4H-SiC Schottky Barrier Diode Using Double-Field-Plate Technique

김태완,심슬기,조두형,김광수,Kim, Taewan,Sim, Seulgi,Cho, Dooyoung,Kim, Kwangsoo The Institute of Electronics and Information Engin 2016 전자공학회논문지 Vol.53 No.7

탄화규소(Silicon Carbide)는 와이드 밴드 갭 물질로써 실리콘(Si)에 비해 고전력, 고주파, 고온 소자용 반도체 물질로서 각광받고 있다. 탄화규소를 이용하여 만든 반도체 소자 중 특히 쇼트키 배리어 다이오드는 현재 가장 많이 사용되는 전력반도체 소자로써 스위칭 속도가 매우 빠르고 낮은 온저항 특성을 가지는 소자이다. 하지만 컨텍 엣지에서의 전계집중으로 인해 항복전압이 낮아지는 단점이 있다. 이를 해결하기 위해 다양한 엣지 터미네이션 기술이 제안되고 있는데, 본 논문에서는 최적의 항복전압을 갖기 위한 이중 필드 플레이트(Double Field Plate) 소자 구조를 제안하였다. 측정결과 제작한 소자는 온저항을 유지한 채 38% 향상된 항복전압을 나타내었다. 제안한 소자 특성 검증을 위해 소자를 설계 및 제작한 후 전기적 특성을 측정하였으며, 이중 필드 플레이트 구조는 길이와 두께가 서로 다른 필드 플레이트를 겹쳐 올림으로써 구현하였다. Silicon carbide (SiC) has received significant attention over the past decade because of its high-voltage, high-frequency and high-thermal reliability in devices compared to silicon. Especially, a SiC Schottky barrier diode (SBD) is most often used in low-voltage switching and low on-resistance power applications. However, electric field crowding at the contact edge of SBDs induces early breakdown and limits their performance. To overcome this problem, several edge termination techniques have been proposed. This paper proposes an improvement in the breakdown voltage using a double-field-plate structure in SiC SBDs, and we design, simulate, fabricate, and characterize the proposed structure. The measurement results of the proposed structure, demonstrate that the breakdown voltage can be improved by 38% while maintaining its forward characteristics without any change in the size of the anode contact junction region.

중층 종합병원 건물의 내진성능평가

김태완,추유림,김승래,Kim, Taewan,Chu, Yurim,Kim, Seung Rae 한국지진공학회 2017 한국지진공학회논문집 Vol.21 No.5

The building which are essential for disaster recovery is classified as a special seismic use group. Especially, achievement of seismic performance is very important for the hospital, so the hospital should be able to maintain its function during and right after an earthquake without significant damage on both structural and non-structural elements. Therefore, this study aimed at checking the seismic performance of a hospital building, but which was limited to structural elements. For the goal, a plan with a configuration of general hospitals in Korea was selected and designed by two different seismic-force-resisting systems. In analytical modeling, the shear behavior of the wall was represented by three inelastic properties as well as elastic. Nonlinear dynamic analyses were conducted to evaluate the performance of structural members. The result showed that the performance of shear walls in the hospital buildings was not satisfied regardless of the seismic-force-resisting systems, while the demands on the beams and columns did not exceed the capacities. This is the result of only considering the shear of the wall as the force-controlled action. When the shear of the wall was modeled as inelastic, the walls were yielded in shear, and as the result, the demands for frames were increased. However, the increase did not exceed the capacities of the frames members. Consequently, since the performance of walls is significant to determine the seismic performance of a hospital building, it will be essential to establish a definite method of modeling shear behavior of walls and judging their performance.

기존 저층 필로티 건물의 스펙트럼 변위 기반 손상도 기준 개선

김태완,Kim, Taewan 한국지진공학회 2021 한국지진공학회논문집 Vol.25 No.5

The Ministry of the Interior and Safety in Korea developed seismic fragility function for various building types in 2009. Damage states for most building types were determined by structural analyses of sample models and foreign references because actual cases damaged by earthquakes rarely exist in Korea. Low-rise, piloti-type buildings showed severe damage by brittle failure in columns due to insufficient stirrup details in the 2017 Pohang earthquake. Therefore, it is necessary to improve damage state criteria for piloti-type buildings by consulting actual outcomes from the earthquake. An analytical approach was conducted by developing analysis models of sample buildings reflecting insufficient stirrup details of columns to accomplish the purpose. The result showed that current spectral displacements of damage states for piloti-type buildings might be too large to estimate actual fragility. When the brittle behavior observed in the earthquake is reflected in the analysis model, one-fourth through one-sixth of current spectral displacements of damage states may be appropriate for existing low-rise, piloti-type buildings.

