아날로그 형태의 신호를 전송하기에 적합한 특성을 보이는 선형 GMR(giant magnetoresistance) 아이솔레이터를 모델링하여 입력전류에 따른 출력전압과 전류를 조사하였다. GMR 아이솔레이터를 자기적 부분과 전기적 부분으로 나누고 선택된 스핀밸브 소자의 MR(magnetoresistance) 결과를 대입하여 출력전압을 구할 수 있는 순서도를 설정하였다. 자기적 모델링으로는 평판 코일의 3차원 모델을 FEM방법으로 해석하여 입력전류에 의해 생성되는 자장의 세기를 구하였으며, 여기에서 자기코어층이 있는 경우 50% 이상 더 커지는 결과를 얻었다. 그리고 아이솔레이터의 출력전압파형을 계산한 결과 입력 코일 전류에 따른 궤환 코일 전류가 $I_{out}$ = $I_{in}$ -5 mA의 선형함수와 비교시 평균 $\pm$0.25 mA 이내의 차이로 근사한 값으로 계산되었다. 또한 입력되는 코일 전류가 구형파일 때, 출력전압의 반응시간과 파형을 계산하였으며, 이때 최저전압에서 최대 전압까지 상승 및 하강하는 시간은 연산증폭 기의 slew rate가 0.3 V/${\mu}\textrm{s}$ 일 때, 최저전압에서 최대 전압까지 상승 및 하강하는 시간은 6 ${\mu}\textrm{s}$였다.
유한요소법을 이용하여 압전 수중음향센서의 모델링 및 음향특성을 해석하였다. 압전 수중음향센서의 해석에서 기본적인 압전-탄성 구조물과 유체-구조물의 연성해석을 위한 유한요소 정식화를 하였으며 무한영역의 음향유체를 처리하기 위하여 IWEE (Infinite Wave Envelop Element)를 도입하였다. Tonpilz형 수중음향센서를 수중 산란체로 볼 경우 입사파가 산란체의 표면을 가진할 때 산란체로부터 발생되는 산란파는 IWEE로 인하여 무한 유체영역에서의 산란파의 감소특성을 갖게 되어 무한영역을 유한영역으로 나눈 인위적인 경계에서 반사가 일어나지 않게 되므로 산란파의 음압을 정확히 구할 수 있었다. 또한, 이러한 산란해석을 바탕으로 입사파에 대한 음향센서 내부의 전기적 응답특성인 RVS (Receiving Voltage Signal)를 구하였다. 이러한 일련의 연구 과정들은 소나 시스템을 정확히 해석하고 음향특성을 예측하는데 큰 도움이 될 것이다.
[ $WO_3$ ]powders were ball-milled with an alumina ball for 0-72 hours. $In_2O_3$ doped $WO_3$ was prepared by soaking ball-milled $WO_3$ in an $InCl_3$ solution. The mixed powder was annealed at $700^{\circ}C$ for 30 min in an air atmosphere. A paste for screen-printing the thick film was prepared by mixing the $WO_3$:In2O3 powders with ${\alpha}$-terpinol and glycerol. $In_2O_3$ doped $WO_3$ thick films were fabricated into a gas sensor by a screen-printing method on alumina substrates. The structural properties of the $WO_3$:$InO_3$ thick films were a monoclinic phase with a (002) dominant orientation. The particle size of the $WO_3$:$InO_3$ decreased with the ball-milling time. The sensing characteristics of the $In_2O_3$ doped $WO_3$ were investigated by measuring the electrical resistance of each sensor in the test-box. The highest sensitivity to 5 ppm $CH_4$ gas and 5 ppm $CH_3CH_2CH_3$ gas was observed in the ball-milled $WO_3$:$InO_3$ gas sensors at 48 hours. The response time of $WO_3$:$In_2O_3$ gas sensors was 7 seconds and recovery time was 9 seconds for the methane gas.
We report the nitrogen monoxide (NO) gas sensing properties of p-type CuO-nanorod-based gas sensors. We synthesized the p-type CuO nanorods with breadth of about 30 nm and length of about 330 nm by a hydrothermal method using an as-deposited CuO seed layer prepared on a $Si/SiO_2$ substrate by the sputtering method. We fabricated polycrystalline CuO nanorod arrays at $80^{\circ}C$ under the hydrothermal condition of 1:1 morality ratio between copper nitrate trihydrate [$Cu(NO_2)_2{\cdot}3H_2O$] and hexamethylenetetramine ($C_6H_{12}N_4$). Structural characterizations revealed that we prepared the pure CuO nanorod array of a monoclinic crystalline structure without any obvious formation of secondary phase. It was found from the gas sensing measurements that the p-type CuO nanorod gas sensors exhibited a maximum sensitivity to NO gas in dry air at an operating temperature as low as $200^{\circ}C$. We also found that these CuO nanorod gas sensors showed reversible and reliable electrical response to NO gas at a range of operating temperatures. These results would indicate some potential applications of the p-type semiconductor CuO nanorods as promising sensing materials for gas sensors, including various types of p-n junction gas sensors.
