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Arduino와 PLX-DAQ를 이용한 실시간 측정 장치의 물리 실험실에서의 응용
오병성 ( Byungsung O ) 충남대학교 기초과학연구원 2020 충남과학연구지 Vol.37 No.1
The Arduino UNO microcontroller with PLX-DAQ has been tested as a real-time data acquisition system. The Arduino UNO board has analog-digital converters and digital-analog converters with a built-in plotter, which can be programmed with its own Integrated Development Environment. With PLX-DAQ (a data acquisition tool by Parallax) the measured data can be transferred to a spreadsheet and manipulated on PC, Here the capacitor voltage variation during the charging and discharging cycles in the RC circuits was monitored with its own built-in plotter. And the RC time constants were compared with the theoretical values. Finally the Arduino UNO with PLX-DAQ is found to be one of the good tools in undergraduate physics lab.
스마트폰 센서와 마이크로프로세서 기반 측정 장치의 비교
오병성 ( Byungsung O ),박동렬 ( Dongryul Park ) 충남대학교 기초과학연구원 2018 충남과학연구지 Vol.35 No.1
여러 가지 센서가 내장된 스마트폰을 학생 물리 실험에 사용할 수 있기에 가속도 센서와 조도 센서를 추의 주기 측정에 활용하여 보았다. 그 결과를 실험실에서 널리 사용 중인 마이크로 프로세서 장치(MBL)의 결과와 비교하여 보았다. 알맞은 무료 앱을 사용하여 측정 간격을 0.01 s 또는 그 이하로 설정할 수 있어 학생 실험에 활용할 수 있음을 확인하였다. Smartphones with several sensors have been tested for physics lab. In this research, the acceleration and the lux meters were tested for the pendulum motion experiment and compared to the microprocessor-based lab(MBL): a motion sensor and a photogate used in the lab. With the appropriate apps, the measurements can be made every 0.01 s or shorter, which means they could be used instead of MBL equipments in some cases.
동시 스퍼터링 방법으로 증착한 ZnO:Al의 전기적 광학적 특성
유동휘 ( Dongwhi Yu ),오병성 ( Byungsung O ) 충남대학교 기초과학연구소 2016 忠南科學硏究誌 Vol.33 No.2
ZnO:Al thin films were grown on sodalime glass by RF magnetron co-sputtering. The RF power for ZnO target was fixed and DC power for Al target was controlled to adjust the Al contents in the films. As the DC power increased, the diffraction angle of XRD peak increased and the FWHM got smaller. The resistivity of the films decreased and the optical energy gap increased with increasing DC power. As the DC power increases, more Al atoms might be substituted with Zn atoms and the free electron density increases. With this increase in free electron density, the resistivity decrease and the optical energy gap increase can be explained. But above the specific DC power, namely above the specific Al contents, Al atoms might become interstitials and the quality of films gets worse (the FWHM of the XRD peak increases and the resistivity decreases).
김재석 ( Jae-suk Kim ),오병성 ( Byungsung O ) 충남대학교 기초과학연구소 2016 忠南科學硏究誌 Vol.33 No.1
The main output parameters of a Si solar cell - open-circuit voltage, short-circuit current, and maximum power - have been estimated with one dimensional numerical simulation program, PC-1D. Especially the dependences on p-layer doping density, n-layer doping density and n-layer thickness were investigated and explained. Simple and cheap simulation shows that this kind of programs are so useful to estimate the final results of the designed solar cells prior to the actual expensive fabrication.
양재열 ( Jae Yeol Yang ),오병성 ( Byungsung O ) 충남대학교 기초과학연구원 2019 충남과학연구지 Vol.36 No.1
GaN nanowires have been grown on Ni/GaN epilayer/sapphire substrate by vapor-liquid-solid method with chemical vapor deposition equipment, The substrate temperature was controlled from 600oC to 900oC. The surface morphology was investigated by field-emission scanning electron microscopy. It was found that the nanowires grown around 700oC showed the high quality GaN nanowires with the triangular cross section. X-ray diffraction revealed that the structure of the GaN nanowires have wurzite structure. The temperature-dependent photoluminescence showed the excitonic peaks and the quenching effect was observed.
