플래시증착 페로브스카이트 기반 광검출기의 광전자 특성 예측 및 최적화 연구

학위논문(석사) -- 서울대학교대학원 : 자연과학대학 물리·천문학부(물리학전공), 2021.8. 이탁희.오늘날, 유무기 페로브스카이트는 우수한 광학적, 전자적 장치에 대한 우수한 특성으로 인해 큰 주목을 받고 있습니다. 페로브스카이트 물질을 장치에 적용하기 위해서는 필름 형성과정이 필수적인 요소입니다. 용액 기반 필름 형성 방법, 화학기상증착법 및 열 증착법이 페로브스카이트 필름을 형성하기 위해 다양한 필름 형성방법으로 연구되고 있습니다. 용액 기반 필름 형성 방법 중 스핀코팅기술은 저렴하고 쉽게 접근이 가능한 공정이기 때문에 실험실 규모의 장치 제작에 주로 사용됩니다. 일부 연구에서는 스핀코팅으로 만들어낸 페로브스카이트 필름으로 높은 성능의 대면적 광전자 장치를 만들어내는데 성공했지만, 일반적으로 스핀코팅 기술은 넓은 영역에 재현성있고 균일한 필름을 형성하는데 큰 어려움을 겪고 있습니다. 이를 극복하기 위해 고안된 단일소스 플래시 증착기술은 증착하고자 하는 하나의 소스를 수 초 안에 빠르게 가열하여 페로브스카이트를 증착하는 대면적 박막증착 기술 중 하나입니다. 첫 연구에서는 단일소스 플래시 증착기술의 신뢰성과 두께 및 입자크기의 조절 가능성에 대해서 연구했습니다. 심화된 통계분석 방법을 이용하여, 플래시 증착기술을 통해 준비된 MAPbI3 필름이 4인치 웨이퍼 스케일 전체에 대해 균일한 두께와 매끄러운 표면을 가지고 있음을 검증했습니다. 이 증착방식을 활용했을 때, 소스의 양과 증착 단계의 수를 조절함으로서 필름의 두께와 입자 사이즈를 제어할 수 있다는 것을 보여주었습니다. 또 이 필름을 활용하여 광검출기 장치를 만들었을 때 대면적으로 동일한 성능을 가진다는 것 또한 통계적인 방법을 활용하여 확인했습니다. 일반적으로 증착 공정과 관련된 실험 변수의 복잡한 연관성으로 인해 고품질의 페로브스카이트 필름을 생산하기 위한 최적의 조건을 얻는 과정은 간단하지 않았습니다. 두 번째 연구에서는 실험의 횟수를 최소화하면서 최적화된 조건을 찾기 위한 효율적인 통계분석인 실험계획법을 활용하여 문제를 해결했습니다. 실험계획법으로 입력변수(소스 질량, MAI 첨가하는 몰 비율, 가열 전류)에 대한 광반응성, 필름 두께 및 순도에 대한 모델을 만들었으며, 이 모델을 통해 광검출기 장치를 최적화할 수 있었습니다. 더 나아가, 모델에서 사용한 입력변수만을 조절하여 장치를 만들었을 때, 최적화과정을 거치지 않은 장치보다 10배 더 향상된 112.2ma/W의 광반응성을 가지는 장치를 만들어냈습니다. 실험계획법을 사용하여 얻어낸 실험결과와 모델은 단순히 광반응성의 향상시키는 조건을 찾을 뿐만 아니라, 플래시 증착기술의 가변가능한 영역을 탐색함으로서다면적으로 필름의 품질을 향상시키기 위한 지침으로 활용될 가능성을 가지고있습니다.Organic-inorganic halide perovskites (OHPs) have recently received enormous attention due to their excellent properties for optoelectronic and electronic devices. Out of various deposition methods studied in the field, solution-processing, chemical vapor deposition (CVD) and thermal evaporation have gained the most attention for OHPs. Spin-coating techniques of OHPs are mainly used in lab-scale device fabrication because it is a low-cost and easily accessible process. Although some works have reported remarkable device performances in large-area perovskite optoelectronic devices made with spin-coated perovskite films, the spin-coating techniques face a challenge in producing reliable and uniform films over a large area. To overcome this, single-source flash evaporation technique, in which a single source of materials of interest is rapidly heated to be deposited in a few seconds, is one of the candidate techniques for large-scale thin film deposition of OHPs. In my first study, I investigated the reliability and controllability of the single-source flash evaporation technique for methylammonium lead iodide (MAPbI3) perovskite. In-depth statistical analysis was employed to demonstrate that the MAPbI3 films prepared via the flash evaporation have an ultrasmooth surface and uniform thickness throughout the 4-inch wafer scale. I also show that the thickness and grain size of the MAPbI3 film can be controlled by adjusting the amount of the source and number of deposition steps. In addition, I demonstrate that the reliability of the technique has a direct impact on the device characteristics of the fabricated photodetector devices via