$41^{\circ}YX\;LiNbO_3$ 기반 SAW 압력센서 개발

왕웬,이기근,황정수,김근영,양상식,Wang, Wen,Lee, Kee-Keun,Hwang, Jung-Soo,Kim, Gen-Young,Yang, Sang-Sik The Institute of Electronics and Information Engin 2006 電子工學會論文誌-TC (Telecommunications) Vol.43 No.1

Single phase unidirectional transducer (SPUDT), 리플렉터, 웨이퍼 본딩 패키지로 구성된 표면탄성파 (surface acoustic wave, SAW) 기반 압력센서가 개발되어 졌다. Coupling of Mode (COM) 모델링에 의한 소자의 시뮬레이션 및 최적 설계 변수가 얻어졌다. Finite Element Methods (FEM)를 통해 주어진 압력에 따른 다이어프램 벤딩, 스트레인/스트레스 변화 및 SAW 속도변위가 미리 예측되어졌다. 유출된 최적 설계 변수를 이용 440 MHz SAW 기반 압력센서가 41o YX LiNbO3 기판 위에서 제작되어졌다. 고 S/N 비, 임펄스 리프렉션 피크, 작은 에러 피크가 관찰되어졌다. 측정된 S11 결과는 COM 모델링 및 FEM 시뮬레이션 결과와 일치함을 보였다. This paper presents a novel surface acoustic wave (SAW)-based pressure sensor, which is composed of single phase unidirectional transducer (SPUDT), three reflectors, and a deep etched substrate for bonding underneath the diaphragm. Using the coupling of modes (COM) theory, the SAW device was simulated, and the optimized design parameters were extracted. Finite Element Methods (FEM) was utilized to calculate the bending and stress/strain distribution on the diaphragm under a given pressure. Using extracted optimal design parameters, a 440 MHz reflective delay line on 41o YX LiNbO3 was developed. High S/N ratio, shan reflection peaks, and small spurious peaks were observed. The measured S11 results showed a good agreement with simulated results obtained from coupling-of-modes (COM) modeling and Finite Element Method (FEM) analysis.

41° YX LiNbO3 기반 SAW 압력센서 개발

왕웬,양상식,이기근,황정수,김근영 대한전자공학회 2006 電子工學會論文誌-TC (Telecommunications) Vol.43 No.1

This paper presents a novel surface acoustic wave (SAW)-based pressure sensor, which is composed of single phase unidirectional transducer (SPUDT), three reflectors, and a deep etched substrate for bonding underneath the diaphragm. Using the coupling of modes (COM) theory, the SAW device was simulated, and the optimized design parameters were extracted. Finite Element Methods (FEM) was utilized to calculate the bending and stress/strain distribution on the diaphragm under a given pressure. Using extracted optimal design parameters, a 440 MHz reflective delay line on 41oYX LiNbO3 was developed. High S/N ratio, sharp reflection peaks, and small spurious peaks were observed. The measured S11 results showed a good agreement with simulated results obtained from coupling-of-modes (COM) modeling and Finite Element Method (FEM) analysis. Single phase unidirectional transducer (SPUDT), 리플렉터, 웨이퍼 본딩 패키지로 구성된 표면탄성파 (surface acoustic wave, SAW) 기반 압력센서가 개발되어 졌다. Coupling of Mode (COM) 모델링에 의한 소자의 시뮬레이션 및 최적 설계 변수가 얻어졌다. Finite Element Methods (FEM)를 통해 주어진 압력에 따른 다이어프램 벤딩, 스트레인/스트레스 변화 및 SAW 속도변위가 미리 예측되어졌다. 유출된 최적 설계 변수를 이용 440 MHz SAW 기반 압력센서가 41oYX LiNbO3 기판위에서 제작되어졌다. 고 S/N 비, 임펄스 리프렉션 피크, 작은 에러 피크가 관찰되어졌다. 측정된 S11 결과는 COM 모델링 및 FEM 시뮬레이션 결과와 일치함을 보였다.

건설 산업 이직 요인에 대한 분석 연구 - 이직요인 측정표 개발 도출을 중심으로 -

왕웬이(Wang, Wenyu),박문서(Park,Moonseo),정민혁(Jung,Minhyuk),안수호(Ann,Suho) 대한건축학회 2021 대한건축학회 학술발표대회 논문집 Vol.41 No.1

표면탄성파를 이용한 자이로스코프 개발

오해관,윤성진,이기근,왕웬,양상식,Oh, Hae-Kwan,Yun, Sung-Jin,Lee, Kee-Keun,Wang, Wen,Yang, Sang-Sik 한국군사과학기술학회 2009 한국군사과학기술학회지 Vol.12 No.1

This paper presents a surface acoustic wave(SAW) micro-electro-mechanical-systems(MEMS) interdigital transducer (IDT) gyroscope with 80MHz central frequency on a $128^{\circ}\;YX\;LiNbO_3$, which is consisted of a two-port SAW resonator, metallic dots and dual delay lines for the sensor and reference oscillators. Reason for using two delay line oscillators is to extract the gyroscope effect by comparing the resonant frequencies between two oscillators and to compensate the temperature effect. Based on the coupling of modes(COM) simulation, an 80MHz two ports SAW resonator and dual delay line were fabricated and characterized by the network analyzer. Obtained sensitivity was $109Hz/deg{\cdot}s^{-1}$ in the angular rate range of $0{\sim}1000deg/s$. Good Linearity and superior directivity were observed.

