• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2011년도 춘계학술발표대회
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• pp.8.1-8.1
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• 2011

Nanocrystalline titanium dioxide ($TiO_2$) materials have been widely used as an electron collector in DSSC. This is required to have an extremely high porosity and surface area such that the dye can be sufficiently adsorbed and be electronically interconnected, resulting in the generation of a high photocurrent within cells. In particular, their geometrical structures and crystalline phase have been extensively investigated as important issues in improving its photovoltaic efficiency. In this study, we present a new strategy to fabricate a photoelectrode having a periodic structured $TiO_2$ film templated from 1D or 3D polystyrene (PS) microspheres array. Monodisperse PS spheres of various radiuses were used for colloidal array on FTO glasses and two types of photoelectrode structures with different $TiO_2$ materials were investigated respectively. One is the igloo-shaped electrode prepared by $TiO_2$ deposition by RF-sputtering onto 2D microsphere-templated substrates. At the interface between the film and substrate, there are voids formed by the decomposition of PS microspheres during the calcination step. These holes might be expected to play the predominant roles as scattering spherical voids to promote a light harvesting effect, a spacious structure for electrolytes with higher viscosity and effective paths for electron transfer. Additionally the nanocrystalline $TiO_2$ phase prepared by the RF-sputtering method was previously reported to improve the electron drift mobility within $TiO_2$ electrodes. This yields solar cells with a cell efficiency of 2.45% or more at AM 1.5 illumination, which is a very remarkable result, considering its $TiO_2$ electrode thickness (<2 ${\mu}m$). This study can be expanded to obtain higher cell efficiency by higher dye loading through the increase of surface area or multi-layered stacking. The other is the inverse opal photonic crystal electrode prepared by titania particles infusion within 3D colloidal arrays. To obtain the enlargement of ordered area and high quality of crystallinity, the synthesis of titania particles coated with a organic thin layer were applied instead of sol-gel process using the $TiO_2$ precursors. They were dispersed so well in most solvents without aggregates and infused successfully within colloidal array structures. This ordered mesoporous structure provides the large surface area leading to the enough adsorption of dye molecules and have an light harvesting effect due to the photonic band gap properties (back-and-forth reflection effects within structures). A major advantage of this colloidal array template method is that the pore size and its distribution within $TiO_2$ photoelectrodes are determined by those of latex beads, which can be controlled easily. These materials may have promising potentials for future applications of membrane, sensor and so on as well as solar cells.

• 대한전자공학회논문지SP
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• 제48권3호
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• pp.1-12
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• 2011

대형 멀티터치스크린의 구현은 기존의 저항막, 정전용량, 초음파 방식으로는 기술 제약 및 비용 등의 문제로 구현에 어려움이 있어 주로 적외선을 이용하는 방식을 많이 사용한다. 적외선을 사용한 멀티터치스크린은 대형스크린을 구현하기 용이하지만 멀티터치에 기술적인 제한을 갖고 있는 경우가 많다. 이러한 단점을 보완하기 위해 적외선 카메라를 이용한 FTIR(Frustrated Total Internal Reflection), DI(Diffuse Illumination)방식들이 Microsoft의 차세대 유저인터페이스인 Surface를 통해 제안되었다. FTIR이나 DI 방식은 대형스크린의 구현이 쉽고 멀티터치의 개수에 제한을 받지 않는다. 하지만 FTIR은 터치 포인트의 검출은 쉬운 반면에 스크린의 크기와 재질, 적외선 LED 배열을 위한 모듈, 많은 소비전력 등의 단점을 가지고 있고 DI 방식은 구조상의 문제로 터치 검출이 어려운 반면 FTIR이 가지고 있는 단점을 해결할 수 있다. 본 논문에서는 기존에 제안된 DI 방식의 터치 포인트 검출시의 문제점을 해결하기 위해 손가락 외곽선을 이용한 영상처리 알고리즘, 광학 렌즈 왜곡 현상을 효과적으로 보정하기 위한 알고리즘에 대해 연구하였다. 또한 멀티터치의 터치 정확도를 높이기 위한 Calibration 알고리즘과 정확한 제스처 및 정확한 이동을 위한 Tracking 기법을 고안하였다. 연구 결과 DI 방식을 위해 본 논문에서 제안한 영상처리 알고리즘들은 간단하면서 쉽게 대형 멀티터치스크린 구현을 위한 효과적인 방법이 될 수 있을 것으로 판단된다.

