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국립기상과학원에서 구축 중인 새로운 구름물리실험챔버(CPEC) 소개
박민수,차주완,이현경,Belorid Miloslav,염성수,엄준식,장기호,이철규,이승복,김재영 한국대기환경학회 2021 한국대기환경학회 학술대회논문집 Vol.2021 No.10
구름물리 과정은 강수, 강설, 빛의 산란 및 흡수 등 구름과 관련된 다양한 기상 특성을 설명할 수 있는 기상과학의 한 분야로써 이에 대한 이해는 매우 중요하다. 구름물리 과정에 대한 연구는 인공증우의 가능성을 높이고 수치예보모델의 예보 오차를 줄일 수 있기에 매우 중요하다. 국립기상과학원에서는 현재 인공강우 실험기술의 시험 · 검증을 위한 지상 테스트베드(test-bed)를 마련하고 기초 구름물리 연구를 활성화하고자 구름물리실험챔버(CPEC)를 구축 중이다. CPEC은 구름 챔버와 에어로졸 챔버로 구성되며, 풍동기와 연소장치, 냉동설비 등을 포함한다. 구름챔버는 단열팽창을 기본 원리로 하는 챔버이며, 이중구조로 구성되어 챔버 벽면으로부터의 외부로의 열전달을 최소화하는 구조로 설계되었다. 구름 챔버의 외부 챔버는 5 m × 5 m 크기의 원기둥 형태이고, 내부 챔버는 3m × 3 m 크기의 팔각기둥 형태로 챔버 벽면의 온도조절이 가능하다. 구름챔버 내부의 온도는 60℃부터 - 70℃까지 조절이 가능하고, 압력은 1013 hPa부터 30hPa까지 조절 가능하여, 다양한 기상조건을 반영한 실험이 가능하다. 에어로졸 챔버는 3 m × 3 m 크기로 다양한 에어로졸을 발생시킨 후 구름물리실험챔버로 주입시키는 실험이 가능하다. CPEC에는 온도계, 습도계뿐만 아니라 여러 에어로졸 및 구름입자 측정 장비가 연차적으로 도입되어 다양한 구름실험을 지원할 예정이다. CPEC은 2021년 12월에 구축이 완료될 예정으로, 인공강우 및 구름물리 분야뿐만 아니라 환경 분야 등 다양한 분야에서 활용이 가능하므로 학회 회원들의 의견을 수렴하여 CPEC을 활용한 연구 계획에 반영할 예정이다.
Etching for Vertical Sidewall Formation in TiO2 Nanorods
박민수,윤일선,박연상 한국진공학회 2022 Applied Science and Convergence Technology Vol.31 No.5
Titanium dioxide (TiO2) is a desired material for visible light applications owing to its relatively low absorption coefficient and high refractive index compared to those of silicon dioxide (SiO2) and silicon nitride (Si3N4), which are standard CMOS-compatible materials. Since the recent emergence of metasurfaces operating in the visible region, the dry etching of TiO2 has become crucial for fabricating nanostructures with subwavelength scales. In this study, we investigated dry etching conditions for the fabrication of TiO2 nanorods with vertical sidewalls while changing the gas combination of Ar/Cl2 and Ar/BCl3 and adding HBr in small amounts. By measuring the sidewall angle of TiO2 nanorods etched under several etching conditions, we determined a suitable etching condition to form a sidewall with an angle of 89∘.
수평감쇠판 길이에 따른 하이브리드 부유식 구조물의 거동 특성 분석
박민수,정연주,김영택 한국해안,해양공학회 2022 한국해안해양공학회 논문집 Vol.34 No.6
New businesses such as marine leisure and floating construction have recently flourished on the coast. As a result, consideration is given to a floating structure appropriate for marine environments. In this study, we applied a damping plate to increase the stability of a hybrid floating structure that was expanded by vertical and horizontal stacking of mobile unit modules. In the numerical analysis using ANSYS AQWA, the behavioral characteristics of the floating structure were analyzed according to the length change of the damping plate. However, the wave forces acting on a floating structure are excessively calculated by the resonance of fluid surrounded by the structure in the numerical analysis using potential flow. Therefore, we used the damping zone option of the ANSYS AQWA in the frequency domain analysis. 최근 연안에서 해상관광레저, 플로팅 건축 등의 사업발굴이 활발히 진행 중에 있어 해상조건에 적합한 부유식 구조물의 필요성이 대두되고 있다. 본 연구에서는 육상 이동이 가능한 단위 모듈의 수직 및 수평 적층으로 확장된 하이브리드 부유식 구조물의 안정성을 향상시키기 위해 수평감쇠판을 적용하였다. 적용된 수평감쇠판의 길이변화에 따른 하이브리드 부유식 구조물의 거동 특성을 상용 프로그램인 ANSYS AQWA를 이용하여 분석하였다. 하지만 제안된 하이브리드 부유식 구조물의 경우 구조물에 의해 둘러싸인 유체영역이 존재하고 이로 인해 특정 주기에서 공진이 발생할 가능성이 있다. 따라서 구조물에 의해 둘러싸인 유체영역에 ANSYS AQWA에서 제공되는 감쇠존 효과를 고려하여 부유식 구조물의 거동 특성을 주파수 영역 수치해석을 통해 면밀하게 분석하였다.
