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[전자재료]Molecular Electronics 의 이해

Fabricating the Next Generation of Electronics from Molecular Structures나노소재화학공정IntroductionApplication of ChipENIAC, 1947HP Jornada, 200017,468 vacuum tubes 60,000 pounds 16,200 cubic feets 174 kilowatts (233 horsepower)Moore's LawAs conventional silicon chips race toward their physical limits, researchers are seeking the next small thing in electronics through chemistry.Conventional technologyMolecular DevicesChemical Assembly (Supramolecular) ChemistryElectronic Circuitry Nanolithographic Techniques Solid state Device FabricationSelf –Assembly “Bottom-up Approach”IntroductionGoal : to construct basic electronic devices from individual molecules. The number of transistors that can be fabricated on a chip doubles every 18-24 months ( Moore's law ). Stray signals and heat dissipation will slow severely this progress. Even 120 nm transistors fabricated in the traditional way will be more than 60,000 times larger than molecular electronic devices. In molecules, the energy levels of electtor requires control over the conductivity of this wire. Current methods allows researchers to design molecules with specific atoms, geometries and orbital arrangements; Yet they are not suitable for mass production like lithographic process.Energy levelsIonization potetials ID for D end must be small and match as closely as possible work function (f1) of metal layer (M1). : If ID is too low, the molecule would oxidize in air Electron affinity AA for A end must be as large as possible, match with the work function metal layer M2 (f2) : This is not easy !Electron affinityIonization potentialHOMO (high occupied molecular orbital)LUMO (low unoccupied molecular orbital)DevicesDevicesMolecular RectifierTTF TCNQ(Tetrathiofulvalene)(Tetracyanoquinodimethane)electron donorelectron acceptorUnoccupiedOccupiedForward bias In resonanceTransmitted electronEfNo bias Off resonanceDELUMO =ELUMO (D)- ELUMO (A)eVbVacuumfA. Aviram and M.A. Ratner, Chem. Phys. Lett. 29, 277 (1974)Quantum tunnelling (or tul.Tunneling PhenomenonConductance of Molecular Wire: MBJDevices- The wires are immersed in a solution of benzene molecules terminated by thiol groups. These assemble onto the electrodes in large quantity. - The solvent is evaporated and the wires are brought closer together until resistance shows marked decrease, indicating contact. - It is presumed that only one molecule forms the bridge between the electrodes. - This is supported by reproducibility of I-V curves. A gap of ~0.7 eV is observed of extremely low current. Conducatnce then exhibits two plateaus at higher bias. - Middle curve shows reproducibility as junction is broken and reformed multiple times.V.Balzani et al, Acc. Chem. Res. 31, 405 (1998)DevicesMolecular Switches and Gates: Rotaxane- A molecular ring slides over a molecular wire. - The ring (positive) tends to stay on the benzidine group because of its greater negative charge. If this group is positively charged, then the ring moves to the biphenol group. - Closed at rotransistor has three terminals, known as the source, gate and drain. A positive voltage applied to the gate draws electrons to the insulator, enabling current to flow from the source to the drain. A molecule based on three benzene rings was also used to switch an electric current. The center ring had asymmetric fragments, enabling it to be twisted by an electrical field. With a specific voltage applied, the electrical field twisted the molecule and permitted current to flow.Reversible Molecular Switch with NDR EffectJ Chen, MA Reed, AM Rawlett, JM Tour, Science 286, 1550 (1999)DevicesQ=0 -1 -2- +A B CABCVIAnion conduction state ONDianion insulating state OFF- Similar fabrication approach, but with different molecule: 2'-amino-4-ethynylphenyle-4'- ethynylphenyle-5'-nitro-1-benzenethiol. A similar compound without the nitroamine group did not exhibit any negative differential resistance behavior. - SiN-coated silicon wafer is etched to provide a 30 nm diameter pore in the SiN layer. Gol. Results in electrical contact to a small (~1000) number of molecules. Negative Differential Resistance : 400 MWcm2 Peak current density : 50A/cm2 Peak to valley ratio = 1030:1 (typical device=30:1)Atom relay transistorDevices- Upon charging a gate, a mobile switching atom move into a line of atomic wire. - A switching atom is placed between two molecular or atomic wires and controlled by two 'gate' wires. The current can be turned on or off by changing the voltage over the 'gate wires'. - Applying a voltage on the gate will rotate the switching group, turning the device on and off. Disadvantage: there are three states for this structure.INPUTOUTPUT1mmMetallic nanoparticles which are connected by functional moleculesMolecular wire having alligator clipGateInroganic-Organic Hybrid Circuits: NanocellDevicesAssemblyLangmuir-Blodgett TechniqueSetup for Langmuir-Blogett DepositionTransferring Monolayers Multilayer FilmSummaryFurther challengesCombining individual devices Mechanisms of condow}