중국의 대기오염 배출 결정요인에 대한 경험적 분석

리드미트리 ( Dmitriy D Li ),왕웬 ( Wang Wen ),배정환 ( Bae Jeong Hwan ) 한국환경경제학회·한국자원경제학회(구 한국환경경제학회) 2020 자원·환경경제연구 Vol.29 No.1

중국의 급속한 경제성장은 환경에 커다란 부하를 초래하였고, 이를 통해 대기오염 문제도 심각해졌다. 본 연구는 중국의 대기오염 원인을 경험적으로 분석하였다. 표준오차 패널수정 추정기법(PCSE)을 이용하여 중국의 30개 성을 대상으로 아황산가스 및 질소산화물의 배출요인을 분석하였다. 아황산가스의 경우 일인당 실질소득이 증가할수록 배출 수준이 감소하고, 질소산화물은 일인당 실질소득과 역N자형의 관계에 있는 것으로 분석되었다. 소득 이외의 배출요인으로 우선 전기소비량은 아황산가스나 질소산화물을 증가시키는 요인이었고, 석탄소비량은 아황산가스 배출을 증가시키는 반면에 천연가스 소비량은 아황산가스 배출을 감소시키는 요인으로 나타났다. 한편 에너지 산업에 대한 투자와 폐가스처리에 대한 투자는 아황산가스 배출을 감소시키는 결정요인이지만 질소산화물 배출에 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 한편 디젤 소비량, 트럭 비율 및 차량 수는 질소산화물 배출을 증가시키는 것으로 나타났다. 강수량의 증가도 아황산가스와 질소산화물의 배출을 감소시킨 요인이었다. 끝으로 본 연구의 정책적 시사점과 향후 연구방향을 제시하였다. The rapid economic growth has brought tremendous pressure on the environment and caused severe air pollution in China. This study empirically examines causes of air pollution in China. Panel-corrected standard errors procedure (PCSE) was used to analyze major determinants of increasing or reducing emissions of sulfur dioxide (SO₂) and nitrogen oxides (NO_X) in 30 Chinese provinces. The estimation results show that SO₂ emission is mitigated as per capita regional GDP increases, but the relation between emission of NO_X and per capita regional GDP is found to have an inverse N-shaped curve, which implies that emission of NO_X is ultimately expected to decline with economic growth. As for increasing factors of air pollutants, electricity consumption is a significant common source of SO₂ and NO_X emissions. Moreover, the results show that increment of coal consumption significantly affects emission of SO₂ while increase of natural gas consumption reduce emission of SO₂. On the other side, investment in energy industry, and investment on treatment of waste gases are determinants of mitigating emissions of SO₂, but have no impact on NO_X. Consumption of diesel, truck ratio and number of vehicles increase emission of NO_X. Meanwhile, higher precipitation rate is a common determinant of mitigating emissions of SO₂ and NO_X. Policy implications are suggested in the conclusion.

습도와 CO₂ 농도의 실시간 동시감지를 위한 무전원 SAW 기반 집적 센서 개발

임천배(Chun-Bae Lim),이기근(Kee-Keun Lee),왕웬(Wen Wang),양상식(Sang-Sik Yang) 한국마이크로전자및패키징학회 2009 마이크로전자 및 패키징학회지 Vol.16 No.1

상대습도와 CO₂기체의 실시간 동시 감지가 가능한 표면탄성파(SAW: Surface Acoustic Wave) 기반의 무선, 무전원 센서가 개발 되었다. 본 소자는 41° YX LiNbO3 기판 위에 만들어졌으며, 반사 지연선의 구조로 이루어져 있다. 본 논문의 반사 지연선은 양방향 감지가 가능한 Interdigital transducer(IDT)와 10개의 리플렉터(reflector)로 이루어져 있 다. 감지 필름은 Teflon AF 2400과 친수성의 SiO₂층이 이용 되었으며, 이는 각각 CO₂와 상대 습도의 감지를 담당한다. 소자의 제작에 앞서 최적의 소자 설계 조건들을 도출하기 위해 Couple of mode(COM) 모델링이 실시 되었다. 시뮬레이션 결과를 반영하여 소자의 제작이 진행 되었으며, 네트워크 분석기를 이용하여 무선 측정이 실시 되었다. 시간 영역에서 측정된 반사계수 S11은 높은 신호 대 잡음 비, 작은 신호 감쇠, 적은 허위 피크를 보였다. 제작된 소자는 각각 75~375ppm의 CO₂ 범위와 20~80%의 상대 습도 범위에서 측정되었으며, 각각 2°/ppm의 CO₂ 민감도, 7.45°/%의 상대습도에 대한 민감도를 보였고, 좋은 선형성과 반복성을 보였다. 또한 민감도 측정 과정에서 온도와 습도의 보상 과정을 거쳐 더욱 정확한 민감도를 갖도록 하였다. A 440MHz wireless and passive surface acoustic wave (SAW) based chemical sensor was developed on a 41° YX LiNbO3 piezoelectric substrate for simultaneous measurement of CO₂ gas and relative humidity (RH) using a reflective delay line pattern as the sensor element. The reflective delay line is composed of an interdigital transducer (IDT) and several shorted grating reflectors. A Teflon AF 2400 and a hydrophilic SiO₂ layer were used as CO₂ and water vapor sensitive films. The coupling of mode (COM) modeling was conducted to determine optimal device parameters prior to fabrication. According to simulation results, the device was fabricated and then wirelessly measured using the network analyzer. The measured reflective coefficient S11 in the time domain showed high signal/noise (S/N) ratio, small signal attenuation, and few spurious peaks. In the CO₂ and humidity testing, high sensitivity (~2°/ppm for CO₂ detection and 7.45°/%RH for humidity sensing), good linearity and repeatability were observed in the CO₂ concentration ranges of 75~375ppm and humidity levels of 20~80%RH. Temperature and humidity compensations were also investigated during the sensitivity evaluation process.