생물성연소에 의한 미세먼지 배출 특성과 대기질 영향 연구 : - 농업잔재물 소각을 중심으로 -

김민욱 세종대학교 일반대학원 2019 국내박사

2013년 하반기부터 시작된 미세먼지 문제는 6년이 지났음에도 불구하고 해결 기미가 보이지 않는다. 2019년 3월 1~7일 동안 서울의 PM-2.5 농도는 평균 135 μg/m3로 서울에서 2015년 PM-2.5 관측을 시작한 이래 최고치를 기록했다. 같은 기간 서울, 인천, 경기, 세종, 충남, 충북지역은 7일 연속 고농도 미세먼지 비상저감 조치가 발령됐다. 정부는 미세먼지 문제 해결을 최우선 국정과제로 선정하고 2022년까지 국내 대기오염물질 배출량 35.8 % 감축을 목표로 하고 있다. 2022년까지 감축 목표를 달성하기 위해서는 에너지, 수송, 산업, 농업, 생활 등 전분야의 노력이 필요한 시점이다. 정부는 미세먼지 문제를 해결하기 위해 「미세먼지 관리 특별대책」(2016.06.03.), 「미세먼지 관리 종합대책」(2017.09.26.), 「미세먼지 관리 강화대책」(2018.11.08.) 등을 추진하고 있으나 여전히 미세먼지 문제는 해결되지 않고 있다. 미세먼지 문제 해결을 위한 단기적 대책으로는 고농도 미세먼지 발생 시, 미세먼지 주요 발생원인 노후 석탄 화력발전소 가동을 일시 중단하고 공사장, 불법소각 등 주변 배출원을 집중적으로 점검하는 것들이 있다. 장기적 대책으로는 석탄화력발전소 9기 중 4기를 친환경 연료로 전환하고 5기는 최고 수준의 환경관리를 실시하여 미세먼지 발생을 최소화 할 계획을 가지고 있다. 또한, 정부는 30년 이상의 노후 석탄발전소는 2022년까지 모두 폐지하는 것을 목표로 갖고 있다. 생물성연소는 농업잔재물 소각, 노천소각, 고기 및 생선구이, 목재난로 및 보일러, 아궁이, 숯가마 등 으로 우리 주변에서 쉽게 찾아 볼 수 있다. 생물성연소는 비도로이동오염원, 비산먼지, 제조업 다음으로 많은 미세먼지를 배출하고 있다. 따라서, 미세먼지 감축 목표를 달성하기 위해서는 생물성연소 분야의 적절한 관리가 필요하다. 농작물 수확 후, 남는 농업잔재물 중 사료나 퇴비로 사용되지 못하는 것들은 노천에서 소각되는데 이를 농업잔재물 소각이라고 한다. 2015년 기준, 농업잔재물 소각에 따른 PM-10 배출량은 연간 약 9,183 톤으로 전체 생물성연소 미세먼지 배출량 14,552 톤의 약 63.1 % 수준으로 나타났다. PM-2.5 배출량은 연간 약 7,621 톤으로, 전체 생물성연소 미세먼지 배출량 12,060 톤의 약 63.2 % 수준으로 나타났다. 본 연구에서는 농업잔재물 소각을 중심으로 생물성연소에 의한 미세먼지(PM-10, PM-2.5) 배출 특성과 대기질 영향 분석을 실시하였다. 농업잔재물 소각 부문에 단위면적 당 소각량이 가장 큰 고춧대, 들깻대, 참깻대를 연구대상으로 선정하였다. 농업잔재물 소각에 의한 배출 특성 파악은 발열량 분석, 원소분석, 공업분석, 수분함량 분석을 통해 확인하였다. 농업잔재물의 발열량 분석 결과, 고춧대와 참깻대의 발열량은 각각, 4,356 kcal/kg과 4,358 kcal/kg으로 비슷하게 나타났으며, 들깻대의 발열량은 3,902 kcal/kg으로 다소 낮게 나타났다. 농업잔재물의 원소분석 결과, 탄소 함량은 들깻대가 43.48 %로 가장 높았고, 고춧대가 40.58 %로 낮게 나타났다. 참깻대의 탄소 함량은 41.95 %로 나타났다. 수소 함량은 큰차이가 없었으나 들깻대가 4.88 %로 가장 높았고 고춧대가 4.51 %로 가장 낮게 나타났다. 질소 함량의 경우에 조금 차이를 보였다. 들깻대가 3.13 %로 가장 높았고, 참깻대는 1.15 %로 가장 낮게 나타났다. 황 함량의 경우에 들깻대 0.03 %를 제외하고 최소검출한계 미만으로 나타났다. 농업잔재물의 공업분석 결과, 수분 함량은 고춧대 13.07 %, 들깻대 16.76 %, 참깻대 17.87 %로 분석되었다. 휘발분 함량은 고춧대가 70.87 %로 가장 높았고 들깻대는 66.15 %로 가장 낮게 나타났다. 참깻대 휘발분 함량의 경우 66.54 %로 들깻대 휘발분 함량과 비슷하게 나타났다. 회분 함량의 경우에 조금 차이를 보였다. 들깻대가 4.24 %로 가장 높았고, 고춧대는 1.46 %로 낮게 분석되었다. 참깻대의 회분 함량은 3.15 %로 나타났다. 고정탄소 함량의 경우에 고춧대가 14.60 %로 가장 높았고, 들깻대와 참깻대는 12.85 %, 12.44 %로 비슷한 수준으로 나타났다. 초미세먼지의 전구물질인 NOx, SOx, VOCs도 함께 분석하였다. 고춧대 소각 시 발생되는 NOx의 평균 농도는 110 ppm이며, SOx의 평균농도는 1 ppm으로 나타났다. VOCs 분석 결과, Benzene, Toluene, Ethylbenzene, mp-Xylene, Strene의 평균 농도는 각각 796.84 ppb, 494.42 ppb, 129.36 ppb, 67.72 ppb, 81.66 ppb로 나타났다. 들깻대 소각 시 발생되는 NOx의 평균 농도는 21 ppm이며, SOx의 평균농도는 4 ppm으로 나타났다. VOCs 분석 결과, Benzene, Toluene, Ethylbenzene, mp-Xylene, Strene의 평균 농도는 각각 708.01 ppb, 343.66 ppb, 64.04 ppb, 34.11 ppb, 17.54 ppb로 나타났다. 참깻대 소각 시 발생되는 NOx의 평균 농도는 60 ppm이며, SOx의 평균농도는 4 ppm을 나타났다. VOCs 분석 결과, Benzene, Toluene, Ethylbenzene, mp-Xylene, Strene의 평균 농도는 각각 486.85 ppb, 263.94 ppb, 43.16 ppb, 19.77 ppb, 6.01 ppb로 나타났다. 농업잔재물에 수분함량이 많을 경우, 불완전연소를 가중시켜 입자상오염물질이 상대적으로 많이 발생된다. 농업잔재물 소각 시 수분함량 차이에 따른 PM-10, PM-2.5의 농도 변화를 살펴본 결과, 수분함량이 높을수록 PM-10과 PM-2.5의 농도 간의 차이가 커지는 것을 확인 할 수 있었다. 농업잔재물 배출 특성 분석을 통해 농업잔재물 소각 부문의 미세먼지와 블랙카본 배출계수를 산정하였다. 