4H-SiC Schottky Barrier Diode Using Double-Field-Plate Technique

김태완,심슬기,조두형,김광수,Kim, Taewan,Sim, Seulgi,Cho, Dooyoung,Kim, Kwangsoo The Institute of Electronics and Information Engin 2016 전자공학회논문지 Vol.53 No.7

탄화규소(Silicon Carbide)는 와이드 밴드 갭 물질로써 실리콘(Si)에 비해 고전력, 고주파, 고온 소자용 반도체 물질로서 각광받고 있다. 탄화규소를 이용하여 만든 반도체 소자 중 특히 쇼트키 배리어 다이오드는 현재 가장 많이 사용되는 전력반도체 소자로써 스위칭 속도가 매우 빠르고 낮은 온저항 특성을 가지는 소자이다. 하지만 컨텍 엣지에서의 전계집중으로 인해 항복전압이 낮아지는 단점이 있다. 이를 해결하기 위해 다양한 엣지 터미네이션 기술이 제안되고 있는데, 본 논문에서는 최적의 항복전압을 갖기 위한 이중 필드 플레이트(Double Field Plate) 소자 구조를 제안하였다. 측정결과 제작한 소자는 온저항을 유지한 채 38% 향상된 항복전압을 나타내었다. 제안한 소자 특성 검증을 위해 소자를 설계 및 제작한 후 전기적 특성을 측정하였으며, 이중 필드 플레이트 구조는 길이와 두께가 서로 다른 필드 플레이트를 겹쳐 올림으로써 구현하였다. Silicon carbide (SiC) has received significant attention over the past decade because of its high-voltage, high-frequency and high-thermal reliability in devices compared to silicon. Especially, a SiC Schottky barrier diode (SBD) is most often used in low-voltage switching and low on-resistance power applications. However, electric field crowding at the contact edge of SBDs induces early breakdown and limits their performance. To overcome this problem, several edge termination techniques have been proposed. This paper proposes an improvement in the breakdown voltage using a double-field-plate structure in SiC SBDs, and we design, simulate, fabricate, and characterize the proposed structure. The measurement results of the proposed structure, demonstrate that the breakdown voltage can be improved by 38% while maintaining its forward characteristics without any change in the size of the anode contact junction region.

중층 종합병원 건물의 내진성능평가

김태완,추유림,김승래,Kim, Taewan,Chu, Yurim,Kim, Seung Rae 한국지진공학회 2017 한국지진공학회논문집 Vol.21 No.5

The building which are essential for disaster recovery is classified as a special seismic use group. Especially, achievement of seismic performance is very important for the hospital, so the hospital should be able to maintain its function during and right after an earthquake without significant damage on both structural and non-structural elements. Therefore, this study aimed at checking the seismic performance of a hospital building, but which was limited to structural elements. For the goal, a plan with a configuration of general hospitals in Korea was selected and designed by two different seismic-force-resisting systems. In analytical modeling, the shear behavior of the wall was represented by three inelastic properties as well as elastic. Nonlinear dynamic analyses were conducted to evaluate the performance of structural members. The result showed that the performance of shear walls in the hospital buildings was not satisfied regardless of the seismic-force-resisting systems, while the demands on the beams and columns did not exceed the capacities. This is the result of only considering the shear of the wall as the force-controlled action. When the shear of the wall was modeled as inelastic, the walls were yielded in shear, and as the result, the demands for frames were increased. However, the increase did not exceed the capacities of the frames members. Consequently, since the performance of walls is significant to determine the seismic performance of a hospital building, it will be essential to establish a definite method of modeling shear behavior of walls and judging their performance.