이정윤 ( Jungyoon Lee ),오병성 ( Byungsung O ) 충남대학교 기초과학연구원 2017 충남과학연구지 Vol.34 No.1
Textured etching with acidic or alkaline solution is widely used to reduce the reflectance of Si wafers for photovoltaic applications. The etching time and solution temperature dependences of the reflectance of mono-crystalline Si wafers were studied with 2% KOH solution. After etching the specular reflectance and total reflectance decreased significantly, especially for the sample etched at 80℃ for 50 min.
GaAs(100) 기판에 대한 열에칭이 ZnTe 에피층에 미치는 영향
남성운(Sungun Nam),윤영문(Young-Moon Yu),오병성(Byungsung O),이기선(Ki-Seon Lee),최용대(Yong Dae Choi),정호용(Ho-Yong Chung) 한국진공학회(ASCT) 1998 Applied Science and Convergence Technology Vol.7 No.4
기판에 대한 열에칭이 에피층에 미치는 영향을 조사하기 위하여 ZnTe 에피층을 hot wall epitaxy (HWE)에 의하여 기판 온도 450~630℃에서 GaAs(100) 기판위에 성장하여 에피층에 대한 이중 결정 요동 곡선(DCRC)과 광발광(PL)을 측정하였다. ZnTe 에피층의 DCRC의 반치폭은 GaAs 기판의 열에칭 온도가 510℃와 590℃일 때 가장 작았다. 그러나 550℃ 근처에서 반치폭 값들은 표면 원자들의 재구성에 의하여 증가하였다. 그리고 490℃ 이하의 열에칭 온도에서는 산화막에 의하여 반치폭은 증가하였고, 또 610℃ 이상에서는 표면 결함에 의하여 증가하였다. PL로부터 가벼운 양공 자유엑시톤 X_(1s, lh)과 2차 공명 라만선의 반치폭은 550℃ 근처에서 증가하였다. 열에칭 온도가 증가함에 따라 Y-band의 세기와 GaAs 위의 산화막에 관련된 산소에 속박된 자유엑시톤(OBE) 피크의 세기는 일반적으로 감소하였다. 이러한 실험적인 결과로부터 GaAs 기판의 열에칭은 ZnTe 에피층에 영향을 주는 것으로 확인되었다. To investigate an influence of the thermal preheating for the substrates exerted on the heteroepilayers, the ZnTe epilayers are grown on the GaAs (100) at the substrate temperature of 450~630℃ by hot wall epitaxy (HWE). For this purpose, double crystal rocking curve (DCRC) and photoluminescence (PL) are measured. The full widths at half maximum of DCRC are the smallest in the ZnTe epilayers grown on the GaAs thermally etched at around both 510℃ and 590℃. However, at around 550℃ they increase due to the reconstruction of the atoms in the surface. And they increase due to the oxide layer at below 490℃ and due to the surface defects at above 610℃. From PL analysis, the full widths at half maximum of the light hole exciton X_(1s, lh) and of the second-order Raman line increase at around 550℃. With the increasing preheating temperature, the intensities of Y-bands and of the oxygen bound exciton (OBE) peak related to an oxide layer on the GaAs surface generally decrease. From these experimental results, it′s confirmed that the GaAs substrate thermally etched influences the ZnTe epilayers.