statistical analysis. However, due to a complex nature of the different experimental parameters involved in the deposition process, it is not straightforward to obtain the optimal condition for producing high-quality OHP films. In my second study, I tackled this problem by employing the design-of-experiment (DOE) process, which is an efficient statistical analysis for finding an optimized condition with a minimized number of experiments. The DOE process was used for optimizing the responsivity of the OHP photodetector devices against the input variables used in the deposition that yielded an enhanced responsivity of 112.2 mA/W, which is up to an order of magnitude higher than that of the unoptimized devices. The experimental results using the DOE method provide not only the conditions required for enhancing the device performance but also the guidelines for improving the overall film quality through exploring the variable space of the flash evaporation technique.Chapter 1. Introduction 1 1.1. Brief introduction of perovskite 1 1.2. Perovskite fabrication method for electrical device 1 1.3. Flash-evaporation method for large-scale device fabrication 2 1.4. Optimization process by Design-of-experiment 2 References 4 Chapter 2. Controllable deposition of organic metal halide perovskite films with wafer-scale uniformity by single source flash evaporation 6 2.1. Introduction 6 2.2. Results and discussions 9 2.3. Experiments 19 2.4. Conclusion 21 References 23 Chapter 3. Tailored Design-of-Experiments Approach for Optimization of Flash-Evaporated Organic Inorganic Halide Perovskite-based 27 3.1. Introduction 27 3.2. Results and discussions 30 3.3. Experiments 45 3.4. Conclusion 46 References 48 Chapter 4. Summary 52 국문초록(Abstract in Korean) 54석

A study of polycrystalline MgZnO/ZnO thin-film transistor using the RF magnetron co-sputtering method

최근 ZnO 기반의 트랜지스터 연구가 활발히 진행이 되고 있다. 이와 같은 이유는 저온 성장된 박막임에도 불구하고 1 cm2/Vs 이상의 높은 이동도를 가지며, 가시광영역에서 높은 광 투과성을 가지기 때문에 고성능의 투명전자소자 개발을 가능하게 한다. ZnO 물질은 박막형 트랜지스터, 발광소자, 투명전극, 수광소자, 가스센서, 태양전지 등 다양한 분양에 적용 가능하다. 다양한 활용이 가능한 이유는 ZnO가 가지는 우수한 물성 때문이다. ZnO 는 3.37 eV 의 광밴드갭을 가지기 때문에 가시광영역에서 투명하다. 또한 Mg이 ZnO에 합금될 경우 광밴드갭이 늘어나기 때문에 UV 영역까지 발광소자 및 수광소자로써 활용이 가능하다. 또한 상온에서 60 meV의 여기자 결합에너지를 가지고 있으며, 직접천이형 밴드갭이기 때문에 발광소자에 큰 각광을 받는 물질이다. 또한 박막형 트랜지스터에도 많은 연구가 진행이 되고 있다. 박막형 트랜지스터는 기존의 비정질 실리콘 기반의 디스플레이의 백플레인 소자를 대체하기 위한 연구가 활발히 진행이 되고 있다. 평판형 디스플레이는 대면적화 고해상도, 뿐만 아니라 빠른 주파수를 요구함에 따라 기존의 비정질실리콘의 이동도로는 한계에 도달하게 되었다. 이를 해결하기 위해 LTPS (low-temperature polycrystalline silicon)이 필요로 하나 레이저 열처리등의 후속 공정이 필요로 하게 되어 공정단가가 상승하며, 대면적화에 문제가 제기되고 있기 때문이다. 하지만 ZnO 박막은 저온 성장한 박막임에도 불구하고 기존의 비정질 실리콘의 이동도를 넘으며, 공정단가 또한 LTPS 공정보다 저렴하며, 기존의 비정질 실리콘공정 기반시설을 이용할 수 있기 때문에 산화물 기반의 트랜지스터를 디스플레이의 백플레인용 소자를 개발하기 위해 많은 연구가 진행되고 있다. 이와 같은 ZnO 기반의 전자소자를 구현하기 위해서는 금속과 반도체 특성에 대한연구, 반도체 물질의 구조적 및 조성에 대한 연구, 또한 절연체에 대한 연구가 필요로 하다. 또한 ZnO 기반의 트랜지스터를 스위칭 소자로 활용하는 방법에는 MISFET (metal-insulator-semiconductor field effect transistor) 으로 구현 가능하다. 이와 같은 박막형 트랜지스터를 디스플레이의 백플레인 소자로 활용하기 위해서는 높은 이동도, 낮은 subthreshold swing, 해상력을 향상시키기 위한 높은 ON전류 및 전력소모를 줄이기 위한 낮은 OFF전류를 가지는 소자가 요구된다. MISFET 소자의 경우 절연체층이 필요로 하다. 