불안정 전원으로 인한 전자레인지의 고압다이오드 파손 방지 대응 설계

박원경 경북대학교 대학원 2018 국내석사

전자레인지가 동작 중에 입력 전원을 온 오프를 반복할 경우 고압다이오드에 그의 허용 역전압을 초과하는 전압이 걸리는 원인을 EMI 노이즈 대책으로 적용된 전원 입력부에 사용되는 초크코일과 커패시터의 영향 및 마그네트론의 예열동작에서 발생하는 과도현상이 겹쳐서 발생한 하는 것으로 확인하고 그 현상의 발생 원리를 규명하고 CE 노이즈 규격을 만족하면서 과전압이 발생하지 않도록 하는 소프트웨어를 이용한 보호 장치를 추가하는 방안에 대하여 연구하였다. 2장에서 전자레인지의 초기 동작 조건에서는 마그네트론이 예열이 충분히 덜 된 상태로 인하여 임피던스가 높은 상태가 되어 고압다이오드의 역전압이 약 6.5kV의 높은 전압이 발생하는데, 이 동작 중에 전원의 온 오프를 반복하면 전원이 재인가 될 때 전원 입력부의 초크코일 및 커패시터로 인하여 정류된 인버터의 DC link 전압이 정상동작을 할 때의 220V 전원 기준 최고전압 수준인 311V 보다 높은 500V이상의 전압으로 상승하는데 이로 인하여 추가로 고압다이오드의 역전압이 상승하여 10kV이상이 걸리게 되어 고압다이오드의 파과전압인 8.5kV를 넘게 되는 원인을 규명하였다. 3장에서는 CE 노이즈 대응 목적으로 사용되는 초크코일의 용량을 최소화해야 전원 재인가시 과도 전압이 낮아지고 IGBT의 턴-온 손실을 줄이는 목적으로 사용하는 스너버(snubber) 회로인 DC link단 커패시터의 용량을 최대로 사용해야 과도전압이 낮아지는데, 이들의 정수를 조정하여 CE 노이즈 규격을 만족하면서 인버터 전원의 과도 전압을 줄이는 가능성을 검토한 내용과 하드웨어적인 최적화 설계로만으로는 근본적으로 과도전압 문제가 해결이 되지 않으므로 저전압 상태를 입력전압 및 전류를 검지하여 저전압이 검지되면 마그네트론의 예열 동작을 처음부터 시작하게 하여 소프트스타트하게 하는 알고리즘을 추가하고 그 개선 효과를 검증하였다.

Suppression of Current Collapse in AlGaN/GaN MISHFETs by Controlling Buffer and Capping Layer : 질화물 반도체 기반 전자소자의 전류붕괴 현상 분석 및 개선 연구

강희성 경북대학교 대학원 2016 국내박사

GaN 기반 질화물 반도체 소자는 Si과 비교하여 높은 임계전계 및 전자포화속도, 고농도의 2차원 전자가스 (two-dimensional electron gas, 2DEG) 채널층 등의 우수한 물질적 특성으로 차세대 전력, 고주파 시스템 응용에 많은 관심을 받고 있다. 하지만 소자의 누설전류를 최소화하기 위하여 사용되는 탄소 도핑은 GaN의 저항을 크게 높일 수 있지만, 결정 내부에 전자가 포획될 수 있는 깊은 준위의 트랩을 만들어 소자의 출력전류가 감소하는 전류붕괴 현상의 원인이 된다. 또한, 표면트랩에도 전자가 포획될 수 있기 때문에 전류붕괴 현상이 더욱 심화 될 수 있다. 전류붕괴 현상은 GaN 전자소자의 신뢰성을 떨어뜨리는 대표적인 불량원인으로 상용화에 큰 걸림돌이기 때문에 이를 해결하기 위한 연구가 필수적이다. 본 연구의 목적은 전자가 포획될 수 있는 결정 내부와 표면에 트랩을 최소화하는 새로운 소자 구조를 연구하여 GaN 소자의 전류붕괴 현상을 개선할 수 있는 방향을 제시하는 것이다. 첫 번째로, 결정 내부 트랩의 영향을 최소화하기 위해 탄소가 도핑 된 carbon-doped GaN (C-GaN)과 도핑을 하지 않은 undoped-GaN (u-GaN)을 다층 구조로 적층한 C-GaN/u-GaN 멀티층 구조를 제안하였다. 이 구조는 u-GaN 내에 존재하는 자유전자들이 C-GaN 내에 존재하는 다수의 트랩에 미리 포획되어 전류붕괴 현상의 원인이 되는 채널 전자의 포획을 방지함과 동시에, 자유전자가 사라진 u-GaN층이 고저항 특성을 나타낼 수 있다. 멀티층 구조를 적용한 GaN 소자는 Pulse-stress 측정 조건에서 전류붕괴 현상이 약 31.5%로 C-GaN층만 사용한 소자가 79.4%의 전류붕괴를 나타낸 것에 비해 크게 개선됨이 확인되었다. 또한 GaN 채널층의 두께를 100 nm에서 200 nm로 증가시킴에 따라 전류붕괴현상은 10.1% 까지 개선됨을 확인하였다. 멀티층 버퍼를 적용한 소자의 항복전압은 638V로 C-GaN 단일층 구조의 항복전압인 660V와 거의 같은 고항복전압 특성을 보였다. 두 번째로, 표면트랩에 의한 전류붕괴 현상을 최소화하는 방안으로 Al2O3/AlN 이중 표면보호층을 제안하였다. GaN 전자소자에서 표면트랩에 의한 전류붕괴 현상은 Ga과 O이 반응하여 생성되는 불완전한 갈륨산화물로 전자가 포획되어 전위를 띄기 때문에 주로 발생한다. 본 연구에서는 GaN 성장 시 웨이퍼 최상층에 AlN를 얇게 성장하여 외부의 산소로부터 표면을 보호한 뒤, 밴드갭이 큰 Al2O3층을 AlN층 위에 증착하여 트랩으로 포획 가능한 전자의 수를 최소화하였다. 제안한 구조의 소자는 Pulse-stress 측정 조건에서 약 8.2 %의 크게 개선된 전류붕괴 현상을 나타냈으며, 이는 계면전하밀도가 기존 구조 대비 최대7.5배 이상 감소하였기 때문으로 C-V 측정을 통해 확인되었다.