• 청정기술
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• 제23권1호
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• pp.42-53
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• 2017

탈질과 탈황을 동시에 수행하는 과산화수소($H_2O_2$) 수용액 세정탑의 반응효율을 증가시키기 위해 예혼합이 이루어지는 혼합 냉각기(mixing quencher) 영역 내부의 유체유동에 대한 수치해석이 수행되었다. 산업공정에서 상용화되고 있는 세정탑 전단부의 혼합냉각기에서 과산화수소 수용액이 주입되는 노즐의 분사방식은 배기가스와 과산화수소 수용액의 혼합에 중요한 역할을 하며, 혼합냉각기에서의 혼합도는 세정탑 의 효율을 결정하는 중요 요소가 된다. 본 연구에서는 혼합냉각기 내부유체의 농도분포 개선을 목적으로 하여 혼합냉각기 내의 노즐 관의 배열을 조절하거나 노즐 팁 각도를 변경하며 유체혼합을 최적화하였다. 전산해석은 이 냉각기영역의 내부유동 및 각 유체 농도에 대한 RMS (root mean square) 값을 계산하여 내부유체의 혼합도의 개선을 확인하였다. 세부적으로는 노즐 관의 위치를 조절할 때 변경되는 냉각기 영역 후단의 농도 RMS 값을 확인하여 난류형성위치에 따른 최적화된 혼합도를 확인하였으며 기본형상 대비 난류형성방향을 조절하는 목적의 노즐 팁 각도를 증감하여 농도분포의 균질화를 비교하였다. 노즐 관의 배열에 따라 난류형성위치와 그에 따른 유체혼합이 해석되었다. 또한 노즐 팁 각도를 조절하는 경우에는 유동방향과의 각도에 따라, 흐름이 병류와 향류에 따라 혼합도의 최적화를 확인할 수 있었다. 노즐 관의 위치는 0.3 m, 노즐 팁은 병류의 $15^{\circ}$일 때 최적의 조건을 가지며 가장 낮은 RMS 값인 12.4%를 가졌다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제9권1호
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• pp.73-85
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• 2006

상시진동의 수직 성분에 대한 배열 관측은 상시진동이 대부분 레일리파의 기본 모드로 이루어졌다는 가정하에 지하 층서구조를 추정하기 위해 자주 수행된다. 자료획득, 처리 및 분석의 유용한 도구로서 공간 자기상관(SPAC) 방법이 많이 사용되는데 이는 실제로 M개의 원형 수진기 배열과 중앙의 하나 측점으로 이루어진다 (M 측점 원형 배열). 이 논문에서는 분석 효율 및 현장 노력의 관점에서 효율적인 자료획득을 위한 원형 배열에 필요한 측점의 최소 수에 대해 연구하였다. 이 연구에서는 먼저 M 무한대의 원형 배열을 위한 SPAC 계수들이 단지 Bessel 함수 J0(rk)(r은 반지름, k는 파수)로서 표현되는 SPAC 알고리듬의 이론적 배경을 재정리하였다. 두번째로 M 측점 원형 배열에 대해 상시진동 에너지장과 무관한 오차항을 포함하는 SPAC 계수들을 배열을 가로지르는 파의 방향에 한해 해석적으로 유도해 내고 수치적으로 이들 오차항들에 대해서 평가하였다. 주요 평가 결과들은: 1) 만약 SPAC 계수들이, 계수가 첫번째 최소값을 갖는 주파수까지 이용되면 다른 4-, 5-, 9-측점 배열들에 비교했을 때 3-측점 원형배열이 상시진동의 관측에 효율적이고 유리하다. 2) 나이퀴스트 파수가 유효한 SPAC 계수가 평가될 수 있는 주파수의 상한선을 결정하는데 가장 영향을 끼치는 요소이다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제19권3호
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• pp.164-171
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• 2008

