• Nano
• /
• 제13권11호
• /
• pp.1850125.1-1850125.12
• /
• 2018

To reduce the imbalance of impedance matching between the magnetic metal nanowires and free space, $Fe/TiO_2$ core/shell nanowire arrays with different diameters were fabricated in the templates of anodic aluminum oxide membranes by electrodeposition. The influences of the microstructure on the microwave absorption properties of the $Fe/TiO_2/Al_2O_3$ composites were studied by the transmission/reflection waveguide method. It was demonstrated experimentally that both the interfacial polarization and the diameter of the $Fe/TiO_2$ core/shell nanowires have critical effects on the microwave absorption properties. We also investigated the angle dependence of the microwave absorption properties. Due to the interfacial polarization and associated relaxation, the $Fe/TiO_2/Al_2O_3$ composites exhibited optimal microwave absorption properties when microwave propagation direction was accordant with the axis of the nanowires. Finally, we managed to obtain an optimal reflection loss of below -10 dB (90% absorption) over 10.2-14.8 GHz, with a thickness of 3.0 mm and the minimum value of -39.4 dB at 11.7 GHz.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
• /
• 제24권4호
• /
• pp.1-5
• /
• 2022

We investigate the effect of surface disorder on the lower critical field (H_c1) of MgB₂ thin films with a thickness of 850 nm, where the disorder on the surface region is produced by the irradiation of 140 keV Co ions with the dose of 1 × 10¹⁴ ions/cm². The thickness of the damaged region by the irradiation is around 143 nm, corresponding to ~17% of the whole thickness of the film, thereby forming the disordered MgB₂ overlayer on the pure MgB₂ layer. The magnetic field dependence of magnetization, M(H), for the pristine MgB₂ thin film and the film with overlayer is measured at various temperatures, and H_c1 is determined from the difference (△M) between the Meissner line and magnetization signal with the criterion of △M = 10^-3 emu. Intriguingly, the film with the disordered overlayer shows a remarkably large H_c1(0) = 108 Oe compared to the H_c1(0) = 84 Oe of pristine film, indicating that the disordered MgB₂ overlayer on the pure MgB₂ layer serves to prevent the penetration of vortices into the sample. These results provide new ideas for improving the superheating field to design high-performance superconducting radio-frequency cavities.

• 전력전자학회:학술대회논문집
• /
• 전력전자학회 1998년도 Proceedings ICPE 98 1998 International Conference on Power Electronics
• /
• pp.961-965
• /
• 1998

The rapid development of small-scale (1-10 MJ) Superconducting Magnetic Energy Storage Systems (SMES) can be explained by real perspective of practical implementation of these devices in electro power nets. However the serious problem of all high mechanically stressed superconducting coils-problem of training and degradation (decreasing) of operating current still exists. Moreover for SMES systems this problems is more dangerous because of pulsed origin of mechanical stresses-one of the major sources of local heat disturbances in superconducting coils. We investigated acoustic emission (AE) phenomenon on model and 0.5 MJ SMES coils taking into account close correlation of AE and local heat disturbances. Two-coils 0.5 MJ SMES system was developed, manufactured and tested at Russian Research Center in the frames of cooperation with Korean Electrical Engineering Company (KEPCO) [1]. The two-coil SMES operates with the stored energy transmitted between coils in the course of a single cycle with 2 seconds energy transfer time. Maximum operating current 1.55 kA corresponds to 0.5 MF in each coil. The Nb-Ti-based conductor was designed and used for SMES manufacturing. It represents transposed cable made of Nb-Ti strands in copper matrix, several cooper strands and several stainless steel strands. The coils are wound onto fiberglass cylindrical bobbins. To make AE event information more useful a real time instrumentation system was used. Two main measured and computer processed AE parameters were considered: the energy of AE events (E) and the accumulated energy of AE events (E ). Influence of current value in 0.5 MJ coils on E and E was studied. The sensors were installed onto the bobbin and the external surface of magnets. Three levels of initial current were examined: 600A, 1000A, 2450 A. An extraordinary strong dependence of the current level on E and E was observed. The specific features of AE from model coils, operated in sinusoidal vibration current changing mode were investigated. Three current frequency modes were examined: 0.012 Hz, 0.03 Hz and 0.12 Hz. In all modes maximum amplitude 1200 A was realized.