전자레인지용 LLC 공진형 컨버터의 능동 전류 성형

강계용 경북대학교 대학원 2019 국내박사

본 논문은 고출력 전자 레인지 응용을위한 LLC 공진형 하프 브리지 컨버터의 능동 전류 성형을 제안한다. 전자 레인지를 구동하기위한 종래의 하프- 브리지 컨버터는 교류 전원 전압에 따라 주파수를 가변하는 하드웨어 기반의 전력 제어 방법을 사용한다. 이 경우, 마그네트론의 부하 상태의 변화에 ​​따라 출력 전력을 제어하기가 어렵다. 제안 된 전력 제어는 순시 전류 생성기와 전류 제어기로 구성된다. 순시 전류 생성기는 입력 전압 정보를 사용하여 전력 지령으로 부터 능동 전류 성형 지령을 만든다. 전류 제어기는 마그네트론의 상태 정보를 갖는 직류 전류를 제어한다. 제안 된 전류 제어는 마그네트론의 부하 상태 및 입력 전압의 변화에 ​​대한 보상 알고리즘을 필요로하지 않는다. 입력 전압과 주파수의 변화를 제어하기위한 제안 된 방법의 타당성은 시뮬레이션과 실험에 의해 검증되었다. 또한, 전자 레인지의 고조파 성능을 향상시키기 위해 가변 PI 이득을 갖는 전류 제어기가 제안되었다. 최근에는 고조파 규제가 강화됨에 따라 고조파 성능을 만족시키기 위해서는 전자 레인지의 컨버터 제어 기술이 필요하다. LLC 공진 형 컨버터에서 전압 이득은 마그네트론 전압, 출력 전력 및 입력 전압에 따라 크게 변한다. 고조파 성능을 충족시키기 위해서는 ZVS 영역을 유지하고 전압 이득의 변화를 제어하는 제어기가 필요하다. LLC 공진 형 컨버터의 수정 된 디자인은 마그네트론이 가열 될 때에도 ZVS 동작을 보장한다. 가변 PI 이득 전류 제어기를 적용함으로써 순간 이득 곡선 변화에 따른 고조파 제어 성능이 향상된다. 전자 레인지에서 마그네트론을 구동 할 때 가장 중요한 부분 중 하나는 기동 제어이다. 이를 위해 공진형 컨버터의 스위칭 주파수는 마그네트론의 필라멘트에 충분한 전력을 공급하고 정류기 다이오드가 과도 전압에 의해 파괴되는 것을 방지하기 위해 신중하게 제어되어야한다. 본 논문에서는 기동 과정에서 비 발진 모드 시간과 마그네트론 전압을 고려한 전자 레인지 용 LLC 공진 형 컨버터의 새로운 기동 제어 방법을 제안한다. 제안 된 방법의 타당성은 LLC 공진형 컨버터를 사용하는 1,200W 전자 레인지의 실험을 통해 입증하였다. This paper proposes an active current shaping of the LLC resonant half-bridge converter for high power microwave oven application. Conventional half-bridge converter for driving a microwave oven uses a hardware-based power control method which varies the frequency according to the ac source voltage. In this case, it is difficult to control the output power according to the variation of the load status of magnetron. The proposed power control consists of an instantaneous current generator and a current controller. Instantaneous current generator makes an active current shape reference from power command using input voltage information. Current controller controls dc current which has an information of status of magnetron. The proposed current control does not require any compensation algorithm for the change of the load status of the magnetron and change of input voltage. The validity of the proposed method for the control of the change of input voltage and frequency is verified by both simulation and experiment. In addition, to improve the harmonic performance of microwave oven, a current controller with variable PI gain is proposed. Recently, as harmonics regulations are strengthened, converter control technology for microwave oven is required to satisfy harmonic performance. In LLC resonant converter, the voltage gain varies significantly depending on magnetron voltage, output power, and input voltage. In order to satisfy the harmonic performance, a controller that keeps the ZVS region and controls the change of the voltage gain is required. The modified design of the LLC resonant converter ensures the ZVS operation even when the magnetron is heated, By applying the variable PI gain current controller, the harmonic control performance according to the instantaneous gain curve change is improved. One of the most critical part for magnetron driving in microwave oven is start-up control. For this, switching frequency of resonant converter should be carefully controlled in order to supply sufficient power to the filament of the magnetron and to prevent rectifier diode from destruction caused by the excessive voltage across them. This paper proposes a novel start-up control strategy for LLC resonant converter for microwave oven considering the non-oscillation mode time and the magnetron voltage during the start-up process. The validity of the proposed method is verified through the experiment with 1,200 W microwave oven using LLC resonant converter.

