Earticle

수중 천해 환경에서 능동소나의 반향 신호로 기뢰를 탐지 및 식별하는 일은 복잡한 해양 환경의 영향으로 어려운 문제이다. SVM은 패턴인식 문제에서 최적의 해를 제공하는 이진 분류기이다. 본 논문에서는 SVM을 이용하여 능동소나의 반향 데이터로 기뢰와 같은 금속 물체와 바위를 식별하는 실험을 수행하면서, SVM에 사용되는 커널함수의 파라미터 값의 변화에 따른 식별 성능을 분석하고 제시하였다.

Detection and classification of undersea mines in shallow waters using active sonar returns is a difficult task due to complexity of underwater environment. Support vector machine(SVM) is a binary classifier that is well known to provide a global optimum solution. In this paper, classification experiments of sonar returns from mine-like objects and non-mine-like objects are carried out using the SVM, and classification performance is analyzed and presented with discussions depending on parameter values of SVM kernel functions.

With the development of advanced processing technology, laser processing systems, which require high-quality precision processing, have attracted considerable attention. Although laser equipment is expensive, it enables quick processing and less deformation of materials. This technology is often applied to secondary batteries, which has thus farinvolved the use of argon tungsten inert gas (TIG) welding. However, the welding characteristics of argon TIG welding are not yet good, and a laser is used for welding to address this problem. In this study, lap-joint welding was conducted, and the desired welding characteristics were obtained when the laser power was 1800W and the laser beam travel speed was 1.8 m/min. Lap-joint welding was conducted on Ni-coated SS41. Two cases were compared. No pores were observed in the Ni-coated SS41 lap-joint welding part, and cracks appeared from the lap-joints. Moreover, the pole rod and tap were welded together in a T-joint form to improve the output of the secondary battery. T-joint laser welding showed better welding characteristics than TIG welding.

신재생에너지산업의 발전은 에너지원의 문제를 해결하기 위한 필수적인 과제라 할 수 있다. 이에 따라 세계 각국에서 신재생에너지산업을 위해 적극적으로 움직이고 있다. 신재생에너지산업은 아직 산업기반이 약하고, 산업의 특성상 규모의 경제 및 기술개발을 위한 초기 투자가 필요한 경우가 많다. 따라서, 신재생에너지산업을 육성하기 위한 정책이 실행되고 있는데 우리나라 뿐만 아니라 많은 나라에서 대표적으로 실행하는 정책이 RPS와 FIT 정책이다. 신재생에너지산업은 다양한 이해관계와 경제, 사회, 환경, 국제 등의 변수를 동시에 가지고 있으므로 이를 종합적으로 고려한 정책이 필요하다. 신재생에너지산업의 경우 평가의 지표에 해당하는 부분이 많고 고려되어야 할 변수가 많으나, 이를 모두 고려하기 힘들고 고려한다 하더라도 일관된 기준이 마련되어 있지 않은 상황이다. 따라서, 본 연구에서는 신재생에너지정책을 평가하기 위한 평가지표를 개발, 제시한다.

New & renewable energy becomes a crucial subject to solve the problems inherent in the current energy resources, which results in the fast development of the new & renewable energy industry worldwide. However, not only its base is still weak but the high initial investment for technology development and certain scale of an energy market are required in many cases. For this reason, many countries in the world, including Korea, run the energy policies to foster the new & renewable energy industry such as RSP and FIT. In general, a policy should be established to take various, intertwined interests as well as a number of variables related to economic, social, environmental, and international matters into comprehensive consideration. For new & renewable energy industry, there are many variables to be considered and indexes necessary for evaluation but it is hard to take all of them into account. Even though they were considered, no criteria are available for use in a consistent manner. Therefore, this study plans to develop an evaluation model for the Korean new & renewable energy policy.

본 논문은 지식경제시대의 생산소비자개념으로 프로슈머관점에서 본 단독주택의 건축비즈니스모델 캔버스 적용에 관한 연구이다. 이를 위해서 첫째, 최신 주택시장의 실태를 조사하여 단독주택건축의 특성을 공동주택과 비교하였고, 둘째, 고객에서 생산소비자인 프로슈머의 관점으로 전환하여 단독주택 건축비즈니스 문제점을 도출한 후 셋째, 기존 단독주택건축 비즈니스프로세스의 문제점을 개선하는 방안으로 경영디자인기반의 건축 비즈니스모델 캔버스를 통한 건축비즈니스모델의 새로운 방안을 도출하였다.