• 한국자기학회지
• /
• 제15권6호
• /
• pp.315-319
• /
• 2005

본 연구에서는 자기터널접합(MTJs; magnetic tunnel junctions)의 스위칭 자기장($H_{SW}$)을 감소시키기 위하여 자유층으로 비정질 강자성 $Co_{70.5}Fe_{4,5}Si_{15}B_{10}$ 단일(single) 및 합성형 반강자성(SAF; synthetic antiferromagnet) 층을 사용하였다. $Si/SiO_2/Ta$ 45/Ru 9.5/IrMn 10/CoFe 7/AlOx/CoFeSiB 7 or CoFeSiB (t)/Ru 1.0/CoFeSiB (7-t)/Ru 60 (in nm) MTJs의 자기저항과 스위칭 특성을 CoFe 자유층과 NiFe 자유층을 갖는 MTJs와 비교하여 조사하였다. CoFeSiB은 포화자화($M_s$)가 $560\;emu/cm^3$으로 CoFe보다 낮고, 이방성 상수(Ku)는 $2800 erg/cm^3$으로 NiFe보다 높다. CoFeSiB SAF 구조에서 CoFeSiB 사이의 Ru 두께가 1.0 nm일 때 교환결합에너지($J_{ex}$)는 $-0.003erg/cm^2$였다. 이와 같이 비교적 작은 $J_{ex}$ 때문에, CoFeSiB SAF 자유층을 갖는 MTJs의 실험 및 Landau-Lisfschitz-Gilbert(LLG)식에 의한 시뮬레이션 결과 모두에서 $H_{SW}$가 접합크기에 의존하는 경향을 보였다. CoFeSiB SAF 자유층 MTJ의 $H_{SW}$는 CoFe, NiFe 또는 CoFeSiB single을 자유층으로 하는 MTJs에 비해 훨씬 낮게 나타났다. 따라서 CoFeSiB SAF를 자유층으로 사용한 MTJ는 micrometer에서 submicrometer 크기 영역 모두에서 보지적의 감소와 민감도 증가와 같은 우수한 스위칭 특성을 갖는 것을 확인하였다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
• /
• 제20권2호
• /
• pp.109-122
• /
• 2003