Vlnylbenzyl triphenyl phosphonim chloride (VTPC) 단량체를 감습막으로 사용하기 위하여 합성하였다. 감습막 성분은 서로 다른 조성의 VTPC와 스티렌의 공중합체(VTPC : ST=1 : 0, 7 : 3, 1 : 1, 3 : 7)들이며 감습막의 상대 습도 변화에 대한 전기적 성질의 변화를 측정하였다. 임퍼던스는 감습막중 VTPC의 함량이 증가할수록 감소하였으며, 또한 전극위에 도포한 감습막의 두께가 증가하면 임퍼던스 역시 감소하였다. 감습막중 VTPC와 ST의 성분비가 1대 1인 감습막의 임피던스는 상대습도 70~90%RH 범위에서 12M$\Omega$에서 100K$\Omega$ 사이에서 변하였으며 고습이나 결로를 감지할 수 있는 센서로서 응용이 가능하였다. 15$^{\circ}C$~35$^{\circ}C$범위에서의 은도 의존상수는 -0.5%RH/$^{\circ}C$이었으며 히스테리시스는 $\pm$2%RH의 범위 안에서 나타났다. 응답속도는 상대습도가 75%RH에서 95RH%까지 또는 역으로 변화할 때 40초이었다.
본 논문에서 850nm~1000nm 파장대역에서 레이저를 검출하기 위한 고감도 실리콘 포토다이오드를 제조하고 전기적 및 광학적 특성을 분석하였다. 소자의 크기는 $5000{\mu}m{\times}2000{\mu}m$이며 두께는 $280{\mu}m$로 제조하여 TO-5 형태로 패키징 하였다. 전기적 특성으로 암전류는 5V 역 전압 일 때 0.1nA의 값을 나타내었으며 정전용량은 0V일 때 1kHz 주파수 대역에서 32.5pF와 200kHz 주파수 대역에서 32.4pF로 적은 정전용량의 값을 나타내었다. 또한 출력신호의 상승시간은 10V의 전압일 때 20.92ns로 고속 응답특성을 확인하였다. 광학적 특성으로는 890nm에서 최대 0.57A/W의 분광감응도를 나타내었고 1000nm에서는 0.37A/W로 감소한 분광감응도를 나타내고 있지만 870nm~920nm 파장대역에서는 비교적 우수한 분광감응도를 나타내었다.
In contrast to conventional electromagnetic motor, USM(Ultrasonic Motor), as piezoelectric ceramic applying ultrasonic mechanical vibration and as frictional-movement type motor, get rotational torque by elastic friction between stator and rotator, The USM, which is small motor without iron cores and coil as a simple structure, has little load weight, has character of high torque at low speed, and can apply a direct drive type without deceleration gear as low speed type. A response of USM from control input is satisfactory, and also generates much torque in low speed driving, and holding torque is much without supplying power. In this study, I designed and made Ultrasonic motor-digital multi controller(USM- DMC) using FPGA chip, A54SX72A made in Actel Corporation. By the minute, USM-DMC can control frequency, duty ratio, and phase difference of USM by llbit digital input from Pc. Therefore, when we use this controller, we can apply to typical parameter, frequency, phase difference, and voltage parameter, to control as well as we can do mixing control like phase-frequency, phase-voltage, frequency-voltage, frequency-phase-voltage, What is more, the strongest point is that it can trace frequency based on optimized frequency because we can input optimized resonant frequency while in motoring.
This paper presents the effect of driving waveform for piezoelectric bend mode inkjet printhead with optimized mechanical design. Experimental and theoretical studies on the applied driving waveform versus jetting characteristic s were performed. The inkjet head has been designed to maximize the droplet velocity, minimize voltage response of the actuator and optimize the firing frequency to eject ink droplet. The head design was carried out by using mechanical simulation. The printhead has been fabricated with Si(100) and SOI wafers by MEMS process and silicon direct bonding method. To investigate how performance of the piezoelectric ceramic actuator influences on droplet diameter and droplet velocity, the method of stroboscopy was used. Also we observed the movement characteristics of PZT actuator with LDV(Laser Doppler Vibrometer) system, oscilloscope and dynamic signal analyzer. Missing nozzles caused by bubbles in chamber were monitored by their resonance frequency. Using the water based ink of viscosity of 4.8 cps and surface tension of 0.025N/m, it is possible to eject stable droplets up to 20kHz, 4.4m/s and above 8pL at the different applied driving waveforms.
수용액에서 자당의 농도 변화를 감지하기 위한 센서개발을 목적으로 하여, 금박막을 센서칩으로 사용한 SPR(surface plasmon resonance) 센서시스템을 구성하였다. 센서칩 제작시 금박막의 특성조건은 SPR 현상에 매우 큰 영향을 미치므로, 센서 제작의 최적화를 위해 특성을 분석하여 두께 약 $545\;{\AA}$, 표면 평균 거칠기 약 $3\;{\AA}$이 되도록 균일하게 제작하였다. 이렇게 제작된 금박막 센서칩의 공명각은 $43.75^{\circ}$ 이었으며, $0{\sim}40\;wt%$ 농도의 자당 수용액을 측정한 결과 기존의 알려진 자당 센서에 비해 빠른 응답특성과 선형적인 공명특성을 얻을 수 있었다.
암모니아가스에 민감한 In이 도핑된 ZnO(ZnO:In) 박막을 In 박막($100\;{\AA}$) 및 ZnO박막($3000\;{\AA}$)의 연속적인 증착과 열처리공정을 통하여 제조하였다. 기판은 $1000\;{\AA}$의 산화막이 열적으로 성장되어 있는 Si 기판을 사용하였다. In/ZnO 박막 이중층의 열처리온도에 따른 구조적 및 전기적 특성을 X-선회절기, 주사전자현미경 및 4점측정시스템을 통하여 조사하였다. 이들 막에 대하여 열처리온도에 따른 암모니아가스에 대한 감도, 선택성 및 시간응답특성을 구하였다. 열처리온도 $400^{\circ}C$, 동작온도 $300^{\circ}C$에서 100 ppm의 암모니아가스를 주입한 결과 140%의 최대감도를 나타내었으며 CO, $NO_x$ 가스에 대한 감도는 아주 낮은 것으로 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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