배출특성(수분함량)을 고려한 고춧대, 들깻대, 참깻대 소각 시 발생되는 미세먼지(PM-10, PM-2.5) 배출계수는 다음과 같다. 고춧대 소각 시 발생되는 PM-10 배출계수 범위는 7.64~27.05 g/kg, PM-2.5 배출계수 범위는 5.82~22.21 g/kg으로 나타났다. 들깻대 소각 시 발생되는 PM-10 배출계수 범위는 14.07~58.37 g/kg, PM-2.5 배출계수 범위는 8.1~53.05 g/kg으로 나타났다. 참깻대의 PM-10 배출계수 범위는 7.97~105.75 g/kg으로 나타났으며 PM-2.5 배출계수 범위는 6.60~79.89 g/kg으로 나타났다. 블랙카본 배출계수 산정 결과, 고춧대의 PM-10, PM-2.5의 블랙카본 배출계수 평균은 각각 17.17 g/kg, 11.46 g/kg으로 나타났다. 들깻대는 각각 4.66 g/kg, 4.37 g/kg 그리고 참깻대는 각각 5.21 g/kg, 5.02 g/kg으로 나타났다. 산정 된 PM-10, PM-2.5 배출계수는 비모수적 분석 방법인 Monte Carlo Simulation을 이용하여 미세먼지 배출계수의 불확도를 산정하였다. 추가적으로 소각 전 노지에 방치된 농업잔재물이 시간경과의 따라 변동하는 수분함량을 측정하여, 현장여건을 고려한 미세먼지 및 초미세먼지의 배출계수를 제시하였다. 미세먼지(PM-10, PM-2.5)와 블랙카본 배출계수를 이용하여 고춧대, 들깻대, 참깻대 소각에 의한 배출량을 산정하였다. 2018년도 기준으로 PM-10 배출량은 각각 약 1,297.93 ton/year, 2,569.45 ton/year, 1,190.79 ton/year으로 나타났으며, PM-2.5 배출량 경우 각각 약 960.25 ton/year, 2,178.25 ton/year, 978.09 ton/year으로 나타났다. 블랙카본의 배출량은 2018년도 기준으로 PM-10 블랙카본 배출량은 각각 약 1,438.7 ton/year, 427.9 ton/year, 183.2 ton/year으로 나타났으며, PM-2.5 블랙카본 배출량은 각각 약 1,411.9 ton/year, 401.3 ton/year, 153.6 ton/year으로 나타났다. 추가적으로 지리정보시스템(GIS, Geographic Information System)을 이용하여 전국 배출분포도 파악하였다. 연구의 결과를 종합하면, 농업잔재물 소각 부문의 미세먼지 인벤토리 정확도 및 신뢰성을 향상 시켰으며, 농업잔재물 소각 부문의 미세먼지 배출량 산정 시 중요한 자료가 될 것으로 판단된다. Biomass burning is largely divided into six types: open burning, agricultural waste burning, meat and fish roasts, wood stoves and boilers, furnaces, and charcoal burners. Biomass burning is largely characterized by incomplete combustion due to the difficulty of appropriate control, which results in the emission of a large amount of air pollutants and the generation of harmful substances such as volatile organic compounds (National Institute of Environmental Research, 2014). As of 2015, emissions from biomass burning have accounted for 6.24 % for PM-10 and 12.2 % for PM-2.5 of the total particulate matter (PM) emissions in South Korea, which was the fourth largest source after non-road mobiles, fugitive dust, and manufacturing industry. In biomass burning, the agricultural waste burning category accounted for the largest proportion of emissions for particulate matter. Most agricultural wastes, except rice straws, are subjected to insituburning(GyeonggiResearchInstitute,2012). Rice straws are use d as feedstuffs for live stock after being processed by around straw baler. The other crop wastes such as orchard pruning wastes, corn, chili, perilla, and sesame are burned in situ without further treatments. Since in situ agricultural waste burning directly emits PM (PM-10 and PM-2.5) into the air, it is important to accurately identify the characteristics of PM emissions. Agricultural wastes are frequently burned in situ without complete drying. In case of high moisture content in the wastes, incomplete combustion is enhanced, leading to relatively higher emissions of particulate matter. Thus, moisture content in the samples is one of the important characteristics that should be studied in the context of PM emissions. Particulate air pollution is a serious