Na0.5Bi0.5TiO3 단결정의 교류전기전도도 및 전기 모듈러스

이찬구,이수대 한국물리학회 2013 새물리 Vol.63 No.8

Na0.5Bi0.5TiO3 (NBT) single crystals were grown from the melt by using the Czochralski technique. Complex impedance spectroscopic data were acquired for the NBT single crystals over a wide range of temperatures (30 C 650 C) and frequencies (100 Hz 5 MHz). Electric modulus formalism and ac conductivity analysis were used to analyze the data. The Cole-Cole plots suggest that only the bulk is responsible for the conduction mechanism of the materials and confirms the presence of non-Debye-type relaxations. The modulus analysis indicated the possibility of a hopping mechanism for the electrical processes in the NBT single crystals. We found that the bulk response of the single crystals was that of a localized relaxation process at low temperatures and that a long-range conductivity only emerged at high temperatures. The ac conductivity data were found to obey the Jonscher universal power law, with an exponents of 0.03 ≤ s ≤ 1.0. The total activation energy determined from these plots followed an Arrhenius law and was found to be 1.31 eV. Na0.5Bi0.5TiO3 (NBT) 단결정은 고주파로를 사용하여Czochralski 법으로 결정성장하여 얻었다. NBT 단결정의 복소임피던스측정은 온도 범위 30℃ ~ 650℃, 주파수 범위 100 Hz ~ 5 MHz에서 하였다. 전기 모듈러스와 교류전기전도도 분석을 위한 자료는 임피던스 측정실험으로부터 구하였다. 복소임피던스의 Col-Col 그래프에서 벌크의전도기구를 판정하였고 non-Debye 형의 완화가 확인되었다. 전기모듈러스 분석에서 전도과정은 깡충뛰기 전도기구로 나타났으며저온에서는 국소화된 완화과정이고, 고온에서는 장거리질서의전기전도과정으로 나타났다. NBT 단결정의 교류전기전도도는 Jonscher의멱급수 법칙을 만족시켰으며 지수 s의 크기는 0.03 ≤ s ≤ 1이었고 Arrhenius 식으로 구한 활성화 에너지 Ea는 1.31eV이었다.

전기 전도도, 임피던스 및 모듈러스 해석을 이용한 Li2O-0.5B2O3-0.5SiO2 유리의 완화 현상 연구

김맥,류희제,양용석 한국물리학회 2017 새물리 Vol.67 No.1

리튬이온 박막전지 전해질로 활용되는 Li$_2$O-0.5B$_2$O$_3$-0.5SiO$_2$ (LBSO) 유리의 이온 전도 및 유전 완화 특성을 연구하였다. 유리 시료는 용융 급랭법으로 제조하였으며, 전기측정 주파수는 100 Hz $\sim$ 30 MHz, 온도 영역은 30 $\sim$ 700 $^\circ$C이고 승온율은 2 $^\circ$C/min였다. LBSO 유리의 이온 전도 및 유전 완화 특성은 전기 전도도, 임피던스, 모듈러스 표현법으로 분석하였다. Jonscher의 보편 지수법칙과 Cole-Cole 모델로 구한 $dc$ 및 $ac$ 전도에 대한 활성화 에너지는 각각 0.56, 0.56 eV와 0.55, 0.53 eV이었다. 이는 이온들이 장거리 및 단거리 이동에서 겪는 퍼텐셜 장벽의 높이가 유사함을 의미한다. 주파수에 따른 복소 모듈러스를 Kohlrausch-Williams-Watts (KWW) 함수로 맞추기 하였고, 전기 전도도 및 복소 임피던스 표현법과 비교하였다. We investigated the dielectric relaxation properties of Li$_2$O-0.5B$_2$O$_3$-0.5SiO$_2$ (LBSO) glass, which is used as a thin-film Li-ion battery electrolyte. The glass sample was synthesized by using the melt quenching method, and the electrical properties were measured in the frequency and temperature ranges of 100 Hz $\sim$ 30 MHz and 30 $\sim$ 700 $^\circ$C at a heating rate of 2 $^\circ$C/min, respectively. The ionic conductivity and the dielectric relaxation of the LBSO glass were analyzed by employing its electrical conductivity, complex impedance and modulus. The $dc$ and the $ac$ activation energies obtained using Jonscher’s universal power law were 0.56 and 0.56 eV, and those obtained using Cole-Cole plot were 0.55 and 0.53 eV, respectively. The similar values of the $dc$ and the $ac$ activation energies indicate that the potential barrier heights between long and short distances for the ions to move are close to each other. The frequency dependency of the modulus could be fitted using the Kohlrausch-Williams-Watts model, and the results were compared with those obtained from an electrical impedance and conductivity analysis.