This paper aims to applying the architectural business model canvas to urban single houses business based on the prosumer concept of knowledge-based economy. For that purpose, current status of housing market are reviewed to compare the characteristics of urban single houses with general apatments, Second, from the viewpoints of prosumers which means the client as both producer and consumer, single house business problems were investigated. Third, for the purpose of improving current business problems, new architectural business model with the help of business model canvas is developed to give the improvement measures.

최근 그래핀, hexagonal boron nitride (h-BN) 및 $MoS_2$ (molybdenum disulfide)와 같은 2차원 결정 물질들은 무어의 법칙 (Moore's Law)를 뛰어넘어 계속적인 소자의 소형화를 가능케 하고 또한 대면적, 저비용 소자 개발을 가능케 하는 우수한 특성을 가진 차세대 반도체 트랜지스터 소재로 각광받고 있다. $MoS_2$는 bulk 상태일 때는 1.2 eV의 indirect 밴드갭을 가지지만 단층형태일 때는 1.8 eV의 direct 밴드갭을 가지며 dielectric screening 기법 등을 통해 mobility를 향상시킬 수 있는 것으로 연구된 바 있다. 본 연구에서는 화학기상증착(chemical vapor deposition, CVD)법을 이용하여 $MoS_2$박막을 형성하기 위한 기초연구인 Mo전구체의 특성 평가 및 적합한 공정조건 개발 연구를 수행하였다. 사용한 전구체는 $Mo(CO)^6$ (Molybdenum hexacarbonyl)이고, 온도 및 압력, 반응기체($H_2S$, Hydrogen sulfide) 유량 등의 공정 조건 변화에 따른 거동을 Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) 시스템을 사용하여 측정하였다. 또한 $Mo(CO)^6$의 분자구조를 상용 프로그램인 Gaussian으로 시뮬레이션 하여 실제 FT-IR 측정 결과값과 비교 분석하였다. 화학기상증착법을 이용한 $MoS_2$ 증착조건 최적화를 위하여 다양한 온도, 유량, 압력, 및 기판 종류에 대하여 증착 실험을 수행하였으며, 증착된 샘플은 scanning electron microscope (SEM), Raman spectroscopy를 이용하여 분석하였다.

We report a positive exchange bias (HE) in thinmultilayered filmscontaining nano-oxide layer. The positive HE, obtained for our system results from an antiferromagnetic coupling between the ferromagnetic (FM) CoFe and the antiferromagnetic (AFM) CoO layers, which spontaneously form on top of the nano-oxide layer (NOL). The shift in the hysteresis loop along the direction of thecooling field and the change in the sign of exchange bias are evidence of antiferromagnetic interfacial exchange coupling between the CoO and CoFe layers. Our calculation indicates that uncompensated oxygen moments in the NOL results in antiferromagnetic interfacial exchange coupling between the CoO and CoFe layers. One of the interesting features observed with our system is that it displays the positive HE even above the bulk Neel temperature (TN) of CoO. Although the positive HEsystem has a different AFM/FM interfacial spin structure compare to that of the negative HE one, the results of the angular dependence measurements show that the magnetization reversal mechanism can be considered within the framework of the coherent rotation model.

나노스케일에서의 자구체(magnetic domain), 자화벽(magnetic domain wall)에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있으며 특히 자화벽의 위치를 임의로 제어할 수 있는 기술을 응용한 메모리 소자에 대한 연구가 활발하다. 반면에 이러한 연구에 필수적인 자구체, 자화벽 이미징 장비는 매우 미비한 상황이다. 이와 같은 자성이미징(magnetic domain image), 자화벽(magnetic domain wall)을 연구하는데 있어 가장 핵심적인 장비가 SEMPA(Scanning Electron Microscopy with Polarization Analysis)이다. 일반적으로 SEM의 경우 고 에너지 빔의 전자 빔을 주사 시키고 이때 발생되는 이차 전자의 수를 2차원상의 영역에 따라 달라지는 비로 형상을 측정하게 된다. 이때 전자의 수 뿐만 아니라 이들의 spin polarization을 측정할 수 있다면 형상뿐 만 아니라 표면에서의 스핀 상태를 동시에 측정할 수 있게 된다. 기 개발된 W-filament source를 이용한 SEMPA는 field emission source에 비하여 전자빔의 세기가 약하며 이차 전자의 수도 적어 spin polarization 감도가 현저히 떨어진다. 또한 초고진공($1{\times}10^{-10}torr$)에서 사용할 수 없어 측정시료의 contamination을 방지할 수 없다. 이러한 문제점들을 보안하기 위하여 field emission source를 이용한 FE-SEMPA를 개발 중이며 2차전자의 spin polarization감도를 증가시키기 위하여 monte carlo simulation과 전산시늉등울 통해 스핀 검출기를 개발 및 연구결과를 발표하고자 한다.