자기폭풍(magnetic storm)과 서브스톰(substorm)의 인과관계를 규명하기 위하여 서브스톰 확장기 활동(substorm expansive activity)의 전형적인 지시자로 알려진 정지궤도 위성에서 관측된 양성자 플럭스(proton flux)의 무분산 입자유입률(dispersionless particle injection rate)과 Dst 지수와의 상관관계를 조사하였다. 본 연구에 이용된 자기폭풍은 1996년에서 2000년까지 5년 동안에 일어난 것으로 자기폭풍 기간 중 Dst의 최소값인 $Dst_{min}$의 크기에 따라 대규모($-200nT{$\leq$}Dst_{min}{$\leq$}-100nT$), 중규모($-100nT{\leq}Dst_{min}{\leq}-50nT$), 소규모 자기폭풍($-50nT{\leq}Dst_{min}{\leq}-30nT$)의 3단계로 구분하였다. 양성자 플럭스는 LANL의 정지궤도 위성에서 관측된 자료 중에서 주로 환전류(ring current)를 구성하는 입자의 에너지에 해당하는 50keV에서 670keV 범위의 6개 에너지 채널의 자료를 이용하였다. 그리고 입자유입은 자정 부근에서 주로 일어나므로 18:00~04:00MLT구간에서 관측된 자료만을 이용하였다. 한편 내부 자기권으로 유입되는 입자에너지를 추정하기 위하여 양성자 플럭스 비($f_{max}/f_{ave}$)를 조사하였다. 여기서, $f_{ave}$ 및 $f_{max}$는 각각 입자유입이 일어나기 전 후의 양성자 플럭스의 양을 나타낸다. 한편 자기폭풍 기간 동안에 1 ~ 2개의 인공위성 관측으로부터 내부 자기권으로 유입되는 총 에너지량을 추정하는 것이 불가능하다는 것이 알려졌다. 그러나 총 에너지 유입량은 적어도 플럭스 비와 유입횟수에 비례할 것이다. 따라서 내부 자기권으로 유입되는 에너지의 양을 간접적으로 추정하기 위해서 이들의 곱으로 정의되는 총 에너지 유입률 지수(total energy injection parameter, TEIP)를 제안하였다. 특히 서브스톰이 자기폭풍의 발달에 기여하는 정도를 알기 위하여 자기폭풍을 두 구간, 즉 주상(main phase)과 회복기(recovery phase)로 나누어 조사하였다. 양성자의 무분산 유입자료와 자기폭풍 기간 중 Dst$_{min}$ 값을 비교해 본 결과 다음과 같은 특성이 확인되었다. 첫째, 주상기간 중 입자들의 평균 유입횟수는 자기폭풍의 크기에 비례하여 증가하는 경향을 나타내며 유입휫수와 $Dst_{min}$ 사이에는 높은 상관관계(0.83)가 있었다. 둘째, 주상기간 중 자기폭풍의 크기가 클수록 플럭스 비 ($f_{max}/f_{ave}$는 대체로 증가하는 경향을 나타냈다. 그리고 75~113keV 에너지 채널에서의 $Dst_{min}$ 값과 플럭스 비의 상관계수는 0.74로서 가장 높았으며 나머지 에너지 채널 역시 비교적 높은 상관관계를 나타냈다. 셋째, 주상기간 중 총 에너지 유입률 지수와 $Dst_{min}$ 사이에 높은 상관관계가 확인되었다. 특히 환전류를 구성하는 주요 입자의 에너지 영역(75~l13keV)에서 가장 높은(0.80) 상관계수를 기록했다. 넷째, 회복기 중에 일어나는 입자들의 유입은 자기폭풍의 지속시간을 연장시키는 경향을 보이며 큰 자기폭풍일수록 현저했다. 주상에서 관측된 이러한 특성은 서브스톰 확장기 활동이 자기폭풍의 발달과 밀접한 관계가 있음을 시사한다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
• /
• 제25권4호
• /
• pp.405-414
• /
• 2008

이 연구에서는 고위도 하부 열권 역학을 좌우하는 물리적 과정을 이해하기 위하여, 상이한 행성간 자기장(Interplanetary Magnetic Field, IMF)에 따른 남반구 고위도 하부 열권에서의 소용돌이도(vorticity)와 발산(divergence)을 분석하였다. 이 연구를 위하여 미국립대기연구소(National Center for Atmospheric Research, NCAR)의 열권-이온권 전기역학적 대순환 모델(Thermo sphere-Ionosphere Electrodynamic General Circulation Model, TIEGCM)을 이용하였다. 소용돌이도와 발산 분석은 전체 수평 바람장을 최종적으로 결정하는 운동량원(momentum source)을 밝히는데 도움을 주는 근원적인 흐름을 파악할 수 있게 해주며, 운동량원들의 상대적인 강도를 분석해내는데 좋은 도구가 된다. 고위도 하부 열권의 평균 바람장은 태양 복사와 쥴가열에 의해 유발되는 발산운동 보다는 이온대류에 의해 유발되는 회전운동에 의해 주로 지배된다는 것이 확인되었다. $IMF{\neq}0$와 IMF=0인 경우의 고위도 열권 하부에서의 소용돌이도 차이(difference vorticity)가 모든 IMF 조건에서 발산장 차이(difference divergence)에 비해 훨씬 더 크게 나타났다. 이는 IMF가 발산적인 흐름보다 회전적인 흐름에 더 강하게 영향을 끼치며, 나아가 IMF가 발산운동을 유발하는 에너지 유입보다는 회전운동을 유발하는 운동량 유입에 더 강하게 영향을 끼침을 의미한다. IMF의 방향에 따라 고위도 하부 열권에서의 소용돌이도 차이의 양상이 매우 달랐다 $B_y$가 음일 때는 지자기 위도 $-70^{\circ}$ 이상의 고위도에서 극을 중심으로 양의 소용돌이도 차이가 나타나고 $B_y$가 양일 때는 음의 소용돌이도 차이가 나타났다. $B_z$가 음인 경우 소용돌이도 차이가 저녁 영역에는 양이고 새벽 영역에는 음이며, $B_z$가 양인 경우에는 반대의 분포를 보였다. $B_z$가 음일 때가 양일 때보다 소용돌이도 차이가 더 큰 것으로 확인되었는데, 이는 IMF $B_z$가 남쪽으로 향할 때가 북쪽으로 향할 때보다 고위도 이온권의 이온대류를 더 강화시켜 열권 중성대기의 회전적인 흐름을 더 강하게 유발시킴을 의미한다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
• /
• 제22권2호
• /
• pp.147-174
• /
• 2005