세기조절방사선치료를 임상에 도입하는데 있어서 가장 중요한 관건 중 하나는 총 부여선량(monitor unit, MU)이 작을 경우에 조사량을 측정하는 방법이다. 따라서 본 연구에서는 다이오드 어레이를 사용하여 방사선량의 선형도, 선량 평탄도와 대칭도, 다엽조리개 위치 정확도 등을 점검할수 있는 방법에 대해 연구하였다. 6 MV와 10 MV, 2가지의 방사선이 조사되는 Simens Primus 선형가속기에서 멀티 다이오드 어레이를 사용하여 측정하였다. 총 부여선량의 안정도는 2가지 에너지에서 모두 측정되었다. 6 MV 에너지에서 선량의 선형도 오차는 20 MU, 10 MU, 5 MU, 4 MU, 2 MU 조사 시 각각 2.1, 3.4, 6.9, 8.6, 15.4%이었다. 10 MV 에너지 경우는 선량의 선형적 오차가 더 커서 2 MU 조사 시 최대 오차는 22%였다. 이러한 오차들은 D1_C0 값을 조절하여 교정하였을 경우는 모든 측정 값에서 2% 이내로 감소하였다. 선량 편평도와 대칭도는 교정 없이도 허용오차 범위에 포함되었다. 다이오드 배열장치를 사용하거나, 필름 측정을 이용하여 측정한 경우 picket fence test 값은 비슷한 결과를 나타내었다. 다이오드 어레이는 세기조절 방사선 치료시 방사선 안정도, 대칭도, 편평도, 및 다엽조리개의 위치정확도를 검사할 때 편한 방법이다. 또한 Siemens 선형가속기는 일반적인 D1-C0값이 0으로 되어 있는데, 강도조절 방사선치료를 사용할 때는 D1-C0값을 총 부여선량이 20이하일 때 방사선의 안정도가 큰 오차를 보이므로 반드시 D1_C0값을 조절하여 교정해야 한다.

• 한국세라믹학회지
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• 제39권6호
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• pp.582-588
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• 2002

Ti 기판에 TiO$_2$ 중간층을 플라즈마 용사법으로 증착 후 IrO$_2$-RuO$_2$ 박막을 졸-겔과 dip coating법으로 제조하였다. 코팅 층의 접착력을 향상시키기 위하여 유기화합물과 glass brit을 첨가하였다. Taguchi법의 망대특성과 Lls(2$^1$$\times$3$^{7}$ )의 직교배열표를 이용하여 IrO$_2$-RuO$_2$ 박막의 최적조건인 인자와 수준 조합의 최적화를 전류밀도를 측정 분산분석하였다. 최적의 코팅조건은 각각 ethyl cellulose의 점도는 100cp, 건조온도 및 시간은 17$0^{\circ}C$ 20분, 열처리온도 및 시간은 75$0^{\circ}C$ 10분, 전도성 분말과 glass frit의 무게비는 99:5, 최종열처리시간은 120분, 주입산소량은 5sccm이었다. 분산분석결과, 유의수준이 $\alpha$=0.1인 통계적으로 90%신뢰공정이었다.

• 한국HCI학회논문지
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• 제1권2호
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• pp.19-26
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• 2006

가상환경 또는 실제 환경에서 정보를 제공하는 햅틱 인터페이스의 필요성이 점점 증가함에 따라 촉감을 제공하기 위한 다양한 햅틱 장치가 개발되었고 각 장치의 특성과 성능 평가를 위해 기초적인 정신(심리) 물리학적 연구가 수행 되고 있다. 본 논문에서는 여러 가지 햅틱 인터페이스 중 손가락 끝에 부착하는 형태의 새로운 공기 촉감 제시장치(PTI: Pneumatic Tactile Interface)를 제시하고 이 장치의 유용성을 입증하기 위해 localization rate, 시간 분해능, 길이 분해능, 강도의 세기 등의 심리 물리학적 실험(Psychophysical Experiment)의 수행 결과를 제시한다. 공기촉감 시스템은 50개의 출력까지 확장 가능한 공기촉감 하드웨어로 구성되어 있고 손가락 끝에 부착하는 형태로 구성하기 위해 $5{\times}5$의 배열의 디스플레이를 제작하였다. 16명의 피 실험자가 A, B 두 그룹으로 나뉘어 각각 2가지의 심리물리학 실험을 수행하였다. localization rate의 경우 9개의 다른 자극의 위치를 구별하기 위해 $3{\times}3$ 배열로 구성된 밀집된 디스플레이와 확장된 디스플레이로 측정을 수행하여 각각 58.13%, 85.9%의 localization rate를 얻을 수 있었다. 그리고 100번의 반복 실험을 통해 공기촉감제시장치의 길이 분해능을 얻을 수 있었고 자극 강도 실험의 경우, 실제의 강도가 세어짐에 따라 피 실험자들이 느끼는 강도의 척도도 증가하며, 강도가 약해지면 피 실험자들이 느끼는 강도 역시 거의 선형적으로 감소함을 알 수 있었다. 그러나 시간 분해능의 경우에는 시스템을 구성하는 밸브의 성능으로 인해 20ms 이하의 시간 분해능 측정은 제한되었다. 이러한 심리 물리학적 실험을 통하여 개발된 공기촉감 제시장치가 다양한 정보를 전달하는데 충분하다는 결론을 내릴 수 있으며, 향후 연구에서는 제안된 시스템을 사용하는 여러 가지 어플리케이션을 제시할 것이다.