절연체층의 특성요구 조건으로는 낮은 전압에서 작동가능하기 위해 높은 유전율 상수를 가져야 하며, 또한 낮은 누설전류를 가지며 피로파괴전압에 높은 저항성을 가지는 물질특성이 요구 된다. 또한 반도체에 캐리어를 주입하기 위해서는 오믹접합 특성이 필요로 하다. 반도체 층 물질로써는 ZnO에 Mg이 첨가될 경우 밴드갭 증가 및 자유전자의 캐리어를 감소시킨다. MgZnO의 경우 ZnO 기반의 산화물반도체에서 발생할 수 있는 산소공공에 의해 야기되는 소자의 불안정성을 해결할 수 있는데 이와 같은 이유는 Zn-O 결합 보다 Mg-O 결합에너지가 더 강하기 때문에 산소공공과 같은 결함 생성을 줄일 수 있다. 또한 ZnO 와 MgZnO 의 이종접합시에는 접합 경계면에 높은 전자 밀도를 형성이 가능하여 빠른 전자이동도를 얻을 수 있기 때문에 전자소자의 성능 향상을 가져 올 수 있다. 본 논문에서는 ZnO 와 MgxZn1-xO를 이용한 박막형 트랜지스터에 대해서 연구 하였다. Mg0.3Zn0.7O와 오믹접합을 얻기 Ni/Au 와 Ti/Au 물질을 사용하여 Mg0.3Zn0.7O 박막과 오믹접합을 확인하였으며 97.6 Ω·cm2 의 접촉비저항을 얻었다. ZnO 박막에 Mg 합금 비율이 1 과 10 at.% 박막을 증착하여 MgxZn1-xO 단일 채널을 가지는 박막형 트랜지스터를 제작하였으며, MgxZn1-xO-TFT 의 소자 평가가 이루어 졌다. Mg 첨가량이 증가함에 따라 MgxZn1-xO-TFT의 이동도는 감소하였으며, SS 값도 ZnO에 비해 증가하였다. ZnO와 MgxZn1-xO 이종접합 박막형 트랜지스터가 제작하였으며, ZnO 박막의 두께에 따른 소자 평가가 이루어졌다. MgxZn1-xO/ZnO TFT는 ZnO-TFT 보다 빠른 이동도를 가지며, 낮은 SS 값을 가지는 트랜지스터의 제작이 가능하였다. MgxZn1-xO/ZnO TFT에서 ZnO 박막의 두께는 ~10 nm 일 때 가장 우수한 특성을 보이는 것을 확인하였다. 또한 ZnO, MgxZn1-xO, MgxZn1-xO/ZnO TFT의 게이트 바이어스 스트레스 측정 및 히스테리시스 측정을 통해 소자의 신뢰성을 평가 하였다. MgxZn1-xO/ZnO TFT 이종접합으로 제작된 트랜지스터는 게이트 바이어스 스트레스 실험에서 ZnO 소자보다 낮은 전류 이동특성 및 낮은 히스테리시스 폭을 보이는 것을 확인하였다. 마지막으로 MgO박막을 절연체로 하는 ZnO 트랜지스터를 제작 하였다. MgO 경우 9.8의 유전체 상수를 가지기 때문에 저 전력의 소자로 기대할 수 있다. MgO 경우 증착 중 산소분위기 비율을 달리 하여 증착하였으며, 산소 분위기가 증가함에 따라 유전체 상수가 11.35 까지 증가하는 것을 확인 하였다.List of Tables List of Figures Abstract Chapter 1. Introduction 1.1 Oxide TFT application 1.2 Comparison of Oxide-based TFT with Si-based TFT 1.3 Metal oxide material 1.4 Physical properties of ZnO and MgO 1.5 Application of ZnO 1.6 Properties of MgZnO 1.7 Heterostructure of MgZnO/ZnO thin films 1.8 Evaluation of mobility for MISFET 1.9 TFT structures and princess Chapter 2. MgZnO and MgxZn1-xO/ZnO MISFET 2.1 Experiment method 2.1.1 Deposition of ZnO and MgxZn1-xO thin films 2.1.2 Fabrication of TFT devices 2.2 Results and discussion 2.2.1 Evaluation of MgZnO thin films 2.2.1.1 Structure properties 2.2.1.2 Optical properties 2.2.1.3 Electrical properties 2.2.2 Ohmic Contact of MgZnO 2.2.2.1 Motivation 2.2.2.2 Experimental detail 2.2.2.3 Results and Discussion 2.2.2.4 Conclusion 2.2.3 Single channel layer of MgZnO MISFET 2.2.3.1 Motivation 2.2.3.2 Experimental detail 2.2.3.3 Results and Discussion 2.2.3.4 Conclusion 2.2.4 Heterostructure of MgZnO/ZnO-MISFET 2.2.4.1 Motivation 2.2.4.2 Experimental detail 2.2.4.3 Results and Discussion 2.2.4.4 Conclusion 2.2.5 Stability properties of MgZnO TFT and MgxZn1-xO/ZnO TFT 2.2.5.1 Hysteresis properties 2.2.5.2 Positive gate bias stress Chapter 3. MgO Insulator 3.1 Study of TFTs by using a MgO insulator 3.1.1 Motivation 3.1.2 Experimental detail 3.1.3 Results and Discussion 3.1.4 Conclusion Chapter 4. Summary & Conclusion Referenc

n-ZnO/p-Si Diode Characteristics of Hetero Junction Structure