Fabrication and Characterization of In0.7Ga0.3As Quantum Well (QW) MOSFET with High-k Gate Stack : High-k Gate Stack을 이용한 In0.7Ga0.3As Quantum Well (QW) MOSFET의 제조 기술 및 소자 연구 분석

김도균 경북대학교 대학원 2017 국내박사

Si 기반의 metal-oxide-semiconductor field-effect transistor(MOSFET) 소자는 무어의 법칙에 따라 14 nm 기술까지 물리적인 스케일링이 계속되어 왔으나 off-state power 소비를 증가시키는 gate leakage current의 증가 및 carrier transport의 saturation 현상으로 단순한 물리적인 스케일링에 따른 성능 향상은 더 이상 기대할 수 없을 것으로 예상되어 on-current를 증가시키고 off-current를 감소시키는 새로운 기술인 III-V 물질들에 대한 연구가 필요하게 되었다. 여러 III-V 물질 중 InGaAs 기반의 반도체 소자가 대표적으로 연구가 되고 있다. 그 이유는 Si과 비교하여 우수한 전자이동도를 가지기 때문에 MOSFET의 전력 소모를 scaling 해도 Si기반의 MOSFET보다 우수한 on-current를 기대할 수 있기 때문이다. 본 논문에서는 기존의 Si CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)를 대체 할 수 있는 InGaAs QW(Quantum Well) MOSFET을 연구하였다. 첫째로 InP기반위에 In0.7Ga0.3As 채널 층을 성장해서 MOSFET을 제작하였고 ALD(Atomic Layer Deposition)장비를 이용하여 high-k(Al2O3 및 HfO2)물질을 gate insulator로 활용하였다. 또한, 증착된 high-k insulator의 두께를 다르게 해서 EOT(Equivalent Oxide Thickness) 변화에 따른 InGaAs QW MOSFET의 전기적인 특성 및 전자이동도 특성을 분석하였다. High-k insulator는 HfO2/Al2O3(2/0.6 nm), HfO2/Al2O3(3/0.6 nm) 그리고 Al2O3(3 nm)의 두께로 증착을 하였다. HfO2/Al2O3(2/0.6 nm)의 gate insulator를 증착한 MOSFET의 경우, 0.47 mS/μm의 우수한 transconductance 특성을 보였고 이는 감소된 EOT에 의해서 채널 내에 전기장이 증가하여 많은 전자들을 포획할 수 있기 때문인 것으로 판단된다. 또한, 전자이동도 특성을 비교한 결과, Al2O3(3 nm)의 gate insulator를 증착한 MOSFET에서는 6956.2 cm2/V-s의 전자이동도 특성을 보였고, HfO2/Al2O3(3/0.6 nm) 기반의 MOSFET에서는 6187.5 cm2/V-s, HfO2/Al2O3(2/0.6 nm)기반의 MOSFET에서는 5872.8 cm2/V-s의 전자이동도 특성을 보였다. 이는 Si기반의 소자에서 얻을 수 없는 아주 우수한 전자이동도 특성이다. 또한, Al2O3(3 nm) 기반의 MOSFET의 경우, 6956.2 cm2/V-s의 우수한 전자이동도 특성을 보이며 이는 현재까지 제작된 surface-channel InGaAs 소자 중에서 세계적인 수준이다. 이러한 우수한 전자 이동도 특성은 1) gate-recess 공정 시 플라즈마 손상이 없는 습식 식각 방식으로 공정을 진행한 것과 2) 기생 저항 및 기생 capacitor성분들을 정확하게 제거했기 때문에 얻어진 결과로 예상된다. 이렇게 추출된 EOT에 따른 전자이동도 및 유효 전계를 추출해서 세계 최초로 InGaAs 채널 기반의 universal mobility curve를 추출하였고 이 결과는 Si기반의 MOSFET보다 10배정도 우수한 결과를 보였다. 이러한 이유는 InGaAs 채널의 전자이동도 특성이 우수하기 때문이다. 둘째로, 본 연구에서는 실리콘 기판 위에 GaAs 및 InP 완충층을 활용하여InGaAs 채널층을 15 nm 및 5 nm로 성장하고 InGaAs QW MOSFET을 제작 하였다. 이때 15 nm의 채널층을 가지는 InGaAs QW MOSFET의 경우, 2187 cm2/V-s의 아주 우수한 전자이동도 특성을 보였으며, 이는 1) 기생 저항 및 기생 capacitor의 정확한 제거와 2) GaAs 및 InP 완충층의 최적화된 조건에서 나온 결과로 예상한다. 또한, 5 nm의 InGaAs QW 채널층을 가지는 소자에서는 79.7 mV/dec.라는 우수한 스위칭 특성을 보였으며, 이러한 결과는 gate의 길이가 다른 소자에서도 동일하게 구현이 되었다. 그리고 채널두께가 얇은 5 nm 소자의 경우 gate capacitance의 값이 증가하는 것을 확인하였고, 이 결과를 1D Poisson-Schrodinger 시뮬레이터를 활용하여 분석하였다. 그 결과, 채널 두께가 얇을 경우에는 centroid의 두께가 감소하기에 전체 capacitor의 두께가 감소되어서 gate capacitance의 값이 증가되었다. InGaAs의 두께가 얇은 소자는 594.2 cm2/V-s의 전자이동도 특성을 보였으며, 이는 Si 기판 위에 MOCVD로 성장한 얇은 채널층(5 nm)의 전자이동도가 최초로 추출된 실험결과이다. 결론적으로 본 연구에서는 InGaAs QW MOSFET을 InP 기판 및 Si 기판에서 제작하였고 소자의 우수한 전달특성 및 높은 전자이동도 특성을 비교하여 소자를 분석하였다. 이러한 분석결과는 앞으로 Si CMOS를 대체할 수 있는 InGaAs QW MOSFET의 발전에 도움이 될 것으로 기대한다. In this dissertation, two research themes are mainly investigated as the characterization of In0.7Ga0.3As QW MOSFETs on InP substrate in Chapter 3 and the demonstration of InGaAs QW MOSFET on Si substrate in Chapter 4. In the Chapter 3, the several parts of the characterization for In0.7Ga0.3As QW MOSFETs are demonstrated as the impact of EOT scaling onto device performances of In0.7Ga0.3As QW MOSFETs, the record of effective mobility and the benchmarking in In0.7Ga0.3As QW MOSFETs and the universal mobility behavior of InGaAs QW MOSFETs with the effective gate field and the effective mobility according to the EOT variation. In0.7Ga0.3As QW MOSFETs with HfO2/Al2O3 (2/0.6 