방사광이 고체물리의 연구에 이용되기 시작한 60년대 말 이후부터 지난 반세기동안 방사광시설과 이를 이용한 분석 장치들은 큰 발전이 거듭되어 왔다. 90년대에는 포항가속기 연구소에서 방사광을 이용한 실험 시설이 완공되어 지난 20 여년간 이용되어 왔고 현재는 이시설이 업그레이드(PLS II) 되어 조만간 다시 이용자에게 공개될 예정이다. 연 x-선의 경우 광전자를 분석하게 되면 시료의 표면으로부터 1 nm - 수십 nm 두께의 현상에 대한 분석이 가능하다. 경 x-선(수 keV 이상의 에너지를 갖는)의 경우는 비교적 큰 penetration depth를 갖지만 grazing incidence를 이용하게 되면 수 나노 이하의 두께에서 일어나는 현상에 대한 연구가 가능하다. 본 tutorial에서는 전자의 에너지 영역인 VUV영역에서 가능한 방사광을 이용한 여러 가지 표면분석법(XPS, MCD, XAS, ARPES, SPEM, PEEM등)에 대한 세부강의를 제공하고자 한다. 총론에서는 경 x-선을 포함하는 방사광을 이용한 표면분석기술이 어디까지 발전되어 왔고 어느 수준까지 분석이 가능한지에 대한 전체적인 view를 제공하고자 한다. 본 tutorial은 이제 막 방사광을 이용한 연구를 수행하려는 연구자들, 지금까지 특정 분석기술을 사용한바 있는 연구자들, 그리고 여러 가지 방사광이용 표면분석방법에 대한 이해가 필요한 소재 혹은 소자의 개발자들에 좋은 배움의 기회가 될 것입니다.

We investigate Landau level spectra of twisted bilayer graphene under a perpendicular magnetic field, showing that the layers provide rich electronic structure depending on misoriented angle. New types of excitations with Landau level sequences due to the reflection of interlayer coupling level are matter of interest in the present work. We calculate the electronic structure of bilayer systems with a relative small angle rotation of the two graphene layers. Calculated Landau level spectra for twisted bilayer graphene using a continuum formulation are in good agreement with existing experimental and theoretical studies. Twist angle dependent numerical simulations provide significant insights for the nature of the Landau level spectra in bilayer graphene, combining signals from both massive and massless Dirac fermions. We finally discuss the influence of the graphene layers in the experimental sample that related to the magneto-transport measurements including quantum Hall conductance.

This paper focuses on the research of the anode and cathode in the Ni-MH secondary battery. In this paper, the proposed method employs a continuous wave Nd : YAG laser based on the pure Ni instead of the low carbon steel to improve the conductivity although the conventional secondary battery is based on the resistance spot welded with low carbon steel SS41. It welds a sandwich panel using the pure Ni and the porous thin plate, and the tested optimal conditions for the laser power and irradiation speed were 300 and 350 Watt, and 1.0~1.6m/min, respectively. Finally, we observed a ratio, heat input and cross-section and measured the conductivity of the welding section to test the weldability.

화학기상증착법(CVD; Chemical Vapor deposition)으로 h-BN을 증착하여 성장 시간에 따른 표면의 특성 및 결정성을 연구하였다. 암모니아 보레인(BH3NH3)을 보론 나이트라이드(Boron Nitride) 박막의 전구물질로 이용하였으며, $70{\sim}120^{\circ}C$로 열을 가하여 열분해하였다. $25{\mu}m$ 두께의 구리 기판을 챔버에 넣어서 Low pressure (~25 mTorr) 상태가 되도록 한다. 25 mTorr 이하의 압력에서 수소 가스 (0.2~1sccm)를 넣고 $20^{\circ}C$/min로 가열한 후 약 한 시간 후에 $990{\sim}1,000^{\circ}C$가 된다. 그 후 Cu foil의 표면을 부드럽게 하고, 산화막을 제거하기 위해 $990^{\circ}C$에서 40 분간 열처리(annealing)한다. 그 후 암모니아 보레인에서 분해된 보라진 가스(borazine; B3H6N3)로 h-BN을 합성한다. 성장 시간이 길수록 더 많은 부분이 보론 나이트라이드에 의해 덮인다는 것을 관찰하였고, 성장 시 주입하는 수소의 양(0.2~5 sccm)과 알곤(0~15 sccm)의 혼합 비율에 따라 보론 나이트라이드의 domain size가 변화함을 알 수 있었다. 그 각각의 차이를 주사 전자현미경(SEM; Scanning Electron Microscopy)을 통해 확인하고, 결정성을 라만 분광(Raman spectroscopy), 광전자 분광(XPS; X-ray photoelectron spectroscopy)으로 비교 분석하였다.