본 연구에서는 미 국립대기연구소(NCAR)의 열권-이온권 전기역학적 대순환 모델(TIEGCM)을 이용하여 행성간 자기장(IMF)의 방향과 세기 그리고 고도에 따라 여름철 남반구 고위도 하부 열권의 바람에 작용하는 운동량 강제력을 정량적으로 구하였다. 그리고 이들을 서로 비교 분석함으로써 IMF 조건과 고도에 따른 고위도 하부 열권의 풍계(wind system)를 유지시켜주는 주된 물리적인 과정을 살펴보았다. 고위도 하부 열권(<180km)에서 양($B_y$ > 0.8|$\overline{B}_z$|)또는 음($B_y$ < -0.8|$\overline{B}_z$|)의 IMF By 조건인 경우에 운동량 강제력 차이, 즉 IMF 기준치 ${\neq}$ 0 일 때와 IMF 기준치=0 일 때의 운동량 강제력 차이(difference momentum force)는 자기위도 -80$^{\circ}$에서 최대값을 가지면서 극관과 오로라 영역에 국한된 단순한 형태의 분포를 보인다. 그리고 IMF $B_z$ 성분이 양과 음일 때 강제력 차이의 세기는 비슷하지만 분포양상은 반대방향을 취한다. 한편 IMF $B_z$가 양($B_z$ > 0.3125|$\overline{B}_y$|) 또는 음($B_z$ < -0.3125|$\overline{B}_y$|)인 조건인 경우에는 강제력 차이가 아오로라(subauroral) 위도까지 분포하며 IMF $B_z$가 양 또는 음의 조건일 때 보다 복잡한 구조를 보인다. 그리고 IMF $B_z$가 음인 경우의 강제력 차이가 양인 경우보다 더 크며 반대방향으로 작용한다. 125km 보다 더 높은 고도(>125km)에서 바람차이를 결정하는 주된 강제력은 기압경도력, 전향력, 수평이류 그리고 비발산 성분이 강한 Pedersen 이온항력인 것으로 확인되었다. 고도 약 125km 에서는 이 네 가지 힘에 더불어 비회전 성분이 강한 Hall 이온향력과 극관내 의 연직 이류가 지역과 시간에 따라 바람차이의 형성에 작용한다. 한편 고도 108-125km 에서는 IMF $B_z$ 조건일 경우의 극관영역을 제외하고는 기압경도력, 전향력 그리고 Hall 이온항력이 이 고도에서의 바람차이를 유발시키는 주된 강제력으로 작용한다. 고도 108km 이하에서는 기압경도력과 전향력이 균형을 이루어 지균 운동을 유지시킨다. IMF-$\overline{B}_y$의존 MLT 평균 운동량 강제력들은 이온항력을 제외한 다른 모든 남북성분이 동서성분에 비해 더 강하게 중성대기에 작용하는 것으로 확인되었다. 108-125km의 고도에서 IMF B?가 음인 경우에 이온항력은 하강운동 및 단열압축가열과 관련된 시계방향의 온난순환(warm circulation)을 극관 내에 형성시킨다. 반면 IMF $B_y$가 양인 경우에는 극관 내에 상승운동 및 단열팽창냉각과 관련된 반시계방향의 한랭순환(cold circulation)을 형성시킨다. 이온항력은 IMF $B_z$가 음인 경우에는 새벽영역에 상승운동과 관련된 반시계방향의 한랭순환을, 반면에 IMF $B_z$가 양인 경우에는 새벽영역에 하강운동과 관련된 시계방향의 온난순환을 형성시킨다.