Hot - wall epitaxy에 의한 Zn - chalcogenide 에피층의 성장 및 구조적 특성
유영문(Young-Moon Yu),남성운(Sungun Nam),이종광(Jongkwang Rhee),오병성(Byungsung O),이기선(Ki-Seon Lee),최용대(Yong Dae Choi),이종원(J. W. Lee) 한국진공학회(ASCT) 1999 Applied Science and Convergence Technology Vol.8 No.4(1)
열벽적층성장법으로 ZnS 및 ZnTe 단결정 박막을 GaAs(100)와 GaP(100) 기판에 성장하였다. 성장한 박막의 방향성 및 결정성을 알아보기 위하여 X-ray 회절과 이중 결정 요동 곡선(DCRC)을 측정하였다. 성장한 박막은 (100) 방향의 zinc-blende 구조를 갖는 단결정임을 알았다. ZnTe 단결정 박막은 93 arcsec의 아주 좋은 DCRC 반치폭 값을 얻었고 ZnS 단결정 박막도 매우 양호한 결과를 얻었다. 두께에 따른 DCRC 반치폭의 변화로부터 단결정 박막 내에 남아있는 스트레인은 격자부정합에 의한 영향뿐만 아니라 열팽창계수 차이에 의한 것도 있음을 알았다. ZnS and ZnTe epilayers were grown on GaAs(100) and GaP(100) substrates by hot-wall epitaxy. X-ray diffraction revealed that the epilayers have zinc-blende structure and were grown in (100) direction. The small values of the full width at half maximum (FWHM) of double crystal rocking curve (DCRC) showed high quality of the epilayers. From the thickness dependence of the FWHM of DCRC, the strain remaining in films is found to be due to the thermal expansion difference as well as due to the lattice mismatch.
1×8배열, 7.8 ㎛ 최대반응 GaAs / AlGaAs 양자우물 적외선 검출기
박은영(Eunyoung Park),최정우(Jeong-woo Choe),노삼규(Sam-Kyu Noh),최우석(Woo-seok Choi),박승한(Seung-Han Park),조태희(Taehee Cho),홍성철(Songcheol Hong),오병성(Byungsung O),이승주(Seung-Joo Lee) 한국광학회 1998 한국광학회지 Vol.9 No.6
장파장영역의 적외선 검출을 위해 구속-비구속 상태간 전이를 이용한 GaAs/AlGaAs 이종접합 다중양자우물구조형태 검출기를 제작하여 전기적, 광학적 특성을 살펴보았다. 시료는 MBE를 이용하여 SI-GaAs(100) 기판 위에 장벽 500 Å, 폭 40 Å의 양자우물구조를 25층 성장시켰으며, Al의 몰분율은 0.28로 하였고 우물의 중심부 20 Å은 2×10^(18)㎝-³의 농도로 Si n-도핑을 하였다. 200×200 ㎛² 면적의 사각형 화소가 되도록 시료를 식각한 후 Au/Ge로 전극을 붙여 1×8 검출기 배열을 제작하였다. 10K의 온도에서 적외선 광원에 대한 광특성을 조사한 결과 1차원으로 배열한 8개의 단일소자 모두 7.8 ㎛파장에서 최대반응을 보였으며 검출률(D*)은 최대 4.9×10^9 ㎝ √㎐/W이었다. We fabricated 1×8 array of GaAs/AlGaAs quantum well infrared photodetectors for the long wavelength infrared detection which is based on the bound-to-continuum intersubband transition, and characterized its electrical and optical properties. The device was grown on SI-GaAs(100) by the molecular beam epitaxy and consisted of 25 period of 40 Å GaAs well and 500 Å Al_(0.28)Ga_(0.72)As barrier. To reduce the possibility of interface states only the center 20 Å of the well was doped with Si (N_D=2×10^(18)㎝-³). We etched the sample to make square mesas of 200×200 ㎛² and made an ohmic contact on each pixel with Au/Ge. Current-voltage characteristics and photo response spectrum of each detector reveal that the array was highly uniform and stable. The spectral responsivity and the detectivity D* were measured to be 180,260 V/W and 4.9×10^9 ㎝ √㎐/W respectively at the peak wavelength of λ = 7.8 ㎛ and at T = 10 K.