차세대 광원으로 주목받는 LED (light-emitting diode)에 대한 관심과 수요는 꾸준히 증가하였고, 현재 많은 연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 가장 큰 이유는 기존의 광원보다 에너지 절감 효과가 크며, 수명이 우수한 장점이 있기 때문이다. 기존의 청색 LED 기술은 GaN를 기반으로 하고 있다. 하지만 GaN를 기반으로 하는 LED는 특정국가에 원천기술이 묶여 있으며, 이를 해결하기 위해 차세대 물질로의 대체를 하기 위한 노력이 시도되고 있다. 이러한 GaN를 대체하기 위한 물질로는 SiC, ZnSe, ZnS, ZnO 등의 화합물 반도체가 대표적이다. 그 중 가장 유력한 대체 물질로 주목받는 ZnO는 2-6 족 화합물 반도체로서 3.27 eV의 광대역 밴드갭을 가지는 직접 천이형 반도체이며, 상온에서 60 meV의 큰 엑시톤 결합 에너지를 가진다. 이런 큰 엑시톤 특성 때문에 ZnO는 단파장 빛 방출 다이오드(light emitting diode)와 엑시톤 기반의 레이저 다이오드(laser diodes)의 적용에 큰 주목을 받고 있다. ZnO 박막을 제조하려는 방법에는 스퍼터링, 화학기상 증착 (CVD), 분자 빔 에피택시 (MBE), 원자층 증착법 (ALD), 펄스 레이저 증착 (PLD) 등 매우 다양한 방법들이 사용되고 있다. 증착된 ZnO 박막은 산소 결핍형 산화물이기 때문에 구조적, 광학적 특성이 좋지 못하다. 그래서 아일랜드 크기를 증가시키고 격자 응력을 완화해 박막의 결정성과 발광 특성을 향상시키기 위해 성장 후 후속 열처리 과정이 필요로 하다. 증착된 ZnO 박막은 산소의 공공과 Zn의 침입 때문에 쉽게 n형 반도체 특성이 있는 것으로 알려졌다. 반면 ZnO는 p형 형성을 위한 도핑과정에서 억셉터 불순물의 낮은 용해도와 높은 자체 보상 효과에 의해 특성이 좋고 재현성 있는 p형 ZnO 구현이 어려워 p-GaN, SiC, p-다이아몬드 기판을 이용한 헤테로 접합을 많이 시도하고 있다. 하지만 위 기판들은 고 가격이라는 문제가 있다. 이를 해결하기 위해 본 연구에서는 가격이 저렴한 p-Si(111)기판을 이용하여 이종 접합을 시도하였다. 특히 Si 기판은 ZnO와 열팽창 계수가 비슷하고, 기존의 실리콘 기반의 소자 제작 기술을 그대로 활용할 수 있는 장점을 가지고 있다. 다만 Si(111)기판에서 (111) 면간 거리가 a= 0.384 nm로서 ZnO 결정의 a= 0.325 nm 와 격자 불일치가 15.4 %의 다소 큰 차이를 보인다. Si 기판을 이용하여 이종 접합 다이오드 제작 시 p 타입의 Si(111) 기판의 구조적 안정성을 확보하고 ZnO 박막의 전자농도 및 전기적 특성의 조절이 쉬워야 하며 이를 통해 간접 천이 밴드갭을 가진 Si 이 아닌 직접 천이 밴드갭을 가진 ZnO 쪽에 Si 쪽의 홀이 유입되어 재결합을 통한 발광이 일어나도록 하여야 한다. 이러한 재결합 과정이 일어나려면 캐리어 농도 차이에 의한 캐리어 흐름을 고려할 필요가 있다. 특히, 광대역 반도체 물질을 이용한 p-n 접합 소자에서 캐리어 농도가 높은 쪽이 낮은 쪽으로 공간전하 영역을 넘어 이동하는 단일 캐리어에 의한 주된 전류 특성이 나타난다고 보고되고 있다. 정공 농도를 변화시키기 위해서 기판의 비저항이 다른 두 개의 p형 Si(111) 기판을 사용하여 소자를 제작하였다. 전자의 농도 변화를 시키려는 방법에는 도핑에 의한 방법과 후속 열처리를 통한 캐리어 조절 방법 2가지 방법이 있다. 전자는 ZnO 박막에 In을 0.6 ~ 10 at. %를 도핑 하면 Zn2+자리에 In3+를 치환이 되어 자유 전자를 증가시켜 캐리어 농도를 변화시킬 수 있다. 후자의 방법으로는 N2 분위기와 air 분위기에서 열처리 하여 ZnO 박막 내의 캐리어 농도를 변화 시키는 방법을 사용하였다. ZnO 박막의 구조적 특성은 XRD 측정과 AFM 측정을 통하여 분석하였으며, 캐리어 농도는 Hall 측정을 통해 조사하였다. 마지막으로 포토리소그래픽 공정과 lift-off 방법을 이용하여 다이오드 소자를 제작하고 I-V 측정을 하였다. ZnO의 캐리어 농도변화는 I-V 특성에 영향을 주는 것을 확인할 수 있었으며, 또한 구조적 특성 때문에 I-V 결과에 영향을 미치는 것을 확인하였다. 문턱 전압은 1.8 ~ 4.6 V까지 다양한 값을 가졌으며 가장 낮은 on-off 비 (± 5 V)는 1.0 x 106 인 것을 확인을 하였다. 높은 전압일 때 가장 낮은 시리즈 저항 값은 37 Ω인 것을 확인하였다. 높은 전압일 때 단일 캐리어에 의한 주된 전류 특성 흐름은 p+-Si 기판(~ 1019 /cm3)과 대기 분위기에서 열 처리된 ZnO 박막(~ 1016 /cm3)의 이종접합 다이오드의 I-V 결과에서 명확하게 나타난 것을 확인하였다. 제작된 모든 소자는 순방향 전압 인가 시 황색 발광을 하는 것을 확인하였다.Contents page List of Figures················································································ ⅰ List of Tables················································································· ⅸ Abstract························································································· ⅵ Chapter 1. Introduction······································································ 1 Reference····················································································· 3 Chapter 2. Literature Survey 2.1 Introduction to ZnO material 2.1.1 Physical properties of ZnO······················································· 5 2.1.2 Application of ZnO································································ 8 Reference······················································································ 9 2.2 Introduction