problem and has received extensive attention in rural area(Zhihua Xu, 2018, Dunguo Mou, 2016). Previous studies analyzed the characteristics of PM emissions generated during agricultural waste burning without considering moisture content. To determine the characteristics of PM emissions from agricultural waste burning and reliability of emission factors, the present study investigated emission characteristics (mass concentration, mass concentration by particle size, distribution rate by particle size, and change in mass concentration) with the consideration of sample characteristics (particularly moisture content). As of 2015, annual PM-10 emission due to agricultural waste burning in South Korea was approximately 9,183 tons, corresponding to approximately 63.1% of the total PM-10 emissions due to biomass burning (14,552 tons), while annual PM-2.5 emissions were about 7,621 tons, (approximately 63.2% of the total PM-2.5 emissions (12,060 tons)). In biomass burning, burning of agricultural waste accounts for the largest proportion of PM emissions, which is again dependent on the crop. Chili stalks and perilla stalks were selected as the test materials, that accounted for the largest amount of crop burning by unit area among agricultural wastes. Crop burning amounts of chili stalks and perilla stalks per unit area were 290.7 g/m2 and 263.4 g/m2,respectively. Burner used for the characterization of PM emissions, which was generated during agricultural waste burning. The experimental chamber was designed based on the EPA Method 5G method. The chamber dimensions were 6 m in width, 2.6 m in length, and 2.4 m in breadth. The size of the hood for collecting smoke (generated during agricultural waste burning) was 1.5 m in both width and length, and the diameter of the duct was 250 mm. The characteristics of PM emissions due to agricultural waste burning were investigated in situ as follows (refer to Figure2):after collection of chili stalks and perilla stalk samples from the fields, sufficient quantity of samples were stored for agricultural waste burning. The obtained samples were produced in 1 kg unit considering the chamber volume of the burner and burning time. To identify emission characteristics depending on moisture content in the sample, moisture content was measured using a high-performance moisture analyzer. Thereafter, the samples were added to the burning chamber. The samples were ignited with a gas torch. The air pollutants generated upon sample burning were collected in a Cascade Impactor (PM-10 and PM-2.5 Impactor, Johnas, Paul Gothe GmbH) through isokinetic sampling using a dust suction apparatus (Stack sampler, CAE). The present study calculated emission factors of PM-10 and PM-2.5 generated during agricultural waste burning in South Korea. For measurements, PM was collected on filter papers (Glass Fiber Filter, Pall) under isokinetic sampling condition using a Cascade Impactor (PM-10 and PM-2.5 Impactor, Johnas, Paul Gothe GmbH) and a dust suction apparatus (Stack sampler, CAE).