nm), HfO2/Al2O3 (3/0.6 nm) and 3 nm-thick Al2O3 layer have been successfully fabricated to characterize the impact of EOT scaling onto device performances. In0.7Ga0.3As QW MOSFET with HfO2/Al2O3 (2/0.6 nm) bilayer has the excellent maximum transconductance of 0.49 mS/μm when compared to the others because the reduction of EOT leads to the increase in the maximum transconductance and the improved accumulation charge in the channel by the high effective gate field. In the case of the effective mobility, In0.7Ga0.3As QW MOSFET with 3 nm-thick Al2O3 layer has the excellent effective mobility of 6956.2 cm2/V-s while the MOSETs with HfO2/Al2O3 (3/0.6 nm) and HfO2/Al2O3 (2/0.6 nm) have the effective mobility properties of 6187.5 cm2/V-s and 5872.8 cm2/V-s, respectively. The highest effective mobility when compared to other two MOSFETs would be obtained by the reduction of the effective gate field due to the increase in EOT which leads to the declined carrier scattering in the channel. Finally, the universal mobility behavior of the InGaAs QW MOSFETs has been demonstrated by the extraction of the effective mobility and the effective gate field according to EOT scaling. The universal mobility property of InGaAs QW MOSFET is 10 times higher than that of Si-based universal mobility curve due to the remarkable material property. The modeling the output properties by using the universal mobility and the intrinsic charge density has the good agreement with the measured drain currents. I believe that the extracted parameters of the effective mobility and the intrinsic charge density are perfectly correct for the accurate evaluation of the carrier transport properties in the In0.7Ga0.3As QW channel layer. In this Chapter 4, two topics are investigated as the outstanding effective mobility of 15 nm-thick InGaAs QW MOSFET on 300 mm Si substrate and the electrical properties of UTB 5 nm-thick InGaAs QW MOSFET with the impact of the thickness scaling of the channel body. The 15 nm-thick InGaAs QW MOSFET has the excellent effective mobility of 2187 cm2/V-s by the optimized buffer layers of GaAs layer and InP layer and the accurate correction of the parasitic parameters. This outstanding effective mobility is the highest value of the surface-channel InGaAs MOSFET on Si substrate. UTB 5 nm-thick InGaAs QW MOSFET is fabricated to investigate the ultra-thin InGaAs QW channel layer and the loss of EOT. This device exhibits the excellent subthreshold swing of 79.7 mV/dec. with the good uniformity. Definitely, the ultra-thin channel layer improves the switching property of the devices by the enhanced gate controllability. The conduction band and the electron density at the same gate overdrive voltage are simulated by using 1D Poisson-Schrodinger simulations for 5 nm-thick and 15 nm-thick InGaAs QW channel layers. Then, the conduction band of 5 nm-thick channel layer exhibits more bending by the enhanced gate field. In addition, the gate capacitances of the InGaAs QW MOSFET, including the gate insulator capacitor, the centroid capacitor and the density-of-state capacitor are defined to understand the capacitor model of III-V MOSFETs. UTB InGaAs QW MOSFET has the effective mobility of 594.2 cm2/V-s which is the first demonstration on 300 mm Si substrate. Finally, I believe that the effective mobility of the InGaAs channel layer would be improved with the quality improvement of InP buffer layer due to the lattice matching between InGaAs layer and InP buffer layer.