피로인산 전해질에서 양극산화를 통한 알루미늄 3104 합금 나노섬유 산화물 형성

김태완,이기영,Kim, Taewan,Lee, Kiyoung 한국전기화학회 2021 한국전기화학회지 Vol.24 No.1

본 연구에서는 산업에서 많이 이용되는 알루미늄 3104H18 금속을 양극산화하여 다공성 나노구조 및 나노섬유 구조의 알루미늄 산화막을 형성하였다. 양극산화를 위한 전해질은 피로인산(H4P2O7)과 증류수를 혼합하여 사용하였다. 양극산화 진행 시 전해질의 농도, 온도, 인가전압과 같은 다양한 변수를 통해 다공성 알루미늄 산화막과 나노섬유 구조를 형성할 수 있었다. 나노섬유 구조를 형성하기 위해서는 피로인산 전해질 농도가 75 wt%, 인가전압이 30 V, 20℃의 양극산화 온도가 최적 조건임을 밝혀냈다. 인가전압이 40 V 이상이 되었을 때는 산화물의 용출속도의 증가 또는 높아진 전압으로 인한 채널벽의 두께증가로 인하여 다공성 나노구조의 형태가 나타난다는 것을 확인했다. 본 연구를 통하여 전해질의 농도, 인가전압 및 온도에 따른 산화물의 형성 및 용해반응이 평형을 이루었을 때 가장 나노섬유가 잘 형성된 알루미늄 산화막을 형성할 수 있음을 밝혔다. In this study, we investigated the formation of the metal oxide nanostructure by anodization of aluminum 3104H18 alloy. The anodization was performed in pyrophosphoric acid (H4P2O7) electrolyte. By the control of anodization condition such as concentration of electrolyte, anodization temperature and applied voltage, nanoporous or nanofiber structures were obtained. The optimal anodization condition to form nanofiber structures are 75 wt% of H4P2O7 at 30 V and 20℃. When anodization was performed at over 40 V, nanoporous structures were formed due to accelerated dissolution reaction rate of nanofiber structures or increasing thickness of channel wall.

중국 국가정체성의 변화 : 공산주의에서 민족주의로

김태완(Taewan Kim) 고려대학교 일민국제관계연구원 2010 국제관계연구 Vol.15 No.2

유사 이래 한국은 중국과 이웃하면서 중국의 대외정책을 주시해 왔다. 전통적으로 한국은 중국의 대외정책을 가늠할 때, 그들의 정체성에 관심을 가졌다. 어떤 주체가 중국의 주인이 되는지 관심을 갖고 그들의 행태를 예측하고 대비해 왔다. 반면, 현대에 와서는 미국식 국제관계 이론들에 근거해서 분석의 수준에 따라 합리적으로 중국의 대외정책을 가늠하려고 노력한다. 그러나 중국의 정책결정자들이 취하는 대외태도와 정책은 결국 그들의 정체성에 기인한다. 관련된 대부분의 국가들이 북한의 핵과 장거리 미사일 개발을 깊이 우려하고 있지만, 북경의 사거리 내에 있는 미사일이나 핵무기를 북한이 실험해도 중국은 그다지 염려스러워하지 않아 보인다. 이는 중국이 북한을 보는 인식이 여타 국가들과 다르기 때문이고, 이러한 현상의 인식은 정체성에 의해 제한받는다. 따라서 기존의 합리적인 분석과 아울러 중국 정책결정주체들의 정체성 변화에 주목하면, 중국의 대외정책을 더 풍부하게 이해하고 예측할 수 있다. For thousands, Korea has concerned China’s policy toward her. Paying attention to China’s identification, Korea had used to question whose China is. Recently, rather than asking China’s identity, we are more familiar to scientifically analyze a national foreign policy based on American rational IR theories. However, it is also true that China’s foreign policy is influenced by its decision-makers identity, in other word world-view, because it constrains perspective of them and ultimately their policy choices. Most concerned countries are threatened by Pyongyang’s nuke and ballistic missile projects but China. That results from that Beijing’s perspective of Pyongyang differs from the other countries’. Therefore, we could better understand and predict China's foreign policy considering Chinese decision-makers’ identity transformation adding to conventional rational IR theories.

고주기 피로 모델을 이용한 접촉 피로 수명에 관한 연구

김태완(Taewan Kim),이상돈(Sangdon Lee),조용주(Yongjoo Cho) 한국자동차공학회 2004 한국자동차공학회 지부 학술대회 논문집 Vol.- No.-

In this study, using high cycle fatigue(HCF) criteria, the simulation of rolling contact fatigue is conducted under elliptical contact. The HCF criteria fall into three categories: the critical plane approach, the stress invariant approach and the approach based on the mesoscopic scale. The accurate calculation of contact stresses and subsurface stresses is essential to the prediction of crack initiation life. Contact stresses are obtained by contact analysis of a semi-infinite solid based on the use of influence functions and the subsurface stress field is obtained using rectangular patch solutions. The simulation results show that the critical load is decreasing rapidly and the site of crack initiation also moves rapidly to the surface from the subsurface when the friction coefficient exceeds a specific value for all of three fatigue criteria.