여대생의 축구동아리 활동이 사회성 발달에 미치는 영향

김민욱 인하대학교 교육대학원 2018 국내석사

ABSTRACT Effect of female college students' activity in the soccer club on their social development Graduate School of Education, Inha University Kim Min Uk This study is designed to analyze the effect of female college student's soccer club activities on their social development. The subjects were selected from female college students in the soccer club and other sports club and general female college students attending 7 universities including H, K and I located in Seoul metropolitan areas as population. The questionnaires were distributed to 250 students. The questionnaire was composed of 3 background variables, 2 independent variables and 25 dependent variables. After the distribution of the questionnaire sheets, the collected data was analyzed using SPSS Ver. 21. to test the reliability. The frequency analysis was conducted to find out the demographical characteristics of the participants and One way ANOVA was used for the purpose of the study. The following conclusions were derived. The analysis result from the test of the social development depending on the female college student's activities in soccer club shows that the soccer club activities have made a positive effect on the female college student's social development. The result of the analysis for finding out any difference in the social development by the grade (year) of the students showed that the social development for the female college students in the soccer club does not depend on the difference in the grade of the student. 국문초록 여대생의 축구동아리 활동이 사회성 발달에 미치는 영향 인하대학교 교육대학원, 김민욱 본 연구는 여대생의 축구 동아리 활동이 사회성 발달에 미치는 영향을 분석 하는데 목적을 두었다. 연구대상자는 수도권 소재의 대학교 H대, K대, I대를 비롯한 7개교를 대상으로 축구 동아리 소속 여대생과 축구 외 스포츠 동아리, 일반 여대생들을 대상으로 모집단을 선정하여 표집 하였다. 총 240명을 대상으로 설문조사 하였다. 설문지의 구성은 배경변인 3문항, 독립변인 2문항, 종속변인 25문항으로 구성하였다. 설문지 배포 후 수집된 자료의 분석은 SPSS Ver. 21.0을 이용하여 신뢰도 검사를 실시하였으며, 인구 통계학적 특성에 의한 참여자의 특성을 알아보기 위해서 빈도분석을 실시하였으며 연구목적에 일원분산분석(One way ANOVA)을 이용하여 분석하여 다음과 같은 결론을 도출하였다. 여대생의 축구동아리 활동에 따른 사회성 발달의 차이검증을 위한 분석을 실시한 결과, 축구동아리 활동은 여대생의 사회성 발달에 긍정적인 영향을 미쳤고 축구동아리 활동 여대생의 학년별 사회성 발달의 차이 검증을 위한 분석을 실시한 결과, 축구동아리 활동 여대생의 사회성 발달은 학년별로 차이가 발생하지 않는다