Machine Learning based Image Enhancement and Object Tracking for Electro Optical Systems : x전자광학 시스템을 위한 머신러닝 기반의 영상 개선 및 객체 추적

김병학 경북대학교 대학원 2020 국내박사

전자광학 시스템은 무인화 및 자동화되는 응용분야에 다양하게 적용되어 인간의 시각과 인지의 역할을 대신한다. 폭넓게 응용되고 있는 전자광학 시스템은 인류의 생활에 많은 영향을 준다. 특히 국방/보안 및 자율시스템을 위한 전자광학 시스템의 성능발전을 위하여 각 국은 치열 하게 경쟁하고 있으며, 첨단화를 위한 요구도가 매우 높다. 최신의 전자광학 시스템들은 스스로 동작하며 다양한 영상 정보로부터 표적을 정확하게 탐지하고 강인하게 추적하는 성능이 요구 된다. 이러한 요구도의 충족을 위하여, 전자광학 시스템은 목적에 따라 서로 다른 검출센서를 사용한다. 대표적인 2D 센서로 가시(Visible)파장대역의 RGB센서가 사용되며, 고성능 전자광학 시스템은 야간 및 저시정 환경에서의 관측성능 한계사항 극복을 위하여 다양한 파장대역(MWIR, LWIR, NIR, SWIR)의 열 영상 센서를 사용한다. 그러나 열 영상 센서는 검출센서의 특성으로 발생되는 노이즈 제거와, 낮은 검출신호의 대비 개선과 같은 출력 영상의 품질을 효과적으로 향 상하는 기술이 필요하다. 최근에는 이와 같은 2D 영상 센서의 한계사항을 극복하기 위하여 3D 센서 기술을 도입함에 따라, 다중도메인의 통합 전자광학 시스템에 관한 연구가 요구된다. 본 연구는 통합된 다중도메인 전자광학 시스템의 개발을 위한 핵심 요소기술에 대한 선행 연구를 목표로 한다. 4가지 핵심 요소기술로 분류된 연구목표는 1) 열 영상 검출센서의 펌웨어 개발을 위한 노이즈 제거방법, 2) 안개 및 해무 (Haze) 투과를 위한 열 영상 대조비 개선방법, 3) 실 시간 러닝기반의 강인한 객체 추적방법, 4) 3D 레이저 레이다를 이용한 소형 객체 탐지방법으로 구분된다. 본 논문에서는 열 영상 검출센서의 노이즈 제거 방법으로, 고정성분의 노이즈 뿐만 아니라 동적성분의 노이즈 성분을 포함하여 시스템이 동작됨과 동시에 실시간으로 보정될 수 있도록, 배경정합 기반의 적응형 노이즈 필터링 방법을 제안하였다. 그 결과로 불균일보정 (NUC)를 포 함한 최신 연구방법과 비교된 제안한 방법의 성능 우수성을 보여준다. 안개 및 Haze와 같은 관측 환경조건에서 열 영상의 관측 성능을 향상하기 위하여, 교차 융합 기반의 능동형 대조비 개선 방법을 제안하였다. 그 결과로 저시정의 관측환경 조건이 모사된 다양한 입력영상에 대한 실험 결과에서, 제안한 방법의 관측 성능이 다른 방법과 비교하여 정규화된 연산시간, 대조비, 노이 즈, 신호, 오차와 관련된 종합적 평가지표에서 가장 우수함을 보여준다. 강인한 객체 추적방법을 위하여, 배경의 움직임을 인식하여 거친 경로를 따라 움직이는 전자광학 시스템의 객체 추적성 능을 향상하는 방법과 객체 움직임을 실시간 딥러닝 학습방법으로 예측하여 추적중인 객체가 다른 물체에 가려지거나 모양이 불분명하게 변하는 경우에도 추적성능이 유지될 수 있는 방법을 제안하였다. 다양한 환경과 여러형태의 객체를 포함하는 비교용 실험데이터를 이용하여 기존에 연구된 객체 추적 방법들과 비교하여 추적 정확도 (Intersection Over Union : IOU) 성능이 우수함 을 정량적으로 보여준다. 기존의 2D 도메인의 한계사항을 극복하기 위하여 3D 레이저 레이다를 이용한 소형의 객체 탐지방법이 제안되었으며, 3D 레이저 레이다의 개발을 단기간, 고성능으로 구현하기 위한 3D 데이터 증강 기법이 동시에 제안되었다. 또한 제안된 열 영상 개선 방법이 모션 인지 추적방법과 딥러닝 탐지/추적 방법의 성능향상에 기여하며, 추적알고리즘의 기대정확도교 차율 (Expected Accuracy Overlap : EAO)을 대폭 향상시킬 수 있음을 정량적으로 보여준다. 본 연구결과로, 노이즈 제거 및 영상 개선 방법은 전자광학 시스템 검출 센서에 내장되는 펌웨어의 최적화에 기여할 것이며, 배경인식 및 딥러닝 모션예측 기반의 추적방법은 자동추적 기능을 사용하는 시스템을 위한 소프트웨어 알고리즘 최신화에 기여할 것이다. 또한, 3D 센서기 반의 소형표적 탐지방법 연구결과는 향후 다중도메인 전자광학시스템의 개발을 위한 핵심기술 확보와, 미래 국방 및 보안분야의 드론봇 대응 어플리케이션 및 자율시스템에 탑제되는 전자광학 센서 시스템을 위한 고성능 객체 탐지/추적 원천기술 확보에 기여할 것으로 기대된다. 향후 계획으로, 연구된 4대 핵심 요소기술 방법을 임베디드화 하여 실제의 시스템에 적용 할 계획이며, 객체의 움직임 뿐만 아니라 객체의 모양 변화까지 예측할 수 있는 실시간 딥러닝 학습 데이터 획득기 기반의 탐지/추적 연동 알고리즘을 추가 연구할 계획이다. 최종적으로 2D 와 3D 도메인의 탐지/추적 결과가 상호 협력하여 환경 및 운용조건에 강인한 멀티도메인 전자광학 시스템의 구현을 위한 연구에 기여하고자 한다.