피로인산 전해질에서 양극산화를 통한 알루미늄 3104 합금 나노섬유 산화물 형성

김태완,이기영,Kim, Taewan,Lee, Kiyoung 한국전기화학회 2021 한국전기화학회지 Vol.24 No.1

본 연구에서는 산업에서 많이 이용되는 알루미늄 3104H18 금속을 양극산화하여 다공성 나노구조 및 나노섬유 구조의 알루미늄 산화막을 형성하였다. 양극산화를 위한 전해질은 피로인산(H4P2O7)과 증류수를 혼합하여 사용하였다. 양극산화 진행 시 전해질의 농도, 온도, 인가전압과 같은 다양한 변수를 통해 다공성 알루미늄 산화막과 나노섬유 구조를 형성할 수 있었다. 나노섬유 구조를 형성하기 위해서는 피로인산 전해질 농도가 75 wt%, 인가전압이 30 V, 20℃의 양극산화 온도가 최적 조건임을 밝혀냈다. 인가전압이 40 V 이상이 되었을 때는 산화물의 용출속도의 증가 또는 높아진 전압으로 인한 채널벽의 두께증가로 인하여 다공성 나노구조의 형태가 나타난다는 것을 확인했다. 본 연구를 통하여 전해질의 농도, 인가전압 및 온도에 따른 산화물의 형성 및 용해반응이 평형을 이루었을 때 가장 나노섬유가 잘 형성된 알루미늄 산화막을 형성할 수 있음을 밝혔다. In this study, we investigated the formation of the metal oxide nanostructure by anodization of aluminum 3104H18 alloy. The anodization was performed in pyrophosphoric acid (H4P2O7) electrolyte. By the control of anodization condition such as concentration of electrolyte, anodization temperature and applied voltage, nanoporous or nanofiber structures were obtained. The optimal anodization condition to form nanofiber structures are 75 wt% of H4P2O7 at 30 V and 20℃. When anodization was performed at over 40 V, nanoporous structures were formed due to accelerated dissolution reaction rate of nanofiber structures or increasing thickness of channel wall.

기존 저층 필로티 건물의 스펙트럼 변위 기반 손상도 기준 개선

김태완,Kim, Taewan 한국지진공학회 2021 한국지진공학회논문집 Vol.25 No.5

The Ministry of the Interior and Safety in Korea developed seismic fragility function for various building types in 2009. Damage states for most building types were determined by structural analyses of sample models and foreign references because actual cases damaged by earthquakes rarely exist in Korea. Low-rise, piloti-type buildings showed severe damage by brittle failure in columns due to insufficient stirrup details in the 2017 Pohang earthquake. Therefore, it is necessary to improve damage state criteria for piloti-type buildings by consulting actual outcomes from the earthquake. An analytical approach was conducted by developing analysis models of sample buildings reflecting insufficient stirrup details of columns to accomplish the purpose. The result showed that current spectral displacements of damage states for piloti-type buildings might be too large to estimate actual fragility. When the brittle behavior observed in the earthquake is reflected in the analysis model, one-fourth through one-sixth of current spectral displacements of damage states may be appropriate for existing low-rise, piloti-type buildings.

도농 1인가구 빈곤 특성 비교

김태완 ( Kim¸ Taewan ),이주미 ( Lee¸ Jumi ),최준영 ( Choi¸ Junyoung ) 한국보건사회연구원 2023 보건복지포럼 Vol.323 No.0

이 글에서는 가족 구조 변화의 대표적 흐름인 1인가구 증가가 도시와 농촌의 빈곤에 어떤 차이를 가져오고 있는지를 살펴보고, 1인가구 빈곤 문제 해소를 위해 도시와 농촌에 어떤 정책이 필요한지 분석해 보았다. 농어촌 지역에서는 65세 이상의 1인가구 비중이, 도시 지역에서는 19∼34세 이하 청년의 1인 가구 비중이 높게 나타나는 특징을 보였다. 소득은 농어촌 거주 1인가구가 도시 거주 1인가구에 비해 낮은 수준을 보였다. 두 지역 모두 공적이전의 효과로 시장소득 기준에 비해 가처분소득 기준의 빈곤율이 개선되는 모습이다. 연령별, 성별, 경제활동 상태별 분포에 따른 빈곤율 차이를 살펴보았다. 이러한 분석 결과를 통해 지역 간 빈곤율 변화와 관련된 최근 동향을 제공하고, 이들 특성에 맞는 빈곤 정책의 필요성에 대해 논의하였다. In this article, we examine how the increase in single-person households, a representative change in family structure, affected poverty in urban and rural areas. In addition, we explore the necessary policies to alleviate poverty among single-person households in rural and urban areas. The rise in single-person households was particularly noticeable among individuals aged 65 and older in rural areas and among those aged 19 to 34 in urban areas. Income levels were lower for single-person households in rural areas than for single-person households in urban areas. As a result of increased public transfers, the disposable-income poverty rate decreased more than the market-income poverty rate in both urban and rural areas. We also examined changes in the poverty rate by age group, sex, and employment status and drew implications for group-specific poverty reduction policies.