to Silicon material 2.2.1 Physical properties of Si························································10 Reference······················································································13 2.3 Heterojunction of n-ZnO/p-Si 2.3.1 Concept··············································································14 2.3.2 diode current-voltage characteristics···········································17 Reference······················································································24 Chapter 3. Thermal-annealing Effect on the Diode Characteristics of n-ZnO/p-Si (111) 3.1 Experimental Details····································································26 3.2 Results and Discussion·································································28 3.3 Conclusion················································································38 Reference······················································································39 Chapter 4. Dependence of the Diode Characteristics of n-ZnO/p-Si (111) on the Si Substrate Doping 4.1 Experimental Details····································································42 4.2 Results and Discussion·································································43 4.3 Conclusion················································································53 Reference······················································································54 Chapter 5. Effect of Indium doped-ZnO/p-Si(111) on Diode Characteristics 5.1 Experimental Details····································································57 5.2 Results and Discussion·································································60 5.3 Conclusion················································································70 Reference······················································································71 Chapter 6. Summary and Conclusions····················································73 Acknowledgement················································································75 Curriculum Vitae·················································································77 Publication List···················································································78 Appendix··························································································8

인간의 움직임을 적용한 인체크기의 이족보행로봇 설계 및 기구학 해석

This thesis is about 27 degree-of-freedom humanoid robot named KUBIR-3 which has height of 170cm and weight of 72kgf. KUBIR-3 is composed of four parts: the head, body, arms and legs. The head part is composed of two degree-of-freedom which are directly connected by the actuator motor and speed reducer. The body was designed to have one degree-of-freedom to give roll motion of the robot. The arms were designed to have six d.o.f where three joints are composed of the four-bar-link joint actuator and the other were designed to have the actuator motor with the speed reducer as the harmonic driver. The