카본블랙 분산액의 유변물성과 입자 응집의 상관성 분석

김도경,구상균 한국공업화학회 2019 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2019 No.0

콜로이드 분산액의 유변학적 물성과 프랙탈 이론을 이용하여 입자의 응집 구조를 분석한다. 콜로이드 분산액은 평균 입경 0.024 미크론의 카본블랙 입자가 뉴톤 유체인 에틸렌 글리콜에 분산된 것이다. 실험에서 제조한 콜로이드 분산액의 입자 분피분율 범위는 0.06-0.085이다. 유변학적 측정은 두 가지 흐름에서 이루어진다. 정상상태 한방향 전단 흐름에서 전단속도(shear rate)에 따른 전단응력을, 진동전단 흐름에서는 점성 및 탄성 모듈러스를 측정하였다. 이들 유변물성을 이용하여 프랙탈 응집 정도를 예측하였다.

이수석고 함량과 Iron Modulus 변화에 따른 염소 함유 시멘트의 특성에 관한 연구

이영준,김남일,조정훈,서성관,추용식 한국자원리싸이클링학회 2022 資源 리싸이클링 Vol.31 No.3

The physical properties of chlorine-containing cement were analyzed to optimize the operational conditions when waste resources containing chlorine were used in the cement manufacturing process. Cement with clinker to gypsum weight ratios of 95:5 and 93:7 were manufactured. In addition, the iron modulus (IM) of clinker was set to 1.3, 1.5, and 1.7 to evaluate the burnability and physical properties of clinker. With constant chlorine content, increasing gypsum content resulted in a decrease in the 3 day-compressive strength, whereas the 28 day-compressive strength increased. In addition, flow and setting time also increased with increasing gypsum content. As the IM decreased, burnability was improved, free-CaO content decreased, alite and ferrite content increased, and compressive strength increased In particular, the compressive strength of IM 1.3 was approximately 14% greater than that of IM 1.7 본 연구에서는 시멘트 제조공정에서 염소를 함유한 폐자원을 활용하였을 때, 염소가 클링커뿐 아니라 최종 제품에 긍정적인 영향을끼칠 수 있는 최적의 조건을 제시하고자 염소 함유 시멘트의 물리적 특성을 분석하였다. 동일한 조건의 클링커를 이수석고 중량비 95:5 및 93:7로 분쇄 후 실험을 진행하였다. 또한 클링커 모듈러스를 IM 1.3, 1.5 및 1.7로 제어하여 클링커의 광물학적 특성과 물리적 특성을동시에 분석하였다. 동일 염소 함량 조건에서 이수석고 함량이 증가할수록 3일 압축강도는 감소하였으나, 장기 압축강도 발현율은 증가하였다. 또한 플로우와 응결시간이 증가하는 것을 확인되었다. IM 감소에 따라 우수한 클링커 광물 특성이 발현되어 free-CaO 함량이 감소하고, alite 및 ferrite 광물이 소폭 증가하였다. 압축강도는 IM이 감소할수록 증가하였으며, IM 1.3의 경우 IM 1.7 대비 약 14%가 상승하였다. 이를 통해 시멘트 제조공정에서 폐자원을 활용하여 자원 절약, 에너지 절감 등의 환경적 측면과 아울러 최종 제품인 시멘트 압축강도 등의 성능 향상에 긍정적인 영향을 미치는 것을 기대할 수 있었다.