Multi-level hierarchical attachment system Inspired by Gecko Feet

김태완(TaeWan Kim),이상돈(SangDon Lee) 한국트라이볼로지학회 2008 한국트라이볼로지학회 학술대회 Vol.2008 No.11

도마뱀 발붙이는 가장 진화한 응착 시스템으로 알려져 있다. 도마뱀 발은 setae, branches, spatulae로 이어지는 3층 구조로 구성되어 있으며 각 층은 수많은 섬모들로 이루어져 있다. 도마뱀의 응착 능력은 수많은 섬모들과 접촉 표면간의 반데르발스력이 1차 메커니즘이고 모세관력이 응착력을 증대시키는 2차 메커니즘으로 알려져 있지만 도마뱀 발붙이의 놀라운 응착 능력은 다층 구조의 응착 강화 효과로도 설명될 수 있다. 다층 구조의 성모들은 다양한 거친 표면에 대한 적합성을 높여 많은 수의 성모들이 표면과 직접 접촉함으로써 높은 응착력을 발휘할 수 있게 한다. 따라서 본 연구에서는 이러한 도마뱀 발 섬모의 다층 구조에 응착강화 효과를 시뮬레이션 하였다.

보훈정책의 시각에서 본 제주해녀 항일운동의 과제

김태완(Taewan Kim),라미경(Mi-kyoung Ra) 한국보훈학회 2019 한국보훈논총 Vol.18 No.4

본 연구의 목적은 보훈정책의 시각에서 제주해녀 항일운동의 현황과 과제를 분석하는데 있다. 제주해녀 항일운동은 1932년 전국 최초로 해녀 수천 명이 중심이 되어 궐기한 여성집단 독립운동이다. 제주지역은 전국 최초의 여성단체 항일운동이 전개된 의미 있는 지역이기도 하다. 제주해녀 항일운동의 주체였던 해녀회는 일제의 식민지 수탈에 대한 자신들의 처지를 직시하고 생존의 열악성을 절감하면서 스스로 역량을 키워낸 하나의 주체성을 가진 공동체로 거듭날 수 있는 계기를 마련하였다. 보훈정책의 시각에서 제주해녀 항일운동이 “나라를 위해 희생한 이들에 대한 갚음”이 제대로 이루어지고 있는가를 점검해보는 면에서 연구의 의미가 있다. 아직도 미 발굴된 여성독립운동가에 대한 연구의 필요성뿐만 아니라 국가보훈처와 제주시, 제주 시민단체, 연구기관의 보훈정책거버넌스 구축, 종합적인 시스템 정비, 국가적 지원이 시급히 이루어져야 할 것이다. 독립유공자의 포상기준이 적절치 않았다는 점을 바탕으로 제주 지역차원에서는 제주여성독립운동가를 지속적으로 발굴, 연구해야 할 것이다. The purpose of this study is to explore the present situation and tasks of Jeju woman divers’(Haenyeo) anti-Japanese movement in terms of veterans policy. The Jeju woman divers’ anti-Japanese movement was the nation s first independence movement in 1932, led by thousands of women. Jeju is also a significant area where the nation s first anti-Japanese movement was launched. The woman divers’ Union, which was the subject of the Jeju woman divers’ anti-Japanese Movement, faced their situation regarding the colonial occupation of Japan. They created an opportunity to be reborn as a community that developed its own capacity while reducing the poorness of survival. From the perspective of veterans policy, it was meaningful to check whether the Jeju woman divers’ anti-Japanese movement “repays those who sacrificed for the country”. There is still an urgent need for research on undeveloped women s independence activists, as well as national policy support, comprehensive system maintenance, and national support for the National Veterans Office, Jeju City, Jeju Citizens Organizations, and research institutes. Jeju Women s Independence activists should be continually searched and researched at the Jeju local level based on the inadequacy of the Independent Merit Award.