공학/기술| 2006.05.01| 13페이지| 1,000원| 조회(558)

분자, 유기소재, Molecular, 분자 전자, 분자 전기

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[유체]관로 손실

이동현상실험 「관로손실」Contents0. 개 요1. 배경 이 론2. 실험 장비3. discussion개 요유체가 관내를 흐를 때 관내 면에 닿는 유체의 분자는 상호간 혹은 유체와 관벽과의 마찰로 인해 유체가 가지고 있는 에너지의 일부가 소멸된다. 이 실험은 흐르는 유체의 흐름에 의한 에너지의 손실, 즉 마찰손실을 구하는데 있다.배경 이론층류범위압력강하난류범위유량유량에 따른 층류와 난류난류1.00관내에서의 유속분포관로 중심층류층류와 난류의 정의Reynold 상수배경 이론Bernoulli Eq배경 이론배경 이론마찰계수(층류)(난류)1) 직선관배경 이론2) 확대 축소축소관확대관(층류) F 무시(난류)배경 이론3) 관 삽입물200.4티(straight through)751.6180˚벤드67105티(through side outlet)150.3545 ˚표준엘보410.990˚엘보(short-radius)200.490˚엘보(long-radius)320.790˚표준엘보1352.9체크밸브(swing type)90020게이트밸브(1/4open)2004.4게이트밸브(1/2open)70.15게이트밸브(wide open)1703.8앵글밸브(wide open)3507.5글로브밸브(wide open)Leq/DK부속품관부속품에 대한 K와 Leq/D실험 장비전체 모습실험 장비전체 모습Discussion실제 관측과 이론 계산의 오차 발생 원인장치에서 예상되지 않는 마찰 가정한 요인의 오차 수치해석상의 오류ReferenceFluid Mechanics for chemical engineers. Noel de Nevers. McGraw Hill. 1994.02.20 화공유체역학. 이태희. 선중당. 1996.08.01{nameOfApplication=Show}

공학/기술| 2005.10.06| 12페이지| 1,000원| 조회(883)

유체역학, 유체, 손실, 마찰손실, 관로손실

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[물리화학] 공융점의 실생활에서 응용사례 평가B괜찮아요