legs were designed to have six d.o.f. where three joints are composed of the four-bar-link joint actuator and the other were designed to have the actuator motor with the speed reducer as the harmonic driver. At the shoulder, elbow, and wrist joints of arms and at the thigh, knee, and ankle joints of legs, the four-bar link joint actuator was applied to transfer the heavy loads. To analyze the kinematics of KUBIR-3, the D-H convention was applied to the joints of the robot. For this, the center of the robot body was selected as the base coordinate. Based on this, the relative positions of the arms and legs were defined. Also, using this, the inverse kinematics analysis was made. The strain and stress analyses for links of the arm and leg of the KUBIR-3 were made by the FEM analysis using the CATIA. To do these, modeling of the arm and leg was made. The results of the simulation showed the safe design of the link of the arm and leg. For the analysis of the four-bar link joint of KUBIR-3, static force equation according to the load torque was analyzed. The analyzed data of this equation showed the validity of the appropriate choosing of the actuator motors for supporting heavy loads. The case molding of the KUBIR-3 was designed and constructed based on the 3D modeling using the CATIA.목 차 Abstract 기호설명 그림목차 표목차 제 1 장 서론 제 2 장 이족보행로봇의 구성 2.1 이족보행로봇 전체시스템 구성 2.2 이족보행로봇 머리 기구부 구성 2.3 이족보행로봇 허리 기구부 구성 2.4 이족보행로봇 팔 기구부 구성 2.5 이족보행로봇 하체 기구부 구성 2.6 이족보행로봇 제어시스템 구성 제 3 장 이족보행로봇의 기구학 해석 3.1 이족보행로봇 D-H 구성 3.2 이족보행로봇 머리 기구학 해석 3.3 이족보행로봇 팔 기구학 해석 3.4 이족보행로봇 다리 기구학 해석 3.5 이족보행로봇의 기구학적 상호관계 적용 제 4 장 이족보행로봇의 관절 구동기 해석 4.1 4절 링크의 관절 관계식 4.2 4절 링크 구조의 관절 구동기 부하토크 해석 4.3 4절 링크 구조의 관절 구동기 해석 데이터 제 5 장 이족보행로봇의 기구부 구조해석 5.1 유한요소 모델 5.2 유한요소 해석 제 6 장 이족보행로봇의 외장케이스 설계 6.1 외장케이스의 3D 설계와 금형 제품 6.2 외장케이스의 경량화 제 7 장 결

Analysis on Determinants of Investment in U.S. Oil and Gas Midstream Assets using AHP Methodology

학위논문 (석사) -- 서울대학교 대학원 : 공과대학 에너지시스템공학부, 2020. 8. 허은녕.석유산업에서 미드스트림은 업스트림과 다운스트림 사이에 위치하며 석유 및 가스를 운송 및 처리하고, 그에 따른 이익을 수취한다. 미드스트림 사업자는 업스트림과 달리 유가스 가격 변동성으로 인한 직접적인 타격을 일정 수준 회피할 수 있으며 업스트림 생산자로부터 석유가스 처리 물량을 수취 및 수송하는데, 주로 장기 물량처리계약을 체결하여 안정적인 수익을 확보할 수 있다. 이러한 장점에 따라, 미드스트림 설비 및 자산은 국내외 많은 금융기관의 투자 자산으로서 각광을 받았고, 특히 미국에서 미드스트림 자산에 대한 인수 및 매각(Acquisition & Divestiture, A&D) 거래가 활발히 이루어졌다. 본 논문에서는 에너지인프라 분야의 주요 투자처인 미국 석유가스 미드스트림 자산에 대한 투자결정요인을 종합하고 유관 분야 전문가를 대상으로 한 AHP (Analysis Hierarchy Process) 설문을 진행하여 투자결정요인에 대한 분석을 수행하였다. 이를 위하여 미드스트림 벨류 체인과 미국 미드스트림 자산 및 설비 현황을 소개하고, 동 분야와 관련된 기존 금융권, 컨설팅 회사 보고서, 선행 연구를 종합 정리하여 아직 정립된 바 없는 미드스트림 자산 투자결정요인 AHP 구조를 수립하였다. 그리고 이를 바탕으로 AHP 설문을 진행하였고, 미드스트림 투자결정요인들 간 상대적 중요도를 분석 및 정리하였다. AHP 설문 대상은 에너지인프라 투자 분야, 석유가스 자산 투자 및 컨설팅 분야, 미국 메이저 미드스트림 MLP 분야의 3개 전문가 그룹으로 구성되었으며, AHP 계층은 제1계층과 제2계층의 2개로 구분하였다. 실증분석 결과, 국내 전문가 집단은 미국 석유가스 미드스트림 자산 투자 시 다음과 같은 방식으로 투자결정요인들을 고려하고 있음을 확인하였다. 첫째, 유가스 시장 현황(Market Factor)의 중요도 가중치가 가장 높음을 확인할 수 있었다. 특히 업스트림 생산자의 Break Even Price 수준에 대한 가중치가 가장 높았으며, 업스트림 사업자의 재무적 안정성이 종합 분석 결과 두 번째로 중요한 투자 요소로 나타났다. 둘째, 미드스트림 마스터합자회사(Master Limited Partnership) 기업들의 시장 지표(Market Index) 현황도 상대적으로 중요한 요소임이 확인되었다. 