Tribological Optimization for Particulated Rough Surfaces

TaeWan Kim(김태완) 한국트라이볼로지학회 2009 한국트라이볼로지학회 학술대회 Vol.2009 No.11

지금까지 대부분의 거친 표면의 접촉해석에 사용된 표면은 Gaussian 또는 Non-Gaussian 높이 분포를 갖는 표면 들과 같이 단일 모달 거칠기 분포 표면으로 가정되어 해석이 수행되어 왔다. 그러나 마그네틱 표면이나 열처리 후의 석출된 표면 또는 연꽃잎과 같은 작은 범퍼들이 존재하는 경우의 표면은 다중 모달의 높이 분포를 갖는다. 따라서 본 연구에서는 바이모달 분포를 갖는 표면을 수적으로 생성 시켜 접촉해석을 수행하였다. 이를 위해 우선 Gaussaian 거친 표면을 생성 시키고 그 위에 랜덤으로 존재하는 구형 입자 표면을 중첩함으로써 바이모달 분포 표면을 생성시켰다. 다양한 입자의 크기 및 분포에 따른 바이모달 분포 통계 특성을 파악하였으며 접촉해석을 수행하여 마멸, 마찰에 유리한 최적을 표면을 제시하고자 하였다.

Multi-level hierarchical attachment system Inspired by Gecko Feet

TaeWan Kim(김태완) 한국트라이볼로지학회 2009 한국트라이볼로지학회 학술대회 Vol.2009 No.6

도마뱀 발붙이는 수많은 다층의 섬모로 이루어져 있다. 그러한 섬모 구조는 높은 응착력을 발휘할 수 있는 첫번째 근원으로 알려져 있다. 다층 구조의 섬모들은 다양한 거친 표면에 대한 적합성을 높여 많은 수의 섬모들이 표변과 직접 접촉함으로써 높은 응착력을 발휘할 수 있게 한다. 본 연구에서는 생체모방 응착 시스템의 설계 가이드로 활용하기 위해 adhesion design map을 구축하고자 한다. 섬모의 재질, 작동하중 및 접촉하는 표변의 거칠기 정보가 주어졌을 때 각 제한조건을 만족하면서 원하는 응착성능을 발휘할 수 있는 최적의 섬모 형상을 설계할 수 있는 design map을 개발하였다.

자연모사 2층 구조 응착시스템의 최적화

김태완(Taewan Kim) 한국트라이볼로지학회 2010 한국윤활학회지(윤활학회지) Vol.26 No.2

Geckos have a unique ability to cling to ceilings and walls utilizing dry adhesion. Their foot pads are covered by a large number of small hairs (setae) that contain many branches per seta with a lower level of spatulae. Their fibrillar structure is the primary source of high adhesion. In this study, we construct the adhesion design database for biomimetic adhesive system. A simple idealized fibrillar structure consisting of single array of beams is modeled. The fibers are assumed as oriented cylindrical cantilever beams with spherical tip. We consider three necessary conditions; buckling, fracture and sticking of fiber structure, which constrain the allowed geometry. The adhesion analysis is performed for the attachment system in contact with rough surfaces with different s values for different main design variables-fiber radius, aspect ratio and material elastic modulus and so on. The developed adhesion design databases are useful for understanding biological systems and for guiding of fabrication of the biomimetic attachment system.