블라인드 등화를 위한 상수 모듈러스 오차의 영-확률 추정 방법

김남용 ( Namyong Kim ) 한국인터넷정보학회 2014 인터넷정보학회논문지 Vol.15 No.5

상수 모듈러스 오차가 영이 될 확률을 최대화하도록 설계된 블라인드 등화 알고리듬은 한 반복시간에서 합산과정을 수행하여 큰 복잡성을 유발한다. 합산과정에서 생기는 이러한 계산상의 부담을 줄여보고자 상수 모듈러스 오차 (CME)의 영확률(ZEP)과 그것의 기울기를 추정하는 새로운 접근 방법을 이 논문에서 제안하였다. 다음 반복시간에서 CME의 ZEP는 현행 CME의 ZEP를 기반으로 하여 반복적으로 계산될 수 있음을 보였다. 알고리듬의 가중치 계산을 위한 기울기도 반복적 추정 방법에 의해 구해진 CME의 ZEP를 미분하여 구해질 수 있음을 제시하였다. 시뮬레이션에서 기존의 블록 처리에 의해 구하던 방법과 비교하였을 때, 제안한 방법에 의해 구해진 CME의 ZEP와 기울기가 상당히 줄인 계산량에도 불구하고 완전히 동일한 추정 결과를 보였다. Blind algorithms designed to maximize the probability that constant modulus errors become zero carry out some summation operations for a set of constant modulus errors at an iteration time inducing heavy complexity. For the purpose of reducing this computational burden induced from the summation, a new approach to the estimation of the zero-error probability (ZEP) of constant modulus errors (CME) and its gradient is proposed in this paper. The ZEP of CME at the next iteration time is shown to be calculated recursively based on the currently calculated ZEP of CME. It also is shown that the gradient for the weight update of the algorithm can be obtained by differentiating the ZEP of CME estimated recursively. From the simulation results that the proposed estimation method of ZEP-CME and its gradient produces exactly the same estimation results with a significantly reduced computational complexity as the block-processing method does.

CuO를 첨가한 K0:5Na0:5NbO3 단결정의 임피던스와 모듈러스 특성

이찬구 한국물리학회 2018 새물리 Vol.68 No.1

Lead-free piezoelectric single crystals of K0:5Na0:5NbO3(KNN)-xCuO (x = 0.01, 0.02, 0.03, 0.04) were grown by using the Czochralski method. In the present study, the effect of the added CuO on the electrical behavior (impedance, modules, and conductivity relaxation mechanisms) of the KNN single crystals were carried out by using a complex impedance spectroscopy technique in the frequency range from 100 Hz to 5 MHz at temperatures from 30 to 650◦C. The Cole-Cole plots exhibited two impedance semicircles, one associated with the bulk and the other with the twin boundaries in the crystalline layers, and confirmed the presence of non-Debye-type relaxation. The scaling behavior of modulus (M ′′) spectrum confirmed that the relaxation dynamics was independent of both the dopant and the temperature. The relaxation nature of the modulus was governed by the hopping of oxygen-ion vacancies in electrical transport processes. The frequency dependence of the ac conductivity data followed a power law ac = A!s with 0:06 s 1. The thermal activation energies (Ea) for the conduction of charge carriers in the cubic phase were calculated as 0.91 eV for x = 0.01 and 0.84 eV for x = 0.04. 무연 압전물질인 K0:5Na0:5NbO3(KNN)-xCuO (x = 0.01, 0.02, 0.03, 0.04) 단결정을 Czochralski 법으로 성장시켰다. CuO 첨가에 따른 전기적 특성 (임피던스, 모듈러스, 교류전기전도도, 완화기구 등)을알아보기 위하여 측정 주파수는 100 Hz 5 MHz, 온도는 30 650 ◦C 범위 에서 임피던스 스펙트럼을측정하였다. 복소임피던스의 Col-Col 그래프에서 두 개의 반원을 보이는 특성을 벌크와 결정층면의경계에 의한 이중 회로를 나타내었으며 non-Debye 형의 완화를 형성하였다. 모듈러스 (M ′′) 스케일링의거동으로부터 동적 완화는 Cu 도핑 양과 온도에 무관하였고, 전도는 산소이온 공핍의 깡충뛰기 전도기구로나타내었다. 교류전기전도도는 멱급수 법칙 ac = A!s 을 만족시켰으며 지수 s 의 크기는 0:06 s 1 이었고, Arrhenius 식으로 구한 활성화 에너지 Ea 는 입방정계에서 시료 x = 0.01 경우 0.91 eV, x = 0.04 경우 0.84 eV 이었다.