1. 잠열재 (PCM)란현재 사용되고 있는 대표적인 잠열재로서 물(H2O)의 경우 단일(순수)물질이므로 여타 다른 대부분의 단일물질과 같이 일정한 상변화 온도와 잠열량을 갖고 있으나, 저온 잠열재와 같이 두 가지 이상의 혼합물질 또는 화합물질로 이루어진 경우에는 물질에 따라 고유의 상변화 상태도를 갖게 된다. 아래 그림은 그중 2개의 물질이 혼합되어 공융점을 갖는 대표적인 상태도를 나타내고 있다.그림에서 보는 바와 같이 순수물질이 아닌 2개 이상의 혼합물에서 어떤 물질의 농도가 Y%일때는 액상선과 고상선이 만나는 점이기 때문에 동결개시와 완료시에 농도 변화 없이 순수물질과 마찬가지로 일정한 온도에서 상변화하는 특성을 갖게 된다. 이와 같은Y%의 농도를 그 물질의 공융농도(Eutectic Concentration)이라 하며 그 동결온도를 공융점(Eutectic Point) 또는 공정점(Cryohydric Point)이라 한다.위와는 반대로 순수물질이 아닌 2개 이상의 혼합물에서 어떤 물질의 농도 X%의 용액을 냉각시키면 액상선 상의 A점에서 동결을 시작하여 고상선 상의 B점까지 동결되면서 액상의 농도는 농도 Y% 쪽으로 농축되어 남게 된다. 이와 같은 물질을 용기에 넣어 상변화 시켜 보냉 또는 보온에 활용코자 하여도 상변화 되어 감에 따라 용액의 온도가 변화되어, 의도하는 목적에 부합되는 온도를 일정 또는 일정에 가깝게 유지할 수 없게 된다.이와 같이 2가지 이상의 혼합 또는 화합물로 이루어진 잠열재의 경우, 공융점의 농도를 갖추고 있어야만 단일물질에서와 같이 일정한 상변화온도와 그 온도에서의 잠열량이 보장되어 질 수 있다. 일반적으로 PCM에 대한 정의를 올바르게 인지하지 못하고 목표 온도에서 부분적으로 상변화하는 물질을 PCM이라고 부르는 경우가 많아, 실제 적용시 잠열량 미달 또는 적정온도유지의 실패요인이 되고 있다.2. 잠열축열시스템의 필요성잠열축열시스템은 다양한 형태의 에너지(미활용 및 폐기에너지)를 상변화물질(PCM)의 잠열을 이용하여 고농도로 저장, 사용분야, 시기 및 목적에 적합하게 변환하여 이용하는 시스템으로 에너지를 효율적/합리적으로 이용하는 대표적인 기술이다.- 미활용 자연에너지 : 태양열, 지열, 풍력, 조력, bio-energy, 등등- 미활용 가공에너지 : 심야전력 등- 폐기 에너지 : 연소가스 배열, 폐수, 폐기물 소각열, 등등본 기술의 구성은 열성능의 우수성·신뢰성·안정성과 환경친화적인 요소를 구비한 다양한 사용온도(상변화온도)에 적합한 PCM물질과 응용분야에 적합한 Module 설계 및 시스템기술로 구성된다.현재 source가 대부분 공개된 고온 PCM 및 일부 중온 PCM(빙축열)은 냉·난방분야에 보급이 비교적 활발한 상태이며, 일부 중온 및 저온 PCM의 신규개발 또는 이미 개발된 PCM을 근간으로 산업 전반에 걸쳐 응용분야의 확대를 도모하고 있다. 따라서 향후에는 국내에서도 선진국에서와 같이 다음과 같은 다양한 분야에 적용될 것으로 예측 된다.

공학/기술| 2004.12.02| 3페이지| 1,000원| 조회(1,622)

녹는점, 공융점, 잠열재

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[공학윤리] 성수대교에 대한 안전도 평가 및 원인분석 평가C아쉬워요