• 한국HCI학회논문지
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• 제1권2호
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• pp.43-50
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• 2006

거울은 인간이 자신의 모습을 들여다보기 위해 오랜 세월 동안 이용했던 친숙한 도구이다. 디지털 기술의 발달로 우리는 빛과 정보를 함께 반사해 주는 거울에 대한 여러 가지 접근들을 보아 왔다. 전통적인 거울은 빛의 즉각적인 반사에 의해 일어나는 자동적인 시각적 피드백 덕분에 특별한 조작이 필요하지 않으나, 빛과 정보가 함께 반사되는 디지털 거울에서는 다른 형태의, 좀 더 적극적인 사용자 인터랙션을 기대할 수 있다. 본 논문에서는 사용자와 거울간의 거리에 따른 행태 조사결과를 바탕으로 인터랙션 유형을 분류 정리하였다. 이를 바탕으로 사용자와 거울간의 거리에 따라 다른 서비스를 제공하는 디지털 거울에 적합한 사용자 인터페이스를 제안하였고, 초기 모델로 적외선 격자를 이용한 조작, 비전 기반의 정면 이미지 획득 및 얼굴 확인, 그리고 적외선 위치 확인을 통해 사용자와 인터랙션 하는 거울을 설계하였다. 아울러 결과물의 초기모델에 대한 분석을 통해 더 개선된 형태의 '거울을 응용한 시스템'의 설계 가능성 및 사용자 중심적 프로세스를 적용한 개발 사례를 제시한다.

• 한국융합학회논문지
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• 제8권5호
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• pp.161-167
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• 2017

상온에서 단일소자의 경우 $0.98{\mu}A$ 문턱전류를 나타내는 $32{\times}32$ 광양자테 레이저 어레이를 제작하였다. 제작된 어레이의 전체 소자들의 문턱전류 및 밀도, 전압은 20 mA, $0.068A/cm^2$, 1.38 V의 값을 나타내었다. 발광 광양자테 어레이는 GaAs 물질이 다중-양자 우물 활성 영역을 구성하고, 칩이 차지하는 면적은 $1.65{\times}1.65mm^2$였으며, 소자들의 피크파워 파장은 $858.8{\pm}0.35nm$, 상대적인 레이저 세기는 $0.3{\pm}0.2$, 선폭은 $0.2{\pm}0.07nm$로 비교적 균일한 특성을 보였다. 또한, 레이저 어레이의 각도 의존적 청색 이동 특성을 이용한 파장 분할 멀티플렉싱 시스템 실험을 진행하였고, 각도에 따라 10 nm 정도 파장이 변하는 현상을 발견하였으며, 거리에 따른 레이저 세기를 측정한 결과 6 m에서도 감지할 수 있음을 확인하였다.

• 전자공학회논문지CI
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• 제46권1호
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• pp.88-95
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• 2009

본 논문에서는 고성능 네트워크 응용에서 사용하기 위한 트래픽 패턴 매칭 하드웨어를 제안한다. 제안하는 트래픽 패턴 매칭 하드웨어는 고속 망에서 다양한 종류의 정보 유출이나 침입을 차단하기 위한 콘텐츠 보안 시스템에서 사용 할 목적으로 설계되었다. 제안하는 하드웨어는 헤더 검색부와 스트링 패턴 매칭부로 구성되었다. 헤더 검색부의 하드웨어 구현에는, 흔히 TCAM(Ternary CAM) 구현이 사용되지만 하드웨어나 메모리 비용과 전력 소모 면에서 비효율적이므로, 본 논문에서는 비교기 배열과 HiCuts 트리에 기반을 둔 구현 기법을 채택하고 이를 수정하여 적용하였다. Xilinx FPGA XC4VSX55을 사용한 구현에서, 제안된 설계는 TCAM 구현에 비하여 FPGA 슬라이스 사용을 약 26%까지 그리고 블록 RAM의 사용을 약 58%까지 절약할 수 있었다. 스트링 패턴 매칭부의 설계에서는 하드웨어 면에서 효율적이며, 충돌 발생률을 감소시킬 수 있도록 구성을 바꿔 전력 소모를 감소시킬 수 있는 셀룰러 오토마타형 해싱 모듈을 설계하여 사용하였다.