• 비파괴검사학회지
• /
• 제23권4호
• /
• pp.322-327
• /
• 2003

초고밀도 자기기록 reading head로 사용되고 있는 거대자기저항(GMR, Giant Magnetoresistance) NiO 다층박막을 제작하고 이를 공기중에서 80 일간 자연산화시킨후, 형성된 산화층과 잔류응력 변화에 따른 NiO 스핀밸브 박막의 자기저항 특성을 연구하였다. $NiO(60nm)/Ni_{81}Fe_{19}(5nm)/Co(0.7nm)/Cu(2nm)/Co(0.7nm)/Ni_{81}Fe_{19}(7nm)$의 구조를 갖는 다층박막을 공기중에서 약 80일간 자연산화 시켰을 때, 자기저항비(MR)와 교환결합력$(H_{ex})$이 각각 4.9%와 110 Oe에서 7.3%와 170 Oe로 증가하였다. 이때, 스핀밸브박막의 비저항(P) 값은 $28{\mu}{\Omega}m$로 감소하였지만 박막의 비저항 값의 변화량$({\Delta}p)$는 크기변화가 거의 없는 것을 알 수 있었다. 그러므로, 자기저항비의 증가는 aging시간에 따른 비저항 값의 감소에 기인한 것으로 생각되며, 저항의 감소는 표면산화에 따라 전도전자의 반사율증가에 의한 것으로 사료된다. 또한 교환결합력의 증가는 반강자성체/자성체 박막사이 계면에서 발생한 잔류응력이 aging시간이 경과함에 따라 감소하여 특성이 강화된 것으로 생각된다.

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제7권2호
• /
• pp.255-262
• /
• 2003

본 논문에서는 FBAR(film bulk acoustic wave resonator) 필터 응용을 위해 Al 하부전극 상에서 RF magnetron sputtering 기술을 이용한 ZnO 박막 증착 및 공정온도가 ZnO 결정성장에 미치는 영향에 대한 연구결과를 발표한다 ZnO 박막의 압전특성은 FBAR 소자의 공진특성을 결정하는 가장 중요한 요소이고 압전성은 증착된 ZnO박막의 c축 우선배향성의 정도에 의해 결정된다는 사실을 고려한다면 ZnO 결정성장에 미치는 공정온도에 관한 연구는 매우 의미 있는 일이다. 본 실험을 통하여 ZnO 박막의 성장특성은 상온에서부터 35$0^{\circ}C$까지의 실험조건에서 c축 우선배향성의 정도에 따라 RF power에 관계없이 온도를 2개의 임계온도에 의해 나눠진 3개의 온도구간으로 구분할 수 있었다. 결과적으로 20$0^{\circ}C$ 이하의 공정온도에서는 주상형 결정립을 가진 c축 우선배향의 ZnO 박막을 얻을 수 있었다. 이렇게 얻은 ZnO박막을 사용하여 FBAR 다층박막 구조를 구현하였다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제34권11호
• /
• pp.1027-1033
• /
• 2010

2상유동(기체-액체) 현상은 전자기발전, 원자력발전, 철강산업 등 유체 시스템에 자주 나타나는 현상으로, 2상유동을 파악하는 것은 유체 시스템의 안정성 및 성능을 위해 중요하다. 2상유동 특성 중 기공률은 압력강하와 열전달 성능을 결정하는 주요 인자로서 이를 측정하는 기술이 특히 중요하다. 유동의 임피던스를 측정하여 기공률을 산정하는 임피던스법은 전기적 특성을 이용하기 때문에 반응속도가 빨라 실시간 측정이 가능하며, 유동관 벽에 전극을 설치할 경우 유동 교란없이 측정할 수 있는 장점이 있다. Coney는 원형관에 적용할 수 있는 ring 임피던스미터를 이론적 연구하였다. 본 연구에서는 Coney가 이론적으로 제안하고 실험적으로 검증하지 못한 3-ring 임피던스미터의 유체 전기전도도에 대한 독립성을 실험적으로 검증하였다.