코로나19 백신접종의도 요인 연구 : 중저소득국가에 대한 다수준 분석

김민욱 연세대학교 보건대학원 2023 국내석사

Gyorgy Ligeti의 <Lontano> fur groβes orchester분석 : 평면음색(Klangfarbe flache)의 공간적 구조 안에 내재된 작곡 기법을 중심으로

김민욱 暻園大學校 大學院 1998 국내석사

내용 기반 이미지 검색 시스템의 성능 향상을 위한 연구

김민욱 건국대학교 대학원 2009 국내석사

현대 사회는 다양한 멀티미디어 기기(디지털 카메라, 캠코더 등)의 보급으로 인해 많은 양의 멀티미디어 데이터가 생산되고 있다. 또한 시간이 갈수록 데이터의 양이 많아지고, 사용자의 질의 요구도 복잡해지고 있다. 그에 따라 기존의 중요 단어 기반 검색의 한계점을 인식하고, 내용 기반이라는 방식이 1990년대부터 연구되기 시작했다. 본 논문에서는 정지 영상을 기반으로 내용 기반 이미지 검색 시스템을 구현하고, 기존 시스템의 문제점을 해결하기 위한 방법을 제안하고 비교 실험한다. 첫 번째로 검색 시간을 줄이기 위해, vp-트리를 이용하여 규칙적인 기준점을 사용하고, 경계영역 처리를 해서 전체검색을 하지 않으면서 최대한 비슷한 효과를 얻게 했다. 두 번째는 의미 있는 결과를 얻기 위해, 사용자로부터 가중치 값을 입력받아 결과값을 변화시키는 방법을 실험했고, 또 다른 방법으로 사용자로부터 입력받은 정지 영상들의 특징소 벡터를 이용해서 데이터베이스의 해당 정지 영상의 특징소 벡터를 변경시키는 방법을 실험했다. 마지막으로 기존의 중요 단어를 기반으로 검색 범위를 줄인 후에 내용 기반으로 검색한 실험 결과를 보인다. Many multimedia devices such as digital cameras, camcoders, etc. generate huge multimedia data in recent days. And user's requests are also more complicated than past. These multimedia data are easily shared and accessed by the Internet. Thus many researchers recognised that traditional keyword-based retrieval methods have limitation and they had started developing content-based retrieval method at the 1990's. In this paper, we implement a content-based image retrieval system based on still images and experiment several suggestions to overcome existing system's problems. To solve the problem of retrieval time we use regular pivot points and consider boundary exception based on the simple vp-tree. To get the semantic results we choose some parameter which changes the weights of each feature vectors to change the results or change the corresponding feature vector according to the user's feedback. And another method is that we combine existing keyword-based retrieval method with content-based retrieval method.

강상자형교의 전단력 산정을 위한 하중분배계수

김민욱 금오공과대학교 대학원 2009 국내석사

In recent years, the number of steel composite girder bridges has been increasing in modern highway interchange and urban express ways. But in bridge design, structural analysis for live load is complicated and time-consuming. Introduction of wheel load distribution factors can simplify the bridge design. So, for the simpler calculation of the vehicle live load, many distribution factor formulas have been proposed in various bridge design specifications based on orthogonal plate theory or grillage analysis. However, the proposed formulas for steel composite girder bridges have been criticized because various effects cannot be properly reflected on them. For example, the wheel load distribution factors are not specified by Korean Bridge Design Code and specified by AASHTO only consider the effect of girder spacing so that they do not reflect on various effects such as box height and skew angle. As a breakthrough, finite element (FE) analysis has recently been used to examine the distribution factor but Bishara, Tarhini and AASHTO LRFD formula based on FE analysis were also criticized because of their limited applicabilities. Therefore, the demand of the more accurate and useful formulas for wheel load distribution factor has been increased. In this study, concept of distribution factor and property of skew bridges are reviewed, and problems of existing code concerning distribution factor are examined. Finite element model used in the study is verified by results from field tests on two plate girder bridges. Shell finite element models are chosen from comparing FE analysis results with field tests results. The considered parameters are girder spacing, skew angle, box height, and number of lanes. And the regression analysis is performed to develop the distribution formulas which include many parameters which have an effect on distribution factors. As the results of this study, girder spacing and skew angle and box height and number of lanes is very important factor in computing the distribution factor. Span length slightly affects the distribution factor, relatively. For verification, distribution factor computed by the proposed formulas were compared with those calculated by AASHTO, AASHTO LRFD formulas and FE analysis.

