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VO<sub>2</sub>의 금속-절연체 전이 현상에 대한 광학적 특성 변화 측정
황인희 ( In-hui Hwang ),한상욱 ( Sang-wook Han ) 전북대학교 과학교육연구소 2018 과학과 과학교육 논문지 Vol.43 No.2
VO<sub>2</sub>는 상온 근처에서 금속-절연체 전이 현상일 일어나는 것을 잘 알려진 물질이다. 금속과 절연체 전이 특성으로 인하여 전기적인 특성뿐만 아니라 광 특성에도 변화가 생긴다. 본 연구에서는 연구실의 레이저를 이용하여 간단하게 VO<sub>2</sub>의 광 특성 변화를 측정할 수 있는 실험 방법을 보여준다. 또한 인 시투 기법으로 온도를 변화시키면서 광 특성과 전기적 특성의 변화를 동시에 측정하여 비교할 수 있도록 실험 장치를 설치하고 측정을 진행하였다. 이런 측정 기법은 다른 연구에도 널리 응용될 수 있을 것이다. VO<sub>2</sub> is a well-known metal-insulator transition (MIT) material with Tc of near room temperature. MIT causes a change of electrical properties and also optical properties. We demonstrated that optical property of VO<sub>2</sub> can be simply measured using a laser beam. The experiment was setup that optical properties were simultaneously measured with electrical properties as a function of temperature at in-situ condition. Therefore, the optical properties were directly compared to the electrical properties. This measurement technique can be widely applicable to other studies.
과학 : 금속-절연체-전이 VO2를 이용한 정확한 실제 온도 측정 연구
황인희 ( In Hui Hwang ),한상욱 ( Sang Wook Han ) 전북대학교 과학교육연구소 2014 과학과 과학교육 논문지 Vol.39 No.2
물질의 물리적 특성을 결정하는 기본 요소 중에 하나인 온도를 결정하는데 있어서, 온도 측정은 주변의 여러 가지 변수의 영향을 받는다. 측정 대상의 상태 그리고 온도계의 반응 시간과 열의 흐름 등 여러 가지 측정 환경 변수에 대한 정보를 먼저 정확히 이해하고 결정해야만 측정되어지는 대상의 온도를 정확히 측정할 수 있다. VO2는 특정한 온도에서 급격하게 절연체-금속 전이를 하는 물질로 이런 절연체-금속 전이 특성을 이용하여 온도를 정확히 결정하는 방법을 연구하였다. 본 연구에서 측정된 온도는 온도계의 반응 식간과 측정 대상의 열평형 시간 등의 환경적인 요인에 크게 영향을 받는다는 것을 발견하였다. Temperature is one of the basic elements of nature that measures in order to know the physical characteristics, but should be considered that many factors, including a environment and a response time of a sensor. Using the dramatic resistance change of VO2 during temperature changing, we were studying about the difficulties of determination of accurate measuring temperature.
임베디드 시스템을 기반으로 한 탐사 로봇의 설계와 적용
황인희 ( In-hui Hwang ),한상욱 ( Sang-wook Han ) 전북대학교 과학교육연구소 2017 과학과 과학교육 논문지 Vol.42 No.2
현대 사회에서 무인화 로봇은 융합과학 연구 분야에서 필수요소로 자리를 잡아 가고 있다. 사람이 직접 접근할 수 없는 지형이나 고방사능 및 유해한 화합물에 의해 사람에게 위협을 하는 환경에서 로봇은 사람을 대신하여 탐사 및 데이터를 수집할 수 있다. 우리는 임베디드 시스템을 기반으로 프로그래밍 및 로봇을 직접 설계하여 설계된 환경에서 데이터를 수집 하고 그 결과에 대해서 논의하였다. In modern society, unmanned systems are becoming an essential element in the field of fusion science research. Since unmanned system probes are free from areas where human can not reach directly or from high radiation and hazardous areas, they can measure and collect data on behalf of humans. Data was taken in the designed environment by designing our own programming and robots based on embedded systems and discussed the results.
황인희 ( In-hui Hwang ),한상욱 ( Sang-wook Han ) 전북대학교 과학교육연구소 2016 과학과 과학교육 논문지 Vol.41 No.2
카메라와 국제적인 위치 시스템(Global Positioning System, GPS)이 장착된 드론을 이용하여 임의의 지형의 길이와 면적을 정량적으로 결정하는 방법에 대한 연구를 진행하였다. 드론 카메라를 이용하여 기준 길이와 측정 대상 길이를 동시에 측정하여 상대적인 비율로 길이와 면적을 계산하였다. 드론을 이용하여 상공 30 ~ 40 m 높이에서 20 ~ 30 m 정도의 물체를 카메라로 측정하여 분석하면 5% 이하의 오차로 물체의 길이를 결정할 수 있었다. 드론의 자유로운 수직 및 수평 이동 특성을 이용하여 수평면뿐만 아니라 수직면의 넓이도 4%의 오차 내에서 정량적으로 측정할 수 있다. 드론을 이용하여 마이산 측면에 형성된 타포니의 길이와 면적을 정량적으로 결정할 수 있음을 보여줌으로써 인공위성 사진으로 매핑이 불가능한 지형의 측면 매핑에 드론이 활용될 수 있음을 보여주었다. We studied a method to quantitatively determine the length and area of arbitrary terrain using a drone with a camera and a global positioning system (GPS). Both reference and measurement target were quantitatively measured using a drone camera. The measurement target length was determined by applying a relative ratio of the reference and the target. The length of an object with a length of 20 ~ 30 m can be determined with an error of 5% or less, when a photo on the object is taken by a drone camera at a high of 30 ~ 40 m. A vertical area as well as a horizontal area can be determined within an error of ~4% using capability of a drone that can vertically and horizontally move. This study shows that the length and the area of tafoni formed on the vertical surface of Maisan can be quantitatively determined by using a drone, so that a drone can be widely used to map a vertical area which can not be mapped by satellite photographs.