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Magnetic imaging of a single ferromagnetic nanowire using diamond atomic sensors
Lee, Myeongwon,Jang, Bumjin,Yoon, Jungbae,Mathpal, Mohan C,Lee, Yuhan,Kim, Chulki,Pane, Salvador,Nelson, Bradley J,Lee, Donghun IOP 2018 Nanotechnology Vol.29 No.40
<P>Recent advances in nanorobotic manipulation of ferromagnetic nanowires bring new avenues for applications in the biomedical area, such as targeted drug delivery, diagnostics or localized surgery. However, probing a single nanowire and monitoring its dynamics remains a challenge since it demands high precision sensing, high-resolution imaging, and stable operations in fluidic environments. Here, we report on a novel method of imaging and sensing magnetic fields from a single ferromagnetic nanowire with an atomic-scale sensor in diamond, i.e. diamond nitrogen-vacancy (NV) defect center. The distribution of static magnetic fields around a single Co nanowire is mapped out by spatially distributed NV centers and the obtained image is further compared with numerical simulation for quantitative analysis. DC field measurements such as continuous-wave ODMR and Ramsey sequence are used in the paper and sub Gauss level of field sensing is demonstrated. By imaging magnetic fields at a single nanowire level, this work represents an important step toward tracking and probing of ferromagnetic nanowires in biomedical applications.</P>
Silicon nanowire-based tunneling field-effect transistors on flexible plastic substrates
Lee, Myeongwon,Koo, Jamin,Chung, Eun-Ae,Jeong, Dong-Young,Koo, Yong-Seo,Kim, Sangsig IOP Pub 2009 Nanotechnology Vol.20 No.45
<P>A technique to implement silicon nanowire (SiNW)-based tunneling field-effect transistors (TFETs) on flexible plastic substrates is developed for the first time. The p-i-n configured Si NWs are obtained from an Si wafer using a conventional top-down CMOS-compatible technology, and they are then transferred onto the plastic substrate. Based on gate-controlled band-to-band tunneling (BTBT) as their working principle, the SiNW-based TFETs show normal p-channel switching behavior with a threshold voltage of −1.86 V and a subthreshold swing of 827 mV/dec. In addition, ambipolar conduction is observed due to the presence of the BTBT between the heavily doped p<SUP>+</SUP> drain and n<SUP>+</SUP> channel regions, indicating that our TFETs can operate in the n-channel mode as well. Furthermore, the BTBT generation rates for both the p-channel and n-channel operating modes are nearly independent of the bending state (strain = 0.8%) of the plastic substrate. </P>
Myeongwon Lee,Taeho Moon,Sangsig Kim IEEE 2012 IEEE TRANSACTIONS ON NANOTECHNOLOGY Vol.11 No.2
<P>We present a capacitor-less 1T-DRAM cell on SiO<SUB>2</SUB> /Si substrates using a silicon nanowire (SiNW) as the channel material. The SiNWs are fabricated by a top-down route that is fully compatible with the current Si-based CMOS technology. Based on the observation of the floating body effect of a partially depleted (PD) silicon nanowire transistor (SNWT), its 1T-DRAM functionality and reliability characteristics are investigated. By virtue of the top-down route providing a printable form of the inverted triangular SiNWs, the PD SNWT 1T-DRAM cell can be applied on insulating plastic substrates for potential applications of flexible electronics.</P>