셋째, 업스트림-미드스트림 간 체결된 장기 물량처리계약의 종류 또한 시장 현황 못지 않게 중요한 고려 사항인 것으로 나타났다. 각 전문가 집단에서는 물량처리계약 중 Acreage Dedication과 Minimum Volume Commitment와 같이 안정적 수익이 보장되는 계약을 우선적으로 선호하는 반면, Keep Whole, Percentage of Proceeds와 같이 수익 상방 가능성을 확보할 수 있는 계약에 대한 가중치는 상대적으로 낮은 것을 확인할 수 있었다. 그리고 Cost of Services 계약은 투자고려요소로서의 가중치는 가장 낮은 것으로 나타났다. 그 외에 업스트림 사업자의 신규 개발 등 운영 능력, 미드스트림 설비 안정성과 미드스트림 MLP 모회사 안정성은 상술된 고려 요소들보다는 가중치가 비교적 낮은 것을 확인할 수 있었다. 한편, AHP 분석 결과 일부 항목에 대하여 각 전문가 집단에서 가중치가 상이하게 나타나 이에 대한 ANOVA 검정을 수행하였고, 통계적으로는 각 그룹 간 항목 별 유의미한 시각 차이는 없었음을 확인하였다. 본 연구는 미국 석유가스 미드스트림 자산을 주제로 하여 유관 자산 투자에 영향을 미치는 요소가 무엇인지 학술적으로 정리한 점에 의의가 있다. 그리고 본 연구 결과는 에너지인프라 투자 분야, 특히 미국 미드스트림 사업에 진출하고자 하는 유관 투자 기관들에게 보다 합리적인 투자결정요인 도출 및 분석에 활용될 수 있다.Midstream is the middle stage of oil and gas industry operations which activities include the processing, storing, transporting and marketing of oil and gas, and natural gas liquids (NGL). Midstream facilities process and gather produced oil and gas from upstream shippers on long-term gathering contract basis so that Midstream gatherers can sustain their profits. Therefore, oil and gas midstream facilities and its assets have brought a lot of attention from many international financial institutions and investors which led to active Acquisitions and Divestitures (A&D) especially in United States. However, compared to large investment size, there were few academic researches on valuation of midstream energy infrastructures and projects and on determinants to invest on them. For this reason, this research is intended to identify important determinants of investment in U.S. midstream assets from professionals and experts in related area and mainly focuses upon comparison of important determinants of investment in U.S. midstream assets by applying AHP (Analytical Hierarchy Process) methodology. To analyze the importance weight criterions concerning midstream investment, 3 expert groups (International Investor Group, Oil and Gas Investment and Technical Consulting Expert Group, Major Midstream MLP Operating Expert Group) have been selected and AHP-base survey which comprised of 11 criterions with 2-tier framework has been carried. To summarize the result of the AHP survey, the importance weight for Oil and Gas Market Factor in U.S. midstream investment and midstream gathering contract has evaluated with highest importance weight. In addition, many Expert Group considered upstream Break Even Point (BEP), Acreage Dedication (AD), financial stability of upstream partners and market indices for midstream MLPs (Master Limited Partnership) as relatively important derterminants of invesments compared to another criterions. The significance of this study is that it confirms determinants of investments in U.S. midstream assets by using AHP methodology and concludes importance weights among each investment criterions. The result of this study is able to be used to support many investors who intend to invest in U.S. oil and gas midstream assets in the future and guide them to make reasonable decision with clear investment standard.