몬테카를로 시뮬레이션 방법을 이용한 유기물질에서의 전자이동도 계산에 대한 연구

송시호 한양대학교 대학원 2008 국내석사

유기발광소자(OLED)와 유기물반도체(OBD) 등과 같은 차세대 전자 소자로서 주목 받고 있는 유기물 기반의 소자는 무기물 기반의 소자와 비교하여 가격 및 제작방법 등에서 다양한 장점을 지니고 있다. 전자소자의 개발에 있어 차세대 성장동력의 한 분야로 꼽히고 있는 유기물을 사용한 소자에 대한 연구는 소자의 동작을 예측하기 위한 시뮬레이션 작업이 필수적이지만 유기물을 사용한 소자에 대한 현재의 시뮬레이션 결과는 그 수준이 아직 만족할만하지 않다. 본 연구에서는 몬테카를로 방법을 사용하여 여러 가지 조건을 고려한 유기물에서의 전자의 이동도를 계산하는 모델을 개발하였다. 시뮬레이션을 위한 기본 조건으로 소자의 길이는 50~ 1500사이트를 기준으로 하였으며 이웃한 사이트간 거리는 3A 또는 6 A으로 하였다. 소자의 온도는 300K를 기준으로 하였으며 몬테카를로 방법을 이용하여 하나의 계산 당 50번의 루프를 돌려 계산하였다. 몬테카를로 방법을 통한 유기물에서의 전자 이동도의 계산은 유기물 내의 전자들이 유기물 내에 형성된 트랩을 호핑(hopping)한다는 가정하의 트랩과 트랩간의 천이 확률을 컴퓨터에서 발생시킨 난수를 통해 얻고 이를 통계적으로 처리하여 유기물 내에서 전자의 이동도를 예측한다. 전자의 이동은 파울러-노드하임형 터널 주입이나 구조 결함에 의한 트랩 준위의 전자 주입의 영향을 고려하지 않고 오직 LUMO 레벨에서의 에너지 상태에 대한 트랩의 분산 정도에 따른 전자의 이동만을 고려하였다. 시뮬레이션 결과, 벌크상태의 소자를 소자의 크기 별로 계산하였을 때는 크기와 이동도는 큰 관계가 없는 것으로 나타났다. 이는 실제 소자가 아닌 순수한 유기물 자체에서의 전자의 움직임을 반영하고 있다. 벌크 상태에서의 전자 이동도는 실험적인 결과와 마찬가지로 전계가 증가함에 따라 트랩 사이트에서의 전자의 포획과 이동이 반복되며 계속해서 증가하다가 어느 순간 포화되며 다시 감소하는 것으로 나타났다. 이는 전계에 증가에 따라 유기물 내부에서의 전자의 이동 속도는 변화가 거의 없는데 비해 전계는 계속 증가하기 때문에 상대적인 이동도가 줄기 때문이다. 전자의 이동도는 온도에 의한 영향이 크며 온도가 높아짐에 따라 이동도는 전체적으로 증가하는 것을 볼 수 있었다. 다만 분산도가 30meV로 상대적으로 작을 때는 특정온도 이상의 온도에서 포화되어 어느 값 이상으로 이동도가 증가하지 않는 결과를 보였다. 이것은 온도의 증가에 의한 영향이 분산도 대역에 대한 영향과 맞물려 더 이상 증가하지 않고 서로 상호보완적인 결과를 보여주는 것으로 보인다. 계면효과를 고려한 모델은 실제 소자에서의 적용을 위한 것으로 크게 소자의 크기와 전극과 유기물의 전위 장벽의 높이에 따른 시뮬레이션을 수행하였다. 전자가 장벽을 뛰어넘기 위해서는 그만큼의 외부의 힘(매우 높은 전계)을 필요로 한다. 장벽을 넘어간 전자는 계면에서 지체된 시간만큼 전자의 이동도를 줄이는 결과를 나타내고 이에 따라 장벽이 높을수록 이동도가 감소하는 것을 보여주었다. 유기물 반도체 소자 등의 제작에 있어 본 연구를 통한 소자 내부에서의 전자의 이동도에 대한 시뮬레이션 결과는 실제 소자의 제작 및 특성 향상에 큰 도움을 줄 것이다. 아직 많은 효과를 고려하지 않고 최소한의 조건을 적용하여 시뮬레이션을 했기 때문에 더 많은 변수를 고려해야 정확한 시뮬레이션이 될 것이다. 또한 실제 소자 제작을 통한 실험 결과를 통해 본 시뮬레이션이 가진 문제점을 개선하여야 하겠다. Organic materials have become particularly attractive because of their promising applications in flexible electronic and optoelectronic devices. Electronic parameters in electronic and optoelectronic organic devices have become very important for enhancing the device efficiencies. Among the electronic parameters, mobilities in the organic materials play an important role for understanding the carrier transport in organic devices. Even though some works concerning the electrical and optical properties of the organic light-emitting diodes and organic memory devices have been performed, studies on the mobilities in the organic materials of the devices have not been theoretically conducted yet. This paper presents data for mobilities as functions of the electric field with different device sizes and temperatures in organic materials calculated by using a Monte-Carlo simulation method. The mobilities in the organic materials as functions of the electric field with different device sizes show that the mobilities at low electric fields decrease with an increase in the device size resulting from an increase in the site number and that those at higher electric fields are not affected by the variation of the device size. Figure 1 shows that the simulation results of the mobilities in the organic materials as functions of the electric field with different temperatures. The mobilities in the organic materials as function of the electric field show that the mobilities below a critical electric field are affected by the temperature and that those above a critical electric filed are independent of the temperature. While the mobilities below 250 K increase with increasing temperature, those above 250 K become saturated. These results provide important information on the mobilities for organic layers used in organic devices.