화재온도 즉시 추정을 위한 무기질 변온 시멘트의 개발

김태완 ( Kim Taewan ),김인태 ( Kim In-tae ),신창희 ( Shin Chang-hee ),김용배 ( Kim Yong-bae ) 한국구조물진단유지관리공학회 2019 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.23 No.2

화재시 콘크리트 구조물의 노출 온도를 판단하여 화재 피해 범위를 신속하게 판단할 수 있는 무기질 변온색소를 포함한 시멘트의 개발을 목적으로 한다. 400℃의 온도에 노출된 콘크리트는 물리·화학적 변화에 의해 내구성과 내하력이 감소한다. 따라서 400℃ 온도에 노출 유무를 확인하기 위해 400℃의 온도에서 보라색에서 흰색으로 변하는 망간바이롤렛 변온색소를 사용하여 무기질 시멘트를 제조하였다. 제조된 시멘트는 400℃에서 색상의 변화와 함께 30분과 60분 이상의 노출시간도 판단할 수 있는 특징을 나타내었다.

위기가정 방임아동의 문제행동증후군 변화에 관한 연구

김태완 ( Taewan Kim ),권혜란 ( Hyeran Kwen ) 사단법인 아시아문화학술원 2020 인문사회 21 Vol.11 No.6

본 연구는 위기가정의 방임아동에게 심리정서지원을 제공하여 문제행동증후군의 변화를 살펴보고자 하였다. 연구대상은 위기가정의 초등학교 저학년 여자아동이며 연구도구는 지역아동센터 사례관리자의 기초사정평가의 발달영역에 관한 보고와 아동청소년행동평가척도(TRF)를 사용하였다. 연구결과 첫째, 위기가정 방임아동의 문제행동증후군에 변화가 나타났다. 둘째, 위기가정 방임아동의 DSM진단에 변화가 일어났다. 연구결론은 위기가정의 방임아동들에게 적극적인 개입의 심리정서지원은 반드시 필요하며 아울러 부모나 양육자 그리고 가족 구성원들에게 생태학적 관점의 통합지원서비스가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 위기가정 방임아동에게 심리정서지원의 미술치료. 놀이치료, 언어치료 등의 접근과 든든한 울타리환경을 유지하기 위한 가족 돌봄, 교육의 기회 확대 그리고 직업훈련 등의 지원체계가 이루어지길 기대한다. This study sought to examine the change in problem behavior syndrome by providing psychological treatment to children who exhibit problem behavior due to neglect of crisis families. The subjects of the study are girls in lower grades of primary school in crisis families, and the research tools used reports on the development area of the basic assessment by the case manager of the local children’s center and the child and adolescent behavior assessment scale (TRF). First, there was a change in the problem behavior of children in crisis families. Second, there has been a change in the diagnosis of DSM of children in crisis families. The result of the research is that psychological and emotional support for active intervention is essential for children in crisis families, and that parents, caregivers, and family members need integrated ecological support services. Therefore, It is expected that support systems art therapy, play therapy and language therapy, family care to maintain a strong fence environment, expansion of educational opportunities, and vocational training will be established

초임계 염색 기술

김태완(Taewan Kim),박건환(Geonhwan Park),공원배(Wonbae Kong),이윤우(Youn-Woo Lee) 한국청정기술학회 2018 청정기술 Vol.24 No.1