Lee, Myeongwon,Jeon, Youngin,Moon, Taeho,Kim, Sangsig American Chemical Society 2011 ACS NANO Vol.5 No.4
<P>A route to the top-down fabrication of highly ordered and aligned silicon nanowire (SiNW) arrays with degenerately doped source/drain regions from a bulk Si wafer is presented. In this approach, freestanding n- and p-SiNWs with an inverted triangular cross section are obtained using conventional photolithography, crystal orientation dependent wet etching, size reduction oxidation, and ion implantation doping. Based on these n- and p-SiNWs transferred onto a plastic substrate, simple SiNW-based complementary metal-oxide-semiconductor (CMOS) inverters are constructed for the possible applications of these SiNW arrays in integrated circuits on plastic. The static voltage transfer characteristic of the SiNW-based CMOS inverter exhibits a voltage gain of ∼9 V/V and a transition of 0.32 V at an operating voltage of 1.5 V with a full output voltage swing between 0 V and <I>V</I><SUB>DD</SUB>, and its mechnical bendability indicates good fatigue properties for potential applications of flexible electronics. This novel top-down approach is fully compatible with the current state-of-the-art Si-based CMOS technologies and, therefore, offers greater flexibility in device design for both high-performance and low-power functionality.</P><P><B>Graphic Abstract</B> <IMG SRC='http://pubs.acs.org/appl/literatum/publisher/achs/journals/content/ancac3/2011/ancac3.2011.5.issue-4/nn102594d/production/images/medium/nn-2010-02594d_0002.gif'></P><P><A href='http://pubs.acs.org/doi/suppl/10.1021/nn102594d'>ACS Electronic Supporting Info</A></P>
이정규 ( Jungkyu Lee ),배명원 ( Myeongwon Bae ),박지원 ( Jiwon Park ),이동훈 ( Donghoon Lee ) 한국농업기계학회 2023 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.28 No.2
최근 현대농업의 4차 산업화에 대한 요구가 커짐에 따라 이를 위한 스마트농업은 필수사항이 되어가고 있다. 특히 인공지능 및 빅데이터 분석기술의 발달로 스마트 농업의 최적화 연구가 활발하게 진행되고 있다. 스마트 디지털 농업의 실현을 위해 분석에 근거한 기술도입으로 관행농업의 한계를 극복하고 작물의 생육정보와 연계하여 향후 인공지능 기반활용을 위한 full-set data 축적을 위해 현장분석 시스템을 개발은 필수적이다. 현재까지 신뢰성과 편리성을 바탕으로 한 양분 모니터링 분석기술 및 관련 제품이 없는 실정으로 현장에서 사용 가능한 화학분석 시스템의 개발이 요구된다. 다중 화학분석 시스템 제작과정에서 물리적으로 개선이 요구되는 부분이 발생하였으며 본 연구에서는 필드에서 활용가능한 광특성에 따라 대응이 가능한 다중분석시스템을 설계하였다. 시스템 내부의 큐벳 홀더부 고정형 시스템 제작 시 lcd 기판에 대체 광원 array의 빛번짐 현상과 보드가 평면적으로 촬영되지 않는 현상이 발생하였다. 다수의 세트 제작과정에서 3D 프린트의 열화과정 및 구조 물성의 특징에 의해 비틀림으로 불특정한 왜곡이 발생한 것으로 추정된다. 이를 해소하기 위해 설계과정에서 6세트의 시료를 5세트로 감소시키고 필요에 따라 홀더의 이동 및 회전이 가능하도록 계측부 시스템을 고도화하였다. 평면적인 촬영이 이뤄지지 않거나 광원 노출이 발생할 시 큐벳 홀더의 회전이 가능하도록 약 6.2 mm의 바닥 노출부를 기반으로 나사 결속 형태의 홀더와 나사를 설계하였다. 영상 취득 과정에서 시료에 따라 정밀 분석이 필요한 경우 집중도를 높이기 위해 홀더 지지부의 이동형 레일 장착이 가능하도록 설계하였다. 설계를 통해 제작된 광특성 감응형 다중분석시스템으로 불특정하게 발생할 수 있는 물리적인 빛의 외란 및 비정상적인 촬영결과에 대한 큐벳의 회전과 이동을 통해 대응이 가능하다. 또한 감응형 brightness 조절에 의한 취득 영상의 흡광도 분석 정확성 향상으로 정밀한 현장 화학분석 및 분석 결과의 full-set data 확보가 가능하며 이를 통해 스마트농업 분석분야 기술발전에 기여 할 수 있을 것으로 기대한다.
스테레오 비전과 GPS를 이용한 시각장애인을 위한 버스 예약 및 승차 시스템
이상철(Sangcheol Lee),이다연(Dayeon Lee),김나연(Nayeon Kim),강명원(Myeongwon Kang),채승호(Seong Ho Chae) 한국통신학회 2021 한국통신학회 학술대회논문집 Vol.2021 No.11
본 논문에서는 시각장애인을 위한 스테레오 비전 및 범지구 위치 결정 시스템(GPS) 기반 버스 예약 및 승차 시스템을 제안하고 프로토타입을 구현한다. 제안된 시스템은 총 3개의 단말기(정류장, 버스, 개인)와 전용 탑승구로 구성된다. 구체적으로, 사용자는 실시간 버스 운행정보 OpenAPI와 점자 키패드가 탑재된 정류장 단말기를 통해 버스 예약, 취소, 확인 등의 기능을 수행하며, 버스 단말기는 변동되는 예약내역 자동 업데이트 및 예약 안내, 실시간 위치 전송, 승차 처리 기능을 수행한다. 개인 단말기는 사용자마다 지급되어 예약 버스의 위치 정보를 안내하고, 도착 시 GPS 데이터와 스테레오 비전, 객체 검출 모델을 통해 길 안내와 장애물 검출을 통해 위험을 알림으로써, 시각장애인에게 보다 빠르고 안전한 버스 예약 및 승차를 가능하게 한다.