물질전달 지배방정식을 도입하였다. Cut-off 전압이 3 V에서 충방전 전류밀도가 1C($17.5A/m^2$), 3C($52.5A/m^2$) 와 5C($87.5A/m^2$)에 대하여, 298K의 등온계와 충방전 전류밀도 별 발열계로 각각 설정하였다. 등온계와 발열계에서 모두 충방전 전류밀도가 높을수록 전지의 용량은 감소되는 것으로 나타났다. 등온계에 비하여 발열계에서 충방전 시간이 증가하였으며, 이는 발열에 의한 온도의 증가로 인해 전극의 평형전위가 감소하고, 리튬이온의 확산계수가 증가하기 때문인 것으로 고려된다. 또한, 리튬이온전지의 충전과 방전에 의한 열 발생 영향을 제어하기 위한 냉각효과를 분석하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제22권3호
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• pp.275-283
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• 2002

지하에 매설된 각종 시설물의 위치 및 깊이를 조사하기 위한 비파괴적인 조사방법으로 GPR(Ground Penetrating Radar; 지하투과레이다; 지하레이다) 탐사법이 국내외적으로 많이 활용되고 있으나, 가탐심도가 일반적적로 5m이내로서 낮으며, 지하매질이 불균질하거나 점토, 염분, 자갈 등이 많은 곳 및 주변의 전자기적 잡음이 심한 곳에서는 조사가 안 되는 경우가 많다. 본 연구에서는 이러한 비파괴 GPR 탐사법의 제약을 극복하고자 일반적인 매설심도(물리탐사적으로는 얕은 곳)에 위치한 지하매설물임에도 불구하고 탐지가 안 되는 지역을 선정하여, 토질분석에 의해 탐사가 되지 않는 원인규명과 함께 효과적으로 지하매설물을 탐지할 수 있는 새로운 비파괴 전자(電磁) 탐사법을 제시하였다. 본 연구에서는 2kHz-4MHz 대역의 지하조사를 위한 고주파수대역 전자탐사법을 개발, 적용하였다. 고주파수대역 전자 탐사는 주파수대역 탐사이며 인공적으로 에너지원(源)을 방출하는 능동적인 탐사법으로서 가탐심도는 약30m 정도이다. 서로 수직한 전기장과 자기장을 측정하여 임피던스를 계산하며, 이로부터 측점 하부의 수직적인 전기비저항 분포를 해석하게 된다. 또한, 비접촉 용량전극을 채택하여 측정시간을 대폭 줄일 수 있을 뿐만 아니라 콘크리트, 아스팔트 및 잡석으로 포장된 지역에서도 조사가 용이하며, 신호중첩에 의해 고압선 등에 의한 잡음을 감소시킬 수 있게 되었다. 다른 탐사방법으로는 발견할 수 없었던 지하매설관에 대해서 본 고주파수대역 전자탐사를 성공적으로 정밀하게 적용할 수 있었다. 본 연구 결과를 지하매설물의 위치 및 깊이 확인을 위한 정밀 지하측량 지반조사 및 문화 유적지조사 등에 효과적으로 적용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제47권7호
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• pp.8-16
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• 2010

본 연구에서는 산소분압조건이 radio 주파수(RF) 마그네트론 스퍼터링으로 증착된 Al이 도핑된 ZnO (AZO) 박막의 성질에 미치는 영향을 조사하였다. Hall, photoluminescence (PL), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) 측정들은 0.9의 산소분압으로 증착된 AZO 박막의 경우 p형 전도도를 나타내었지만 반면에 0 - 0.6 범위의 산소분압으로 증착된 AZO 박막의 경우는 n형 전도도가 관찰 되었다는 것을 보여주고 있다. 또한 PL 및 XPS 결과는 zinc vacancies 와 oxygen interstitials등과 같은 억셉터 같은 결함들이 0.9의 산소분압으로 증착된 AZO 박막 내에서 증가해서 그 결과 p형 전도도의 AZO 박막을 형성하였다는 것을 알려주고 있다. Hall 결과는 0 - 0.6 범위의 산소분압으로 증착된 AZO 박막을 투명 박막 트랜지스터 응용에서 전극층으로 사용할 수 있음을 가리키고 있다. X-ray diffraction 해석으로부터 더 큰 산소분압으로 증착 된 AZO 박막 들이 더 큰 tensile 스트레스 뿐 만 아니라 더 작은 grain 크기를 가지면서 더 악화 된 결정질 특성을 가진다는 사실을 확인 하였는데 이는 증착 도중에 더 많은 산소원자들이 주입되는 것과 관련이 있음을 알 수 있었다. atomic force 마이크로스코프의 연구에서 산소분압을 사용하여 증착된 박막에서 더 완만한 표면 거칠기를 관찰하였는데 산소원자들의 주입이 더 큰 비저항을 초래하였다는 것을 Hall 측정으로도 확인할 수 있었다.