갈등사건강도가 역할태만에 미치는 영향 : 동료 모니터링 행동과 갈등관리효과성의 교차수준 조절효과

김민욱 광운대학교 대학원 2022 국내석사

본 연구의 목적은 팀 맥락에서 역할태만이 일어나는 이유로서, 갈등사건에 대해 구성 원들이 어떻게 해석하는지를 나타내는 갈등사건강도를 설정하였고, 해당 변인의 영향력 을 밝히고자 한다. 또한 역할태만에 대한 영향관계를 바꾸기 위한 팀 환경적 요인으로 서, 이성적 관리 수단인 동료 모니터링 행동과 정서적 관리 수단인 갈등관리효과성을 설정하여 이들의 교차수준 관계를 조사하였다. 검증을 위해, 37개 팀에서 127명의 자료를 수집하여 다수준 분석을 실시하였다. 분석 결과, 개인 수준에서 갈등사 건강도는 역할태만과 정적으로 관련되어 있었다. 또한 팀 수준에서, 동료 모니 터링 행동은 과업 및 관계갈등사건강도가 역할태만에 미치는 영향을 모두 조절 하였다. 흥미롭게도, 본 연구에서는 관계갈등사건강도가 커질수록 동료 모니터 링 행동이 오히려 구성원들의 심리적 반발심을 일으켜 역할태만에 미치는 영향 력을 강화시킬 것이라 예측하였지만, 반대의 결과를 나타냈다. 또한, 두 번째 팀 수준 변인인 갈등관리효과성은 과업갈등사건강도의 영향만을 조절하였다. 이와 같은 연구결과들을 바탕으로 연구의 시사점과 한계점, 그리고 미래 연구 의 방향에 대해 제언하였다. The purpose of this study is to investigate the reason of the withholding effect within the team context. In this study, conflict event strength which indicate how team members interpret conflict events is examined as a antecedents of withholding effort. At the same time, as a way of changing the effect of conflict event strength on withholding effort, we examine the cross-level effects of peer monitoring and conflict management effectiveness. The Data are collected 127 employees from 37 teams, and the multi-level model was tested. Results indicated that conflict event strength was positively related to withholding effort. Also, peer monitoring which is first team-level variable moderated the relationship between task/relationship conflict event and withholding effort. Interestingly, we hypothesized that the peer monitoring cause employee’s psychological reactance when relationship conflict event strength is high, which in turn reinforce withholding effort, but the result shows exactly the contrary effect. The second team-level variable, which is conflict management effectiveness, only moderated the relationship between task conflict event and withholding effort. Based on these findings, the limitation and suggestions of the research and the direction for future research were discussed,