Li$_{2}$B$_{4}$O$_{7}$-ZnO 합성유리의 이온 전도도 및 완화 동역학

임영훈,김맥,양용석 한국물리학회 2016 새물리 Vol.66 No.1

We have investigated the ionic conductivity and relaxation dynamics in Li$_{2}$B$_{4}$O$_{7}$ (LBO) and 0.9Li$_{2}$B$_{4}$O$_{7}$-0.1ZnO (LBZO) glasses. The samples were synthesized by using the melt quenching method. The impedance measurements were carried out in the frequency range from 100 Hz to 30 MHz and in the temperature range of 30 $\sim$ 700 $^\circ$C at a heating rate of 2 $^\circ$C/min. The proper relation between the exponents of the Cole-Cole representation and the stretched exponential of the modulus is characterized. The $dc$ activation energies of the LBO and the LBZO glasses were 0.70 eV and 0.75 eV, respectively, and the $ac$ activation energies were 0.66 eV and 0.71 eV, which were obtained from fits of the complex impedance Cole-Cole curves. The $ac$ activation energies obtained from the modulus representation were in good agreement with the values obtained from the Cole-Cole representation. The $dc$ conductivity was lower for the compound of ZnO in LBO glass. The activation energies of the average electric relaxation time and the dc conductivity obtained by using a complex modulus analysis showed that the LBO and the LBZO glasses satisfied the Barton, Nakajima, Namikawa (BNN) relation. Li$_{2}$B$_{4}$O$_{7}$(LBO)유리와 0.9Li$_{2}$B$_{4}$O$_{7}$-0.1ZnO (LBZO) 유리의 이온전도도와 완화 동역학을 연구하였다. 유리시료는 용융된 재료를 급랭하여 제조하였다. 임피던스는 주파수 100 Hz $\sim$ 30 MHz, 온도 30 $\sim$ 700 $^\circ$C 범위에서 승온율 2 $^\circ$C/min으로 측정하였다. Cole-Cole 표현법과 모듈러스 표현법에 사용된 지수들의 관계를 비교 분석하였다. Cole-Cole 표현법으로 얻어진 LBO 유리와 LBZO 유리의 $dc$ 활성화 에너지는 각각 0.70 eV, 0.75 eV이며, $ac$ 활성화 에너지는 0.66 eV, 0.71 eV 이었다. 복소 모듈러스 표현식으로부터 얻어진 $ac$ 활성화 에너지는 Cole-Cole 표현법으로 얻어진 값들과 일치하였다. LBO 유리에 ZnO를 합성한 결과 $dc$ 전기전도도가 줄어든다. 모듈러스 해석에 적용한 평균 전기 완화시간 및 직류 전기전도도의 활성화 에너지들로부터, LBO 유리계 및 LBZO 유리계는 각각 Barton, Nakajima, Namikawa (BNN) 관계식을 만족함을 보였다.

충격성 잡음 채널의 블라인드 등화를 위한 최대 영-확률 알고리듬에 대한 성능 분석

김남용 ( Namyong Kim ) 한국인터넷정보학회 2010 인터넷정보학회논문지 Vol.11 No.5

이 논문은 충격성 잡음 환경에 대해 상수 모듈러스 오차(CME)와 가우시안 커널에 근거한 블라인드 등화 알고리듬의 성능분석을 보이고 있다. CME와 평균 자승 오차(MSE)에 근거한 상수 모듈러스 알고리듬(CMA)는 충격성 잡음 환경에서 수렴에 실패한다. 이런 충격성 잡음에 대한 내항성을 위해 최근에 소개된 코렌트로피 블라인드 등화 알고리듬도 PAM 변조 방식에서는 만족할 만한 결과를 보이지 못한다. 원래 가우시안 잡음 환경을 위해 제안되었던 최대 영-확률 블라인드 알고리듬(MZEP-CME)이 충격성 잡음 환경에서도 탁월한 성능을 보인다는 것이 이 논문의 이론적, 그리고 시뮬레이션을 통한 분석에 의해 입증된다. MZEP-CME 알고리듬의 가우시안 커널은 충격성 잡음에 의해 발생하는 출력 신호 전력과 CME 사이의 큰 차이에 민감하게 반응하지 못하게 하는 강한 영향력을 발휘한다. This paper presentsthe performance study of blind equalizer algorithms for impulsive-noise environments based on Gaussian kernel and constant modulus error(CME). Constant modulus algorithm(CMA) based on CME and mean squared error(MSE) criterion fails in impulsive noise environment. Correntropy blind method recently introduced for impulsive-noise resistance has shown in PAM system not very satisfying results. It is revealed in theoretical and simulation analysis that the maximization of zero-error probability based on CME(MZEP-CME) originally proposed for Gaussian noise environments produces superior performance in impulsive noise channels as well. Gaussian kernel of MZEP-CME has a strong effect of becoming insensitive to the large differences between the power of impulse-infected outputs and the constant modulus value.

