초록 ▼

□ 연구개요
○ 그래핀의 전기 전도도 추정을 통하여 도핑의 균질성을 모니터링 함으로써, 주름이나 크랙 등의 결점을 찿아낼 수 있는 전기 단층촬영 시스템 개발.
○ 본 과제에서는 전기 단층촬영법을 이용하여 그래핀의 전기 전도도를 추정하여 영상으로 가시화하는 시스템을 개발함.
○ 비파괴적(nondestructive) 및 비침습적(noninvasive) 방법으로 전류를 주입하고 전압을 측정하여, 측정 데이터를 무선으로 송신 할 수 있는 고성능 휴대용 측정 시스템 개발(하드웨어) 및 송신된 데이터를 기반으로 그래핀의 전기

□ 연구개요
○ 그래핀의 전기 전도도 추정을 통하여 도핑의 균질성을 모니터링 함으로써, 주름이나 크랙 등의 결점을 찿아낼 수 있는 전기 단층촬영 시스템 개발.
○ 본 과제에서는 전기 단층촬영법을 이용하여 그래핀의 전기 전도도를 추정하여 영상으로 가시화하는 시스템을 개발함.
○ 비파괴적(nondestructive) 및 비침습적(noninvasive) 방법으로 전류를 주입하고 전압을 측정하여, 측정 데이터를 무선으로 송신 할 수 있는 고성능 휴대용 측정 시스템 개발(하드웨어) 및 송신된 데이터를 기반으로 그래핀의 전기 전도도를 추정하여 영상으로 가시화하기 위한 알고리즘 개발(소프트웨어)이 본과제의 중요 내용임.

□ 연구 목표대비 연구결과
본 과제에서는 연구계획서에 제시된 순서에 따라 충실하게 진행되었으며, 연차별 연구목표 대비 연구결과는 다음과 같음.
○ 1차년도; 그래핀의 정문제 및 역문제 해법 개발
● 그래핀에 대한 2D FEM 수치적 모델링
● 2D 모델에 대한 수치적 및 해석적 정문제 해법 개발
● 정적 및 동적 영상 가시화 알고리즘 적용 및 개발
○ 2차년도; 2D 팬텀 실험을 통한 성능 검증
● 실제 그래핀 기판 실험을 위한 킷트제작
● 기존 EIT 측정시스템을 통한 전류 주입 및 전압측정
● 접촉저항 최소화를 위한 특수전극 제작
● 그래핀 영상 가시화 기법개발
○ 3차년도; 휴대용 그래핀 전기전도도 영상 가시화 시스템 구축
● 휴대용 시스템 구축을 위한 무선통신 및 메인 모듈 개발
● 그래핀 전기 전도도 영상 가시화 및 검증

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
○ 전기 단층촬영법을 이용한 그래핀 전기 전도도 추정을 통하여 그래핀에 대한 도핑의 균질성을 모니터링 할 수 있으며, 주름이나 크랙 등의 결점을 찿아낼 수 있음.
○ 그래핀 필름을 접거나(folding) 구부릴(bending) 때 전기 전도도 분포 변화를 실시간으로 모니터링 함으로써 다양한 산업 현장에 적용할 수 있을 것으로 생각됨.
○ 전기 단층촬영법은 비침습적 및 비파괴적인 방법이므로 측정시 그래핀 필름에 어떠한 손상도 초래하지 않음.
○ 전기 단층촬영법을 이용한 그래핀의 전기 전도도 추정 및 영상 가시화 기법 개발은 매우 독창적인 접근법으로써, 세계적인 선도기술 확보가 가능함.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 4
• 1) Graphene Imaging ... 4
• 2) Electrical impedance tomography for graphene conductivity imaging ... 5
• 3) Reconstruction methods for graphene conductivity imaging ... 5
• 4) Graphene growth and transfer ... 7
• 5) Nonlinear difference imaging algorithm ... 9
• 6) Estimation of electrode contact impedance ... 12
• 7) Hybrid particle swarm optimization - gravitational search algorithm based detection of graphene defects with electrical impedance tomography ... 13
• 8) Study of Temperature Effect on Conductivity Distribution in Monolayer Graphene Using Electrical Resistance Tomography ... 14
• 9) Estimation of Graphene Homogeneity Using Electrical Impedance Tomography ... 15
• 10) Construction of a portable and wireless EIT measurement system for graphene ... 16
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 17
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 17
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 17
• 3) 목표달성 수준 ... 17
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 18
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 18
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 18
• 6. 자체점검표 ... 19
• 7. 참고문헌 ... 19
• [붙임1] 세부 정량적 연구개발성과 ... 21
• [붙임2] 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 24
• 끝페이지 ... 36