레이더 센서와 IoT 융합 기술을 이용한 다변 곡선도로 사고 예방 시스템에 대한 연구

김민욱 대구대학교 일반대학원 2022 국내석사

커브길이나 곡선도로는 도심 도로보다는 외곽 도로에 많이 존재하며, 커브길이나 곡선도로에서는 자동차의 속도가 높으면 높을수록 차량의 직진관성도 커지기 때문에 운전자는 그만큼 핸들 조작이 어려워지고 핸들 조작을 제때 제대로 못할 경우 자동차는 중앙선을 넘어 반대 차선의 차량과 충돌하여 대형 사고를 유발하거나 차로를 이탈하여 전복이나 추락 사고를 일으키게 된다. 본 논문에서는 이러한 커브길, 곡선도로에서의 사고를 예방하기 위해 레이더 센서 기반의 다변 곡선 도로 사고 예방 시스템 구현을 위한 실험과 그 결과를 통하여 검증하였다. 제안된 시스템은 차량 진입을 감지하는 감지부와 감지된 신호를 반대 차선에 전달하는 통신부 그리고 이들 시스템을 제어하는 제어부로 구성되어 있다. 첫 번째 델리네이터에서 차량 진입이 감지되면 통신모듈을 통하여 다변 곡선 도로의 사각지역에 설치되어 있는 델리네이터에 신호를 전달한다. 전달된 신호에 따라 황색 및 적색 LED를 점멸하므로 차량 진입에 의한 위험 신호를 표시한다. 제안된 시스템은 시인성 확보가 어려운 다변 곡선도로 측 외곽 도로의 커브길이나 S자 도로에 적용하여 차량 진입을 알려주는 교통 안전시스템으로 운전자에게 반대 차선의 차량 진입 정보를 제공하여 교통사고 예방과 안전한 운행을 도와주는 역할을 수행할 수 있다. 반대차선의 차량 운전자에게 능동적으로 차량 진입 정보를 제공하는 특화된 솔루션의 일환으로 활용되어 교통사고의 위험을 감소시킬 수 있는 것으로 기대된다. Curved roads are existed more on outlying roads than on urban roads, and on curved roads, the higher the speed of the vehicle, the greater the straight-line inertia of the vehicle. In this case, the vehicle crosses the center line and collides with a vehicle in the opposite lane to cause a major accident or deviate from the lane to cause a rollover or fall accident. In this paper, to prevent accidents on curved roads, it was verified through experiments and results for implementing of a radar sensor-based multilateral curve road accident prevention system. The proposed system consists of a sensing unit that detects vehicle entry, a communication unit that transmits the detected signal to the opposite lane, and a control unit that controls these systems. When vehicle entry is detected at the first delineator, a signal is transmitted to the delineator installed in the blind area of ​​the multilateral curve road through the communication module. The yellow and red LEDs flicker according to the transmitted signal, indicating a danger signal due to vehicle entry. The proposed system is a traffic safety system that notifies vehicle entry by applying it to a curved road or an S-shaped road on the outskirts of a multilateral curved road where visibility is difficult to secure. can play a role in helping It is expected to reduce the risk of traffic accidents by being used as part of a specialized solution that actively provides vehicle entry information to the driver of a vehicle in the opposite lane.

TCAD 시뮬레이션을 이용한 InGaN 양자우물 마이크로 LED 효율 개선 연구

김민욱 아주대학교 2022 국내석사

마이크로LED(Light Emitting Diode)는 높은 효율과 고전류 주입이 가능하고 RGB 색상 표현이 가능하여, 차세대 디스플레이 기술로 많은 주목을 받고 있다. 2020년 국내 디스플레이 기업에서 발표한 100인치 4K 마이크로LED TV는 약 60μm 크기의 마이크로 LED로 구성되어 고해상도와 밝은 휘도로 우수한 화질을 보여주었다. 하지만 이미 LCD(Liquid Crystal Display)도 80인치 대 8K 화질을 구현하고 있으므로, 향후 마이크로LED의 다양한 응용 분야 확대를 위해 더욱 우수한 성능의 소자 연구개발이 필요하고, 더 높은 해상도의 디스플레이를 위해서는 마이크로LED의 크기는 계속 작아져야 한다. 마이크로LED의 성능 향상을 위해서는 내부 광자 효율 향상이 필요하다. n-GaN과 p-GaN 사이의 다중 양자 우물(Multi Quantum Well) 층에서 모든 전자(Electron)와 정공(Hole)이 손실 없이 재결합하게 되면 내부 양자 효율은 100%에 가까워진다. 하지만, 마이크로LED 크기가 작아질수록 활성 영역에서 재결합하지 못하고 LED 표면에서 Non-radiative 재결합으로 인해 내부 양자 효율이 감소하는 문제점이 발생한다. Radiative 재결합률을 높이기 위해서 이상적인 마이크로LED 구조의 결점 없는 우수한 품질이 요구되기 때문에 현재에도 마이크로LED 소자구조의 다변화를 위한 연구를 지속하고 있다. 본 논문에서는 TCAD를 이용해 마이크로LED에서 내부 양자 효율 감소를 확인하고 이를 개선하기 위해 새로운 구조를 제안하였다. 캐리어가 메사(Mesa) 표면을 따라 흐르는 것을 방지하는 EMA(Electrostatic Micro-Aperture) 구조를 제안하고 그 효과를 시뮬레이션을 통해 검증하였다. EMA는 마이크로LED 메사 구조를 절연체로 감싸고 n(-) 극 패드를 양자 우물(QW) 층 옆까지 확장하는 구조이다. 기본적인 마이크로LED 구조에서 n(-) 극 패드 형태를 변형한 것으로 시뮬레이션으로 기존 마이크로 LED와 그 결과를 비교하였다. 시뮬레이션 상 전기적 특성을 확인한 결과 n(-) 극 패드를 다중 양자 우물 활성층까지 연장하였을 때 구동 전류 4,000 일 때 내부 양자 효율은 기존 마이크로LED 보다 약 2% 향상되는 결과를 확인하였다. 이러한 출력 향상은 n(-) 극 패드가 활성 영역에 인접하여 재결합하지 못한 소수캐리어를 표면에서 밀어내 표면재결합을 줄였기 때문이다. 이로 인해 다중 양자 우물 활성 영역의 SRH(Schokley Read Hall) recombination rate가 줄어들었고, 마이크로LED의 출력 증가를 가져올 수 있었다. 본 연구 결과인 새로운 EMA 구조 마이크로 LED는 기존 마이크로LED 구조에 적용할 수 있고 LED 효율 향상에 많은 발전을 가져올 것으로 기대된다.