An experimental investigation with 2.8kW Nd:YAG laser system was carried out to study the effects of different laser process parameters on the microstructure and hardness of STD11. The optical lens with the elliptical profile are designed to obtain a wide surface hardening area with uniform hardness. The Laser beam is allowed to scan on the surface of the work piece varying the power (1600, 1800 and 1900kW) and traverse speed (200, 400, 600, 800 and 1000mm/min) at three different F-numbers of lens. After laser surface treatment three zones, In the microstructure have been observed : melted zone(decarburization), heat affected zone(martensite), and the substrate.

Laser surface hardening is one of core technologies to enhance various characteristics such as the strength, hardness, toughness, abrasion resistance, and fatigue resistance for the mold material. This paper focuses on testing characteristics of the laser heat treatment according to the preheating parameters in case of the SM45C medium carbon steel. In this paper, we assume that the power and travel speed of the laser are 1,800W and 0.5m/min, respectively, and the range of the preheating temperature is $50^{\circ}C{\sim}300^{\circ}C$. From the result of the test, we observed that the hardness width and depth are enhanced as the temperature is increased. Also, the best average hardness was 751.7Hv for the temperature of $100^{\circ}C$.

In this paper, we present research experimental results about the different thickness T-joint welding of the high power continuous wave(CW) Nd:YAG laser for the secondary battery of a vehicle. Although the conventional method used for the secondary battery is a argon TIG welding, we utilize a laser welding to improve Tungsten Inert Gas(TIG) welding's weakness. The laser, which has a couple of advantage such as aspect ratio, low Heat Affected Zone(HAZ), good welding quality and fast productivity utilized in this work is a CW Nd:YAG laser. In order to observe laser welding sections, we used a optical microscope. Through the analysis of the metallographic, hardness, aspect ratio, and heat input, we obtained the desired data in condition of 1800 W laser beam power and 1.8 m/min and 2.0 m/min laser beam travel speeds. In order to compare electric resistances of the argon TIG welding and laser welding, we made an actual battery and the electric resistance of the laser welding is reduced by 40~45% comparing with the argon TIG welding.

Lap joint welding conducts low carbon steel plates using a 2.0kW continuous wave Nd:YAG laser beam. The specimen is composed of thin plate of 20 sheets. Process Variables contain two controlled parameters of the laser power and the welding speed. In order to quantitatively examine the characteristics of the lap welding, the welding quality of the cut section, stain-stress behavior, and the hardness of the welded part are investigated. The weld width difference between the top and the bottom because the welding speed is increased. The reason, cooling rate is decreased because of fast welding speed. When the heat input is higher, larger volume of the base metal will melt and the welding heat has longer time to conduct into the bottom from the top. The microstructure and tensile properties of the joints are investigated in order to analyze the effects of heat input on the quality of laser welded specimen. From the results of the investigation, We observe that welding quality is good for the laser power of 1800W, and laser welding speed from 1.8m/min to 2.2m/min.

The purpose of this paper is to describe experimental results about the butt welding and bead on plate welding of the high power Continuous Wave (CW) Fiber laser for Ultra-low carbon Interstitial Free(IF) steel plate for gear part of car. After being welded of the gear parts by the fiber laser and electron beam Microstructures of melting zone had been mixed acicular, granular bainitic, quasi-polygonal and widmanstatten ferrite because of a radical thermal diffusion after welding, difference of critical volume and grain size. As a result of experiment, when gear parts were welded by the fiber laser and electron beam, the fiber laser welding has been stable properties without internal defects more than the electron beam welding. Therefore it has the very advantages of welding high quality and productivity more than conventional melting method. The optimal welding processing parameters for gear parts were as follows : the laser power and welding speed were 3kWatt, 30mm/sec respectively. At this time heat input was $21.2{\times}10^3J/cm^2$.