차동 시공간 선 부호와 성상에 따른 성능 비교

정진곤 한국통신학회 2024 韓國通信學會論文誌 Vol.49 No.5

본 연구에서는 시변 채널 환경에서 무선통신을 위한 차동 시공간 선 부호(DSTLC: differential space-time line code)를 제안한다. 시불변 채널 환경에서 제안된 기존 시공간 선 부호 (STLC: space-time line code) 기법은 송신단에서 모든 시변 채널 정보가 있어야 하며, 이는 시변 채널 환경에서 동작하는 이동체 통신에 STLC 기술을 적용하는데 큰 제약이 된다. 반면, 제안한 DSTLC 기법은 시변 채널 정보를 쓰지 않고 변복조가 가능하다. 하지만, 설계한 DSTLC 기법은 변조 신호 진폭에 불확실성이 있어, 비상수 모듈러스 성상(NCMC: non-constant modulus constellation)에 동일한 위상이 존재한다면, 복조할 수 없으므로, 위상변조(PSK: phase-shift keying)와 같은 상수모듈러스 성상(CMC: constant modulus constellation)을 갖는 변조 기법을 써야 한다. 이를 해결하기 위해 동일한위상을 갖지 않는 다양한 크기-위상 편이 변조(APSK: amplitude and phase-shift keying)인 NCMC 성상을 제시하고, 이를 쓴 DSTLC 시스템의 성능을 검증한다. 그 결과 제안한 DSTLC 기법은 표준화 도플러 주파수(normalized Doppler frequency)가 0.01 이내인 시변 채널 환경에서, 모든 시변 채널 정보를 쓴 기존 STLC 시스템 대비 성능저하가 무시할 수 있는 정도임을 확인함으로써 제안한 DSTLC 기법이 이동체 통신에 적용할 수 있음을 보였다. This study proposes a differential space-time line code (DSTLC) for wireless communications in a time-varying channel environment. The existing space-time line code (STLC) technique proposed in a time-invariant channel environment requires full channel state information (CSI) at the transmitter, which is unsuitable for mobile communications operating in a time-varying channel environment. On the other hand, the proposed DSTLC system does not require CSI for the encoding and decoding. However, since the DSTLC techniques suffer ambiguity on the amplitude of the modulated signals, a non-constant modulus constellation (NCMC) like a quadrature amplitude modulation (QAM) probably having symbols with the identical phases cannot be used, and thus, a constant modulus constellation (CMC), such as phase-shift keying, must be used for the designed DSTLC systems. To resolve this issue, various amplitude and phase-shift keying methods with NCMC are designed, and using them, the feasibility of DSTLC is verified for mobile communications.

비정질 유전체 KNbGeO5의 유전효과 연구

송철호,박현욱,김 맥,최현우,양용석 부산대학교 유전체물성연구소 2005 유전체 논문집 Vol.4 No.

KNbGeO5 비정질을 제조하여 온도와 주파수에 따른 유전효과에 관하여 연구하였다. 전기적 특성은 Impedance/Gain-Phase 분석기를 이용해 2℃/min의 승온율로 상온에서 800℃의 온도구간에서 그리고 주파수는 100 Hz~15 MHz 범위에서 측정하였다. 유리전이 구간에서부터 결정화 구간에 걸쳐 원자 및 분자들의 활발한 움직임으로 실수부와 허수부 모두 급격한 증가를 보였다. 그리고 유리구간에서의 보편법칙을 통한 해석과 모듈러스 분석에 의한 해석이 일치함을 알 수 있었다.