과 목 명:공 학 윤 리학 과:학 번:이 름:제 출 일:담당교수:교수님공 학 윤 리과제 3. 성수대교 붕괴와그 원인을 통합적 안전?위험도분석 평가 측면에서 고찰《개 요》1. 성수대교는..2. 성수대교의 붕괴3. 성수대교 붕괴의 원인 분석4. 성수대교의 안전. 위험도평가와 고찰1. 성수대교는..서울 성동구 성수동과 강남구 압구정동을 연결하는 다리이다. 길이 1,161m. 너비 19.4m(4차선). 한강의 11번째 다리로 1977년 4월 착공, 1979년 10월 준공하였다. 교량의 형태면에서 볼 때 성수대교 이전에 세워진 교량들은 공법이나 구조상 별 특징이 없이 기능 및 경제성 위주의 교량이 주종을 이루어왔으나 성수대교 건설을 계기로 구조물의 외관에 대한 고려가 본격적으로 강조되었다.최초로 120m 장경간으로 건설되었으며 그 구조상 게르버트러스교로서 교하공간이 넓어 광활한 한강수면에 경관을 이루고 있으며, 교량 양단에 완전한 입체교차시설도 갖추고 있다.2. 성수대교의 붕괴나라가 이지경 서울이 부끄럽다.성수대교가 어이없이 무너져내렸다. 21일 오전 7시40분쯤 서울 성동구 성수동과 강남구 압구정동을 잇는 성수대교의 북단 5번째와 6번째 교각사이 상판 50여m가 갑자기 내려앉으면서 다리를 지나던 서울5사8909 한성운수 16번 시내 버스 등 차량 6대가 20여m 아래로 추락했다.이 사고로 무학여중 고생 9명을 포함한 시내버스 승객등 32명이 사망하고 17명이 부상, 순천향병원 방지거병원등 인근 병원으로 옮겨져 안치되거나 치료를 받고 있다. 사고 당시 성수대교는 출근길 차량들로 붐벼 피해가 컸으며 다리가 붕괴하면서 강물에 떨어진 수대의 차량과 사람들이 한강급류에 떼 밀려 갔다고 목격자들이 말하고 있어 사망자가 늘어날 가능성도 있는 것으로 경찰은 보고 있다.추락한 차량 6대중 시내버스와 서울경찰청 3기동대40중대 소속 서울7구9286봉고베스타, 서울3호9749 프라이드, 서울2트2652 세피아 등 4대는 강물위에 드러난 상판 위에 떨어졌으며, 서울4프7962 엑셀과 서울3르4675 르망승용차는 강물에 빠진뒤 경찰에 의해 인양됐다. 특히 시내버스가 뒤집히면서 추락, 먼저 떨어진 상판 위에 부딪혀 차체가 크게 부서지는 바람에 많은 사망자를 냈으며 물속에서도 3명이 인양됐다.사고가 난 뒤 경찰과 군은 한강순찰대 경비정 6대 군-경찰헬기 16대 모터보트 등 장비와 경찰기동대 11개중대 1천3백20명, 특전사 수중탐사요원 1백30여명 등 2천여명의 경찰-군 인력을 출동시켜 긴급 구조작업을 벌였다. 사고가 난 성수대교는 동아건설이 공사비 1백15억8천만원을 들여 77년 4월 착공, 2년6개월간의 공사기간을 거친 뒤 79년 10월 완공됐다. 이 사고로 성수대교의 차량통행이 전면 금지됨에 따라 앞으로 서울 강남북간 교통혼잡이 더욱 심각해질 것으로 예상된다.위는 1994년 10월 22일자 조선일보 신문에 실린 기사 내용이다. 기사 내용에서 알 수 있듯 그 당시 상황은 모든 이들에게 소름을 끼칠 정도로 끔찍한 상황이었다. 