환경 오염에 대한 사회적 요구가 증가하고 염색 공정 폐수 배출에 대한 규제가 강화되면서 기존 수계 염색에서 발생하는 다량의 폐수와 에너지 낭비를 근본적으로 해결하기 위한 대안으로 초임계 염색 공정이 주목 받고 있다. 초임계 염색 공정에서는 기존 수계 염색에서 염색 용매인 물 대신 이산화탄소만을 사용하기 때문에 발생하는 폐수가 전혀 없고 미 고착 염료와 이산화탄소를 재사용 할 수 있다는 점에서 친환경적이다. 또한 염색 이후 추가적인 건조공정 없이 건조된 섬유를 얻을 수 있어 에너지 소비를 줄일 수 있다. 본 논문에서는 먼저 초임계 염색 공정의 발전배경과 현재 우리나라에서의 연구를 정리하였으며 초임계 염색의 원리와 기존 수계염색과의 장단점을 비교 설명하였다. 원리를 보다 자세히 설명하기 위해 초임계 이산화탄소와 염료 사이의 용해도를 비롯해 초임계 이산화탄소와 섬유에서 염료의 분배계수 및 물질전달 연구를 정리하였고, 현재 연구의 한계점과 연구방향을 제시하였다. 또한 초임계 염색 설비 내에서의 염료의 동적거동에 대하여 토의하였으며 전세계적으로 개발된 초임계 염색 설비를 정리하였다. 마지막으로 현재 초임계 염색 공정의 최적화와 폴리에스터를 제외한 다른 합성섬유와 천연섬유에 적용하기 위해 필요한 연구개발 방향을 제시하였다. As the social demands for environmental pollution increase and regulations on the dyeing process wastewater are strengthened, supercritical dyeing process has been attracting attention as an alternative technology to reduce wastewater and energy consumption. In the supercritical dyeing process where carbon dioxide is used as a solvent instead of water as a solvent, there is no wastewater generated. The unfixed dyes can be reused later which makes the process environment-friendly. Also, after dyeing process, dried textiles can be obtained without additional drying process, which makes the process energy efficient. In this article, we have summarized the development of the supercritical dyeing process along with the research in Korea today and compared the principle of supercritical dyeing process with conventional dyeing process. To further explain the principle, studies of the distribution factor and mass transfer of dyes in supercritical carbon dioxide and fibers, as well as solubility between supercritical CO2 and dyes are discussed. The dynamic behavior of dyes in supercritical dyeing apparatus and summary of the supercritical dyeing facilities developed around the world are also discussed. Finally, we suggest the direction of research and development for optimization of supercritical dyeing process and application to synthetic fibers and natural fibers except for polyester.

고속도로 엇갈림구간의 효율적 운영을 위한 구간길이 설계기준 적정성 평가

김태완(KIM, Taewan),이승준(LEE, Seungjun),김덕녕(KIM, Ducknyung),임찬수(REEM, Chansu),김영준(KIM, Youngjun),이은탁(LEE, Euntak),손봉수(SON, Bongsoo) 대한교통학회 2021 대한교통학회지 Vol.39 No.1

고속도로 엇갈림구간은 잦은 차로변경으로 인해 통행속도가 급격하게 저하함에 따라 교통혼잡이 발생하며 교통사고 발생 가능성이 있는 구간이다. 이에 엇갈림구간은 정체와 사고를 줄일 수 있도록 설계단계부터 면밀한 검토가 필요하나 국내에는 엇갈림구간 설계기준이 아직 미비한 상태이다. 엇갈림구간 설계에서 가장 중요한 것은 엇갈림구간의 길이로서, 적정한 길이 산정은 주로 한국도로용량편람(Korea highway capacity manual, KHCM)의 엇갈림구간 밀도산정식을 활용하고 있으나 이 산정식의 적정성에 대하여는 아직 명확히 밝혀진 바가 없다. 본 연구에서는 전국의 54개 고속도로 엇갈림구간을 6개 유형으로 분류하고, KHCM 밀도산정식의 적정성을 현장관측자료로 평가한 후 미시교통시뮬레이션 프로그램을 활용한 시나리오 분석을 진행하여 엇갈림구간 길이의 설계기준에 대한 적정성을 평가하였다. 분석결과, KHCM과 미시 시뮬레이션의 결과 값은 많은 차이를 보였는데 그 이유는 KHCM의 밀도식이 차량의 급가감속 등 불규칙적인 통행행태를 제대로 반영하지 못하기 때문인 것으로 추정된다. 석수IC 엇갈림구간 유형에 대한 VISSIM 분석결과, 구간길이가 250m 이하이면 교통량에 따라 서비스수준이 매우 민감하게 변화하여 교통운영과 안전 측면에서 매우 불안정한 교통류가 발생하는 것으로 분석되었다. 구간길이가 550m 이상인 경우 엇갈림 구간의 서비스수준은 거의 변화하지 않는 것을 확인하였으며, 이는 구간길이를 최대 750m로 제시하는 KHCM의 설계 길이 범위에 대해 고찰할 필요가 있음을 시사하고 있다. 본 연구의 결과는 향후 KHCM 밀도식의 개정의 필요성을 제시하고 있으며, 이를 위해서는 보다 많은 현장관측자료와 이를 설명할 수 있는 이론의 개발이 요구된다. On freeway weaving sections, traffic congestion and accidents occur frequently due to the disturbance generated by lane-changing vehicles. In order to reduce the disturbance, weaving section should be sufficiently long. The relationship between weaving length and density, or equivalent level of service, is suggested in Korea Highway Capacity Manual (KHCM). However, it is not fully demonstrated whether the suggested relationship is appropriate or not. The purpose of this paper is to investigate the appropriateness of KHCM standard compared with field data and micro-simulation results. The analysis results show that the density or level of service estimated by KHCM and micro-simulation are significantly different. This implies that KHCM has employed a single equation in order to estimate the densities of many different types of weaving sections, so it is not enough to represent vehicular behaviors somewhat complicated occurring on weaving sections. It, consequently, is suggested that KHCM standard for freeway weaving length should be carefully reassessed by using the data obtained from the field.