그래핀 박리과정에서 압력과 온도가 물성에 주는 영향

김민욱 세종대학교 대학원 2021 국내석사

여러 가지 탄소 동소체 중 하나인 그래핀은 대표적인 이차원 물질로, 다양한 분야에서 연구, 응용되고 있다. 그래핀은 구리 전류 밀도의 100배, 실리콘 전자 이동도의 100배에 달하는 전기적 특성과 높은 열전도도 및 내화학성을 가지고, 유연성과 신축성도 뛰어나다. [3-5] 연구 환경에서 그래핀은 CVD 성장, 에피택셜 합성법, 화학적 박리법, 기계적 박리법으로 얻어지지만, 주로 사용되는 방법은 기계적 박리법이다. 기계적 박리법이 앞의 방법들 보다 비교적 간단하고 빠르게 고품질의 그래핀을 얻을 수 있다. 기계적 박리법으로 얻을 수 있는 그래핀의 크기와 수율에 제한이 있다. 이러한 한계를 극복하고자 하는 방법이 다양하게 발표되었는데, 가장 효율적인 방법은 산소 플라즈마 처리로 기판과 그래핀 사이의 접착력을 높여주고, 가열 처리로 기판과 그래핀 사이의 기체 분자들을 제거하는 방법이다. [6] 하지만 위와 같은 방법은 테이프의 불순물이 그래핀을 오염시킬 수 있다. 오염물은 그래핀의 품질을 떨어뜨려 소자 특성에 큰 영향을 준다. 가열 대신 진공을 이용하면 그래핀을 오염시키지 않고 기존 기계적 박리법의 한계를 극복할 수 있다. 각 방법에 따른 차이를 확인하고자, 광학 현미경을 각 방법으로 얻은 그래핀 크기와 수율을 확인하였으며, 그래핀의 오염 정도는 라만분광법으로 얻은 피크의 높이와 분포를 통해 분석하였다. 최종적으로 각 방법으로 얻은 그래핀으로 소자를 제작하여, 그래핀을 얻은 방법에 따라 소자 성능이 영향을 받는지 전기적 특성을 확인하였다. One of carbon allotropes, graphene, two-dimensional material, has been studied and applicated in various field. Graphene has electrical properties reaching 100 times the current density of copper and 100 times the electron mobility of silicon. Due to its excellent properties, it is being researched and applied in various fields such as transparent electrodes, flexible displays, ballistic elements, and ultra-lightweight and high-strength materials. In the research environment, graphene can be obtained by CVD growth, epitaxial synthesis, chemical exfoliation, and mechanical exfoliation. The mainly used method is mechanical exfoliation. The mechanical exfoliation can obtain high-quality graphene than other methods. Although the mechanical method is good to get pure graphene, the size and yield of obtained graphene are limited. Various methods have been published to overcome these limitations, and the most efficient method is treating the substrate with O2 plasma before exfoliation and heating with a hot plate to remove the gas between the substrate and graphene then cooling down to room temperature to enhance the contact. In the above method, impurities in the tape can contaminate graphene during heating. Contaminants deteriorate the quality of graphene and become a major obstacle to the manufacture of ballistic devices. However, with a vacuum, the same mechanism can be fulfilled without contamination. The graphene obtained by each method was checked with the optical microscope one by one. Then with raman spectroscopy, the information was driven for the crystallinity and degree of contamination about each graphene. The device was fabricated from graphene obtained by heating and vacuum methods, and it was confirmed by analyzing electrical properties whether the method of obtaining graphene finally affects the device.