10년이 지난 지금도 성수대교의 사고는 기억에서 잊혀지지 않는 악몽이다. 서울 시민이라면 하루에도 여러 번 이용하는 것이 한강 다리이다. 그런데 그 다리가 한 순간에 절단이 되었으니 어느 누군들 놀라지 않은 이가 있었겠는가. 사고는 1차적인 피해자만을 만든 것이 아니라 2차적 피해자를 양상시켰다. 사람들은 안전 불감증을 갖게 되었고 생활하는 것에서 안전한지 확인하고 불안해 하기 시작했다. 우리는 이제 이 엄청난 사고가 어떻게 해서 발생하였는지 알아보자.3. 성수대교 붕괴의 원인 분석성수대교의 붕괴사고의 어떠한 원인으로 인해 붕괴 되었는지 생각해 보자.우선 1차적인 원인은 초기의 설계와 시공에서 부실시공을 생각해 볼 수 있다. 성수대교 사고는 시공당시 기술축적이 부족한 상태에서 무리하게 신공법을 써 설계. 시공. 감리. 사후 관리등 전과정에서 부실을 초래하는 원인이 됐다. 시공상의 잘못은 맨먼저 파괴된 트러스구조물의 상현재 핀플레이트와 수직재의 용접이 nx자형기계식 용접이 아닌 I자형 수동용접으로 이루어져 전부분이 용접되지 않고 가장자리 부분에서만 용접이 이루어져 이 부분에 허용치 이상의 응력이 집중돼 강재의 피로균열이 가속화됐다는 것이다. 또 다른 시공 잘못은 설계상으로는 핀플레이트의 절삭경사도를 용접부분의 응력집중을 막기위해 1대10으로 해야 하나 철구조물 제작과정에서 2.5대1 또는 3대1로 해 결과적으로 반복하중을 받는 용접부위의 피로파괴를 앞당겼다는 것이다.하지만 설계와 시공만이 원인이 되었다면 시공직후 성수대교는 붕괴가 되었어야 한다. 그러나 약 15년 뒤에 다리가 붕괴되었다. 이는 시공상의 문제가 아니라는 것을 말해준다. 부수적인 원인이 있는지 생각해보자.준공 후, 성수대교는 유지 관리가 소홀했다. 다리의 과적차량의 통제가 없어 설계하중을 초과하는 중차량의 통행이 자유로웠다. 그로인해 지속적인 초과응력이 작용하였다. 특히, 용접 등 취약한 철구조물 접합부위가 많은 트러스교의 경우 경과하지 않았더라고 수시로 비파괴시험 등 정밀검사를 통해 상태를 점검해야 하는데 이와 같은 관리가 거의 이루어지지 않았다.또한 도로.교량부식에 치명적인 염화칼슘의 관리에도 문제가 존재한다. 성수대교 관할 동부건설사업소가 93년11월22일부터 94년2월23일까지 석달동안 성수대교등 98㎞구간에 25㎏짜리 1만3천9백부대의 염화칼슘을 살포한 것으 로 드러났다. 이를 구간별로 환산하면 1㎞마다 3.5t이 살포된 것으로 통상 교량구간은 일반도로보다 약 2배정도 더 많이 살포하는 것을 감안하면 성수대교구간(1.16㎞)에는 겨울마다 약 8t의 염화칼슘이 뿌려진 것이다. 선진외국의 경우 교량에 대해서는 긴급상황이 아니면 염화칼슘을 사용하지 않을 뿐더러 불가피한 경우에도 사용즉시 다리세척을 해주고 있다. 하지만 많은 양을 사용하고도 다리 세척은 이루어지지 않았다. 용접부위에 미세한 구멍이 형성 될 수 있는데 그 곳에 물이 스며들어 부식 속도가 빨라져 균열이 발생한다. 더구나 그것이 물이 아니고 염화칼슘과 같은 강염 성분일 경우에는 다리의 안전에 치명적인 손상을 주게 된다.