Bi-Te계 n형 열전분말의 열전특성에 미치는 Cu 도핑의 영향
박민수,구혜영,하국현,박용호,Park, Min Soo,Koo, Hye Young,Ha, Gook Hyun,Park, Yong Ho 한국분말야금학회 2015 한국분말재료학회지 (KPMI) Vol.22 No.4
$Bi_2Te_3$ related compounds show the best thermoelectric properties at room temperature. However, n-type $Bi_2Te_{2.7}Se_{0.3}$ showed no improvement on ZT values. To improve the thermolectric propterties of n-type $Bi_2Te_{2.7}Se_{0.3}$, this research has Cu-doped n-type powder. This study focused on effects of Cu-doping method on the thermoelectric properties of n-type materials, and evaluated the comparison between the Cu chemical and mechanical doping. The synthesized powder was manufactured by the spark plasma sintering(SPS). The thermoelectric properties of the sintered body were evaluated by measuring their Seebeck coefficient, electrical resistivity, thermal conductivity, and hall coefficient. An introduction of a small amount of Cu reduced the thermal conductivity and improved the electrical properties with Seebeck coefficient. The authors provided the optimal concentration of $Cu_{0.1}Bi_{1.99}Se_{0.3}Te_{2.7}$. A figure of merit (ZT) value of 1.22 was obtained for $Cu_{0.1}Bi_{1.9}Se_{0.3}Te_{2.7}$ at 373K by Cu chemical doping, which was obviously higher than those of $Cu_{0.1}Bi_{1.9}Se_{0.3}Te_{2.7}$ at 373K by Cu mechanical doping (ZT=0.56) and Cu-free $Bi_2Se_{0.3}Te_{2.7}$ (ZT=0.51).
High Current Operation in Type-II InP/GaAsSb/InGaAs Double Heterojunction Phototransistors
박민수 한국진공학회 2023 Applied Science and Convergence Technology Vol.32 No.6
The current study focuses on examining the high-current performance of InP/GaAsSb/InGaAs double heterojunction phototransistors (DHPTs) operating at a wavelength of 1.55 m. The remarkable hole blocking property within the base, attributed to the type-II band alignment at the emitter–base and base–collector junctions, results in heightened collector photocurrent levels at reduced bias voltage and a deferred onset of the base push-out phenomenon. To mitigate base surface recombination current and augment the optical attributes of DHPTs, a passivating InP emitter-ledge layer was incorporated. This strategic application demonstrates efficacy in fortifying the phototransistors’ performance characteristics. This study contributes valuable insights into leveraging type-II heterostructures for enhanced DHPT functionality under low-bias conditions, with implications for optoelectronic applications.
Facilitated Transport Membranes Based on PVA-g-PAA Graft Copolymer
박민수,강미소,박보령,김정훈,김종학,Park, Min Su,Kang, Miso,Park, Bo Ryoung,Kim, Jeong-Hoon,Kim, Jong Hak The Membrane Society of Korea 2021 멤브레인 Vol.31 No.3
It is inevitable to generate incomplete combustion gases when mankind utilizes fossil fuels. From this point of view, gas separation process of combustion gas suggests the possibility of recycling CO gas. In this study, we fabricated a facilitated transport polymeric composite membrane for CO separation using AgBF<sub>4</sub> and HBF<sub>4</sub>. The copolymer was synthesized via free-radical polymerization of poly(vinyl alcohol) (PVA) as a main chain and acrylic acid (AA) monomer as a side chain. The polymer synthesis was confirmed by FT-IR and the interactions of graft copolymer with AgBF<sub>4</sub>, and HBF<sub>4</sub> were characterized by TEM. PVA-g-PAA graft copolymer membranes showed good channels for facilitated CO transport. In this perspective, we suggest the novel approach in CO separation membrane area via combination of grafting and facilitated transport. 화석 연료를 사용할 때, 불완전 연소는 필연적으로 발생하는 문제이다. 이러한 관점에서 연소 후 기체 분리는 불완전 연소 기체의 재활용 가능성을 시사한다. 이와 관련하여 본 연구에서는 일산화탄소 기체 분리용 촉진수송 고분자 분리막을 제조하였다. 이를 위해 poly(vinyl alcohol) (PVA) 주사슬 기반으로 acrylic acid (AA) 단량체를 자유 라디칼 중합법으로 PVA-g-PAA 공중합체를 제조하였다. 본 공중합체를 일산화탄소 활용에 적용하는 사례는 처음이며, 제조한 공중합체는 AgBF<sub>4</sub> 염과 HBF<sub>4</sub>를 혼합하여 기체 분리막에 적용하였다. 공중합체 합성 결과는 FT-IR을 통해 분석하였으며, 공중합체와 AgBF<sub>4</sub>, HBF<sub>4</sub>의 상호작용은 TEM를 통해 분석하였다. 염의 첨가를 통해 일산화탄소 기체의 촉진수송 채널을 형성하였으며 이를 통해 일산화탄소 분리막 분야에 촉진수송 및 그래프팅 방법이라는 새로운 접근법을 제시하였다.