We investigated the effect of different spin direction of anti-ferromagnetic layer on the magnetic properties of ferromagnetic layer in Fe-NiO and Fe-CoO bi-layer systems. For Fe-NiO system, we prepared the clean MgO(001) surface half-covered with 20 nm Ag films as a substrate for magnetic layers. Then we grew NiO wedge layers on the substrate, and added 8 monolayer(ML) Fe layers on the wedge layer. We examined magnetic properties of the bi-layer system using the surface magnetic optical Kerr effect(SMOKE) and X-ray magnetic linear dichroism(XMLD). From SMOKE measurement we observed the coercivity enhancement due to the set-up of anti-ferromagnetic order of NiO films in both of the Fe/NiO/MgO(001) and Fe/NiO/Ag/MgO(001) system. The most remarkable results in our observation is that the coercivity enhancement of Fe/NiO/Ag/MgO(001) is much larger than that of Fe/NiO/MgO(001). XMLD experiments confirmed the out-of-plane spin direction of NiO layers in Fe/NiO/MgO(001) and in-plane spin-direction of NiO layers in Fe/NiO/Ag/MgO(001), and we concluded that the origin of large enhancement of coercivity is due to the strong parallel coupling between Fe layers and NiO layers. We also confirmed that this strong parallel coupling maintained across the thin Ag layer inserted between Fe and NiO layers. For Fe-CoO system, we prepared Fe/CoO/Ag(001) and Fe/CoO/MnO(001) systems and observed much larger coercivity enhancement in Fe/CoO/Ag(001).

최근 들어 나노스케일에서의 자구체(magnetic domain)에 대한 연구가 매우 활발하게 진행되고 있다. 현재 국내에서 자성 나노구조에 대한 연구가 매우 활발하게 진행 되고 있는 반면에 나노자성이미지를 연구 할 수 있는 장비는 매우 미비한 상황이다. 이러한 자성 이미징을 연구하는데 있어 가장 핵심 적인 장비가 SEMPA(Scanning Electron Microscopy with Polarization Analysis)이다. 국내에서 자성나노구조의 자화와 형상을 동시에 측정 할 수 있는 장비는 한국표준과학연구원에서 개발된 W-filament source를 사용한 SEMPA가 유일하다. 일반적으로 SEM의 경우 고에너지 빔의 전자 빔을 주사 시키고 이때 발생되는 이차 전자의 수를 2차원상의 영역에 따라 달라지는 비로 형상을 측정 하게 된다. 이때 전자의 수 뿐만 아니라 이들의 spin polarization을 측정 할 수 있다면 형상뿐 만 아니라 표면에서의 스핀 상태를 동시에 측정할 수 있게 된다. 기개발된 W-filament source를 이용한 SEMPA는 field emission source에 비하여 전자빔의 세기가 약하며 이차 전자의 수도 적어 spin polarization 감도가 현저히 떨어진다. 또한 초고진공(1x10-10torr)에서 사용할 수 없어 측정시료의 contamination을 방지 할 수 없다. 이러한 문제점들을 보안하기 위하여 field emission source를 이용한 FE-SEMPA를 개발 중이다. 본 연구에서는 설계 및 전산시늉등의 연구결과와 진행사항을 발표하고자 한다. 아울러 W-filament를 사용한 SEMPA의 연구결과에 대한 논의를 할 예정이다.

Titanium for dental implant application has the superior properties of biocompatibility, specific strength, and corrosion resistance. However, it is extremely difficult to find a suitable surface treatment method for sufficient osseointegration with biological tissue/bone cell and implant surface. Surface treatment technology using laser has been researched as the way to increase surface area of implant. In this study, to develop the surface treatment process with improved adhesion between implant and bone cell at the same time for superior biocompatibility, pulsed laser beam was overlapped continuously for scribed surface morphology and determination of friction coefficient. As the results, surface area and friction coefficient was increased over 2 times by the comparison with sand blasting, which is used for the conventional method. In this time, the optimal condition for laser beam power and beam irradiation speed was 13 watt and 50 mm/sec, respectively.

지난 20여년간 표면자성 현상의 연구에 가장 도움이 많이 되었던 실험방법중 하나인 표면 자기광 커효과(Surface magneto-optic Kerr effect, SMOKE) 실험 방법을 소개하고자 한다. 예를 들어 단일층의 철막이 강자성이 되는지, 또 큐리(Curie)온도는 bulk와 비교하여 얼마나 떨어져 있는지, 자화 용이축(easy-axis)은 어느 방향인지 등 매우 기본적인 자성박막의 특성은 스핀트로닉스(spintronics) 분야의 연구에 가장 기본적인 정보이다. 표면 자기광 커 효과(SMOKE)는 이러한 물음에 대한 답을 줄 수 있는 매우 효율적인 방법이다.

We will introduce the surface magneto-optic Kerr effect (SMOKE), which is one of the most helpful experimental methods in the area of surface magnetism for the last two decades. The basic magnetic characteristics of magnetic thin film is the most essential part for the further understanding and application. For example, the possibility of the realization of ferromagnetism for a single layer of iron, its Curie temperature far below that of bulk iron, and the direction of easy axis are the fundamental questions for the spintronic application. SMOKE is an efficient method to answer for the questions above.