공학/기술| 2004.11.27| 5페이지| 1,000원| 조회(1,162)

성수대교, 원인분석, 안전 위험도

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[윤리] 윤리의식 변화에 대하여 평가B괜찮아요

공 학 윤 리과제2. 의식발달에따른 윤리의식의 변화과 목 명:학 과:학과 입력학 번:이 름:제 출 일:담당교수:『개 요』1. 인간의식 성장과정2. 윤리의식의 변화인간은 오랜 세월의 진화를 거쳐 탄생하였다. 초기의 인간과 현재의 인간의 생물학적인 차이는 많지 않겠지만, 인간의식은 많은 변화를 거치며 성장하였다. 인간의식은 7단계로 나눌 수 있으며 각 단계를 거치며 성장한다.초기의 인간은 자연에서 모든 것을 해결하였다. 배가 고프면 자연적으로 열린 열매를 먹고, 잠이 오면 따뜻한 곳을 찾아 잠을 잔다. 그들은 이성보다 자신들의 감정을 우선으로 하여 행동한다. 이 단계는 태고적 단계이다. 이것은 물질적 신체, 감각, 지각, 감성을 포함한다.이 단계에서 더 발달하여 자연에서 대부분의 것을 충족하지만 인간은 모여서 부락과 마을을 이루고 공동체, 단체 생활을 한다. 태고적 단계와는 다른 생활을 한다. 자신의 감정 중심으로 행동하지 않도록 공동체 생활에 적합한 규율을 세우고 그 규율을 지키며 산다. 공동체에는 지도자가 존재한다. 한 부족의 지배계층은 주로 주술사가 많다. 그들은 주술적이고 마술적인 통솔에도 쉽게 믿고 따른다. 이 단계는 마법적 단계이다. 이것은 단순한 심상, 상징, 최초의 조악한 개념, 혹은 최초이며 최하위인 이지적 결실을 포함한다. 이는 그것들이 응축, 전위, “상념의 전능성” 등을 드러낸다는 의미에서 “마법적”이다.인간은 신을 창조하게 된다. 신들의 세계를 상상하고, 그들의 이야기를 만든다. 신화를 만들고 신들을 숭상한다. 이 단계가 신화적 단계이다. 이 단계는 마법적 단계보다는 더 진보된 것이지만 아직은 분명한 합리성이나 가설 연역적 추론의 능력은 없고, 겝서가 명시적으로 “신화적”이라고 명명한 단계이다.현대의 보통 수준의 인간은 신화적 단계의 다음은 합리적 단계에 존재한다. 이 단계에 존재하는 의식은 사회적 적응과 비판이 가능한 수준이다. 의식의 발달로 자신의 본능을 조절 할 수 있고 타인과의 관계를 좋게 유지 할 수 있어 사회생활을 매끄럽게 한다. 보통 사람들은 이 단계로 존재한다. 그 이상의 단계는 선인이나 수련을 통해 이룰 수 있는 단계이다.자기 수련과 명상을 통하여 심혼적 단계에 이룰 수 있다. 사상 통합을 깨닫고 전체와 부분을 이해 할 수 있는 실존 의식 수준이다. 이 단계는 켄타우루스 영영과 하위의 정묘 영역을 하나의 일반단계로 포함되고 초상현상이 다른 단계보다 잘 일어난다. 하지만 “심혼적”이라는 것이 반드시 “초상적“임을 의미하지는 않는다. 그 것은 마음 그 자체보다 발달의 더 상위의 수준으로서의 ”심혼“을 지칭하는 것이다. 자기실현을 하고자 하는 욕구가 존재하며 자율적인 단계이다.성인으로서 도달할 수 있는 단계인 정묘적 단계이다. 자기 초월을 하고자 하는 욕구가 시작된다. 이 단계의 다음은 인과적 단계로 최종 단계이다. 성장 발달의 최종이며, “영”에 도달할 수 있다. 현인으로서 오를 수 있는 단계이다.위와 같은 순서로 인간의 의식은 발달 한다. 그 들의 의식이 차츰 성장하고 발달하면서 그들의 윤리 의식도 또한 성장한다. 인간의 윤리의식은 모두 9단계의 밈으로 구분 되는데 이를 인간 의식수준과 연결지을 수 있다.가장 낮은 윤리 의식은 베이지색으로 나타내지는 태고적, 본능적 수준의 밈이다. 감성적이고, 생존을 위해서만 위한 행동하는 인간 의식의 태고적 단계와 맞는다.다음 단계의 윤리 의식 수준은 보라색과 적색인 주술적, 정령 숭배적 수준의 밈과 권력의 신 수준의 밈이다. 이 수준의 윤리의식은 선악의 주술적 정신에 의한 축복과 저주, 정령 숭배적, 종족적 부족을 형성하고, 부족을 지배하려는 욕구를 가진다. 충동적이고, 자아 중심적이며, 마법적, 신화적인 정신을 갖는다. 이런 수준의 윤리의식은 2단계에 마법적 단계와 관계가 깊다.다음은 청색으로 신화적 질서 수준의 밈이다. 신과 같은 전능한 질서에 의해 부여된 의미와 방향성을 삶을 갖는다. 이 수준의 윤리의식 상태는 절대자와 불변의 원리에 근거한 행동을 한다. 또한 경직된 사회 가부장적 위계를 보인다. 3단계인 신화적 단계와 관계가 있다.

사회과학| 2004.11.09| 4페이지| 1,000원| 조회(626)

윤리, 윤리의식, 인간의식

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