ebXML 정보보호 기술에 관한 연구

박재영 中央大學校 大學院 2003 국내석사

유 무선 인터넷의 보급이 폭발적으로 증가하면서 기존 상거래의 시간과 공간적 제약을 극복할 수 있는 전자상거래 서비스에 대한 수요 또한 높아지고 있다. 그러나 전자상거래의 활성화에 가장 큰 걸림돌로 작용하고 있는 것이 전자거래 시 사용되는 전자 문서와 이를 응용하는 서비스 구성 요소들에 대한 보안 문제이다. 현재 전 세계적인 전자상거래를 위한 전자문서로서는 XML 전자문서가 표준으로 받아들여지고 있으며, UN/CEFACT와 OASIS 등의 국제적인 표준기구에서는 XML기반 전자상거래의 상호운용성을 확보하기 위해 ebXML(Electronic Business Extensible Markup Language)표준을 제정하였다. 이러한 표준에 기반한 전자상거래를 안전하고 신뢰성 있게 서비스하기 위해서는 XML 관련 운용요소들의 정보보호가 무엇보다도 먼저 해결되어야 한다. 사용자 인증, 데이터 무결성 보장, 송수신에 대한 부인 봉쇄 등 다양한 보안 서비스가 추가되어야 한다. W3C와 OASIS는 이러한 보안 서비스를 위해서 XML 기반의 전자서명을 지원하기 위한 XML Signature, 암호화를 위한 XML Encryption, 키관리를 위한 XKMS(XML Key Management System), SAML(Security Assertion Markup Language), 접근제어를 위한 XACML(eXtensible Access Control Markup Language) 등과 같은 XML 기반의 표준을 제정하고 있다. 이러한 XML 보안 표준들은 공개키 기반구조(PKI; Public Key Infrastructure)가 구축된 것을 전제로 하여 제정되고 있기 때문에, ITU-T X.509 표준을 준용한 공개키 인증서 발급을 위한 CA(Certificate Authority), 인증서의 보관 및 관리를 위한 LDAP(Lightweight Directory Access Protocol) 저장소, 인증서 검증을 위한 OCSP(Online Certificate Status Protocol)와 SCVP(Simple Certificate Validation Protocol) 서버 등이 필수적으로 구성되어 있어야 한다. 그러나 지금까지는 PKI 기반의 XML 보안 서비스를 위한 표준만 제정되고 있는 상황이며, XML 기반 전자거래 시스템이 이러한 표준을 올바르게 따르고 있는가에 대한 구체적인 적합성 평가 기준과 평가 절차는 아직 마련되고 있지 않은 상황이어서, 이로 인한 심각한 문제가 야기될 것으로 예상되고 있다. 보안 적합성 평가를 받지 않은 전자거래 시스템들이 다양한 유, 무선 네트워크가 존재하는 차세대 인터넷 환경에서 전자거래 시에 이용 될 경우, 시스템 구현상의 차이점이나 보안 강도의 차이점으로 인하여 예상치 못한 보안 취약점이 노출될 수 있으며, 이는 전체적인 전자거래의 신뢰성 및 안정성이 보장받지 못하는 결과를 초래한다. 이에 본 논문에서는 XML을 기반으로 하는 전자거래 시스템의 정보보호 서비스 구현을 위한 보안 요소들을 파악하고 각 구성요소들의 적합성 및 상호운용성 평가 프레임워크를 도출하였다.

SNS 몰: 전자상거래에서 단골관계 형성을 위한 SNS의 기능 분석 및 활용에 관한 연구

김미수 서울市立大學校 2015 국내박사

소셜네트워킹서비스(Social Networking Service: SNS)와 쇼핑몰을 결합하면 오프라인 거래에서처럼 단골 관계를 형성할 수 있다. 한번이라도 물품을 구매한 고객은 SNS의 팔로우(Follow) 기능을 이용하여 자동으로 단골고객으로 등록하여, 구매자와 생산자와의 관계가 일회성에 그치지 않고 향후에도 지속될 수 있게 하여 잠재고객이 되고, 장기적으로 재구매가 이루어지게 한다. 단골이 된 고객에게 생산자는 신상품 출하 시 객관적인 물품정보 외에 재배하는 동안의 농장 모습이나 농작물의 성장과정 등 생생한 근황과, 파종에서 수확까지의 숨겨진 이야기를 통해 자신이 농사지으며 전원생활을 하는듯한 감성을 자극한다. 소비자는 자신의 SNS 홈에서 기존의 단골 관계인 생산자의 파종, 농사, 수확, 신상품 등의 소식을 타임라인에서 확인하여 필요한 상품을 원클릭(one click)으로 구매할 수 있다. 생산자는 소비자에게 뉴스 및 할인 등의 정보를 제공하여 단골로 만드는 고객 관리가 가능하고, 저장법이나 요리법 등의 다양한 사용법을 안내하며 새로운 물품을 추천하거나 홍보를 할 수 있다. 이러한 장점은 기존의 전자상거래에서 상품의 판매와 홍보가 분리되어 링크를 통해 외부로 연결되어야 하는 문제에서 벗어나 판매와 홍보가 하나의 계정 안에서 수행하도록 하여 사이트 접근성을 높여준다. 이처럼 SNS의 인맥 마케팅 기능에 더하여 시스템은 생산자의 판매 물품을 자동 분류한 카테고리로 소비자의 SNS 홈 페이지에 쇼핑물의 기능을 제공하여 소비자가 원하는 상품을 검색하고 구매할 수 있으며 구매는 자동으로 소비자와 생산자를 단골관계로 연결해준다. 또한 구매자 간에도 구매한 상품에 대한 구매경험을 공유하고, 상품추천, 구매후기 작성 및 기존 구매후기의 재배포가 용이하다. 이처럼 서로 알지 못하던 구매자 사이의 소통도 가능하게 하여, 상품을 추천하고 소식을 확산시키는 것이 ‘SNS 몰’의 가장 큰 특징이다. We can build regular relationships with customers by integrating SNS (Social Networking Service) and internet shopping mall functions. One of the most conspicuous characteristics of a business model that pursues expanding customer relationship is that it tries to lock in customers by encouraging them to repeat purchase in the long-term with the help of “Follow” function in Social Networking Service(SNS), which enables producers to automatically register the customers as potentially important ones and to offer them customized marketing services. In the value chain of the agriculture sector, producers of agricultural products can use SNS functions to provide loyal customers with valuable information and experiences such as the real-time information of their farm and products, hidden stories about the whole process from seeding to harvesting, and the storage and cooking methods of their products. This means that the producers’s websites are now functioning to enable the producers to perform sales and promotion related activities. These activities help the producers invoke customers’ desire to live in the farm and to grow the products themselves. They also raise the accessibility of the producers’ websites as customers are able to share a variety of news and knowledge such as the release of new products. It is a big leap from the traditional e-commerce business model where sales and promotion of a product were separated and could be connected only through outside links. Besides these SNS personal connection building, our system provides shopping mall functions to consumer's SNS home pages with auto classified catalog of products. This two-way, viral characteristics of marketing services using SNS facilitate customers to share product information and their purchase experience with each other, which leads to more effective and efficient communication within the customer community. Then, consumes easily find necessary products and these purchase may lead to regular relationships with sellers. Consumers may redistribute recommendations and reviews and it enables direct communications between consumers who are unknown to each other.

Analysis and Modeling of Carrier Transport in In0.8Ga0.2As High Electron Mobility Transistors at Cryogenic Temperature

손승우 경북대학교 대학원 2023 국내석사

In this study, we have investigated the carrier transport characteristics of In0.8Ga0.2As/In0.52Al0.48As quantum-well (QW) high-electron-mobility transistors (HEMTs) from room temperature to cryogenic temperature. We have fabricated long channel In0.8Ga0.2As QW HEMTs with Lg from 10 μm to 0.6 μm to investigate temperature- dependent carrier transport properties in those devices. We have also proposed a methodology for analyzing carrier transport in high- mobility channel, enabling to extract the effective electron mobility from 300 K to 4 K. To model the temperature-dependent effective electron mobility behavior, we have considered two scattering sources, such as phonon scattering and surface roughness scattering, yielding excellent explanation for the temperature-dependent carrier transport properties of the In0.8Ga0.2As QW HEMTs. Keywords: High-electron-mobility transistor (HEMT), In0.8Ga0.2As, effective electron mobility, cryogenic, surface roughness scattering and phonon scattering. 본 연구에서 인듐-갈륨-비소(In0.8Ga0.2As) 양자 우물 고전자이동도트렌지스터(HEMTs)의 저온에서의 캐리어 전송 특성 및 모델링에 대해 제시한다. 저온에서의 캐리어 특성 분석을 위해 10 마이크로미터부터 0.6 마이크로미터까지의 게이트 길이를 가지는 In0.8Ga0.2As HEMT를 공정하였고 분석하였다. 캐리어 전송 특성 분석을 위하여, 고이동도 채널 물질 소자에 적용 가능한 전자이동도 추출 방법을 제시하고 이러한 분석법을 활용하여 상온에서부터 4 K 까지의 전자이동도를 추출하였다. 추출된 전자이동도는 상온에서 10,800 cm2/V-s였으며 온도가 낮아짐에 따라 점진적으로 증가하여 100 K 에서는 19,500 cm2/V-s 인 것을 확인할 수 있었다. 100 K 에서부터는, 온도의 감소에 따른 전자이동도의 증가가 크게 나타나지 않는 것을 확인할 수 있었고, 최종적으로 4 K 에서는 23,100 cm2/V-s의 전자이동도를 나타내었다. 이러한 전자이동도는 여러 가지 산란 효과로 인해 종합적으로 나타나고, 전자이동도 분석을 위하여 온도에 의존적인 포논 산란 및 온도에 무관한 표면 거칠기 산란 두 가지 산란 효과를 이용하여 전자이동도를 분석하고 모델링 해 보았다. 모델링 결과 추출된 데이터와 매우 잘 일치하는 것을 확인할 수 있었으며, 온도가 낮아질수록 표면 거칠기 산란이 제작된 소자의 주요 산란 효과로 영향을 미치기에 되고 그 결과 온도 감소에 따른 전자이동도 증가 효과가 미미한 것을 확인할 수 있었다. 저온에서의 캐리어 전송 특성 향상을 위해선 인듐갈륨비소 및 인듐알루미늄비소 이종접합간의 표면 거칠기를 개선시키는 것이 필요하다는 것을 본 연구에서 최종적으로 제안한다.

전자코시스템의 신뢰성 향상을 위한 이동평균기반의 노이즈 필터 설계

박재용 경북대학교 대학원 2014 국내석사

Nowadays, wireless sensor networks have been widely used in many monitoring systems. E-nose(Electronic nose) that is one of gas monitoring systems is also using gas sensor and networks in a lot of field which are factory, coal mine and farm. It is used to prevent gas accident or care for human, plants, and animals. Due to the effect of electromagnetic environment, however, it is the collected sensor date usually contain noise. Therefore, it is critical to clean the sensor data before using or monitoring. Currently, there are many studies on EMC system, but it has been hardly carried out research about EMC in gas sensor. Thus, in order to prevent from giving false date of e-nose(Electronic nose) that is caused by Electromagnetic Interference environment, this paper investigated the malfunction of gas sensor under electromagnetic wave and adopted moving average(MA) filter to improve confidence for the electronic nose. To verify the performance of the proposed moving average filter, the gas sensor is measured under electromagnetic wave environment in anechoic chamber. Then, time domain of moving average filter is designed based on frequency domain range. The simulation results based on sensor data of electromagnetic environment show that the proposed moving average filter can effectively enhance confidence of sensor data.