제 1 장 서 론 1 제 1 절 연구의 배경 및 목적 1 제 2 절 선행연구 7 1. 미드스트림 투자 타당성 관련 선행 연구 7 1.1. 유가스 개발 사업 경제성 평가, 분석 8 1.1.1. 업스트림 분야 8 1.1.2. 미드스트림 분야 9 1.2. 유가스 분야 투자 및 운영 타당성 조사 10 1.2.1. 업스트림 분야 10 1.2.2. 미드스트림 분야 10 1.3. 종합 11 2. 유가스분야 투자 관련 선행 연구 13 제 3 절 논문의 구성 18 제 2 장 미국 미드스트림 산업 19 제 1 절 미드스트림 부문 개요 19 1. 미드스트림 자산 개요 19 2. 미드스트림 설비 22 2.1. 정두 (Wellheads) 22 2.2. 매니폴드, 채집 설비 (Manifolds and Gathering) 22 2.3. 분리 설비 (Separation) 23 2.4. 미터링, 저장 및 수송(Metering, Storage and Export) 24 2.5. 파이프라인 (Pipelines) 25 2.6. 가스 압축 설비 (Gas Compression Facilities) 26 2.7. 가스 처리 설비 (Gas Processing Facilities) 26 2.8. LNG 액화, 재기화 설비 (LNG liquefaction and regasification facilities) 27 제 2 절 미국 미드스트림 설비 건설 현황 28 1. 미국 파이프라인 자산 현황 29 2. 미국 천연가스 압축 설비 현황 38 3. 천연가스 처리 플랜트 (Gas Processing Plants) 39 제 3 절 미드스트림 MLP 소개 42 1. 미드스트림 MLP 소개 42 1.1. 에너지 운송(Transportation) MLP 43 1.2. 유가스 처리(Processing) 관련 MLP 44 1.3. 저장(Storage) 관련 MLP 45 2. 미드스트림 MLP 수익 구조 46 2.1. 무한책임사원(GP)와 유한책임사원(LP) 46 2.2. 독점적 IDR 탈피와 단계적 분배 구조 도입 47 2.3. 미드스트림 MLP의 수익 분배 48 제 3 장 미국 미드스트림 투자 고려 요소 50 제 1 절 미드스트림 투자 시 고려 요소 종합 50 1. 국내 MLP 펀드 주요 투자위험 공시 자료 51 1.1. MLP 인덱스 파생 상품 투자 펀드 51 1.2. MLP 인덱스 투자 펀드 52 2. 미국 미드스트림 부문 투자 가이드 및 보고서 54 3. 미드스트림 투자 의사결정 계층 구조 59 제 2 절 미드스트림 투자 고려 요소 분석 61 1. 유가스 시장 요인 61 1.1. 업스트림 BEP (Break Even Price) 61 1.2. 미드스트림 MLP 시장 지수(Market Index) 61 2. 물량 처리 계약 (Gathering Contracts) 63 2.1. 물량 처리 계약의 중요성 63 2.2. 물량 처리 계약 종류 65 2.2.1. Acreage Dedication (AD) 65 2.2.2. Minimum Volume Commitment (MVC) 69 2.2.3. Cost of Services (COS) 72 2.2.4. Keep Whole (KW) 73 2.2.5. Percentage of Proceeds (POP) 74 3. 업스트림 생산자 75 4. 미드스트림 자산 안정성 77 제 4 장 투자 결정 요인 분석 78 제 1 절 방법론 78 1. 다기준 의사결정이론 (MCDM) 소개 78 2. AHP 방법론 소개 79 3. 본 연구의 AHP 방법론 적용 80 제 2 절 미드스트림 전문가 그룹 AHP 설문 조사 84 1. AHP 설문 방법 개요 84 2. AHP 설문 진행 85 2.1. AHP 설문 문항 구성 85 2.2. AHP 설문 대상 전문가 그룹 86 제 5 장 실증 분석 89 제 1 절 AHP 설문 결과 89 1. AHP 일관성 비율 검증 89 2. AHP 분석 종합 결과 91 2.1. 제1계층 91 2.2. 제2계층 92 2.2.1. 물량 처리 계약 (Gathering Contract) 92 2.2.2. 유가스 시장 요인 (Market Factors) 94 2.2.3. 업스트림 생산자 현황(Upstream Partners) 95 2.2.4. 미드스트림 자산 (Midstream Assets) 96 2.3. 상대적 중요도 비교 97 제 2 절 전문가 그룹 별 AHP 가중치 비교 99 1. 에너지인프라 투자 분야 그룹 (Group 1) 99 2. 유가스 자산 투자, 컨설팅 그룹 (Group 2) 101 3. 미국 메이저 미드스트림 MLP 그룹 (Group 3) 102 4. ANOVA 검정 103 제 3 절 미드스트림 투자 선호 조건 연구 110 1. 주요 유가스 생산 분지(Basin) 선호도 110 2. 유가스 가격 조건에 따른 물량처리계약 선호도 111 3. 미드스트림 자산 투자 포트폴리오 구성 113 제 6 장 결과 요약 및 토론 114 Appendix 1: Questionnaire 117 참고 문헌 124 Abstract 133Maste

Study on mechanical method to distinct Injection Volume of Liquid Crystal in Cell manufacturing process

학위논문 (석사)-- 서울대학교 대학원 : 기계항공공학부, 2016. 8. 박희재.본 논문에서는 물리적 방법을 이용하여 Cell 공정내의 액정량 과부족을 판별 할 수 있는 방법에 대한 연구를 하였다. Liquid Crystal Display(LCD) 공정에서 생기는 오류들은 mura defection, 오줌액정 현상 등을 야기한다. 이러한 문제를 방지하기 위해 LCD공정 과정에는 공정검사가 존재하는데, 이는 LCD Panel의 완성 후 전수로 이루어지게 된다. 또한 공정 내에서 액정의 양은 오류발생의 중요한 요인이지만, 액정주입량에 대한 직접적인 검사는 존재하지 않는다. 만약 액정주입이 잘못된다면 추후 공정과정에서 자원들이 낭비되게 되는 생산구조 이다. 본 논문에서는 이 문제를 해결하기 위해서 액정 주입량을 공정 중에 확인 할 수 있는 물리적인 방법을 고안하였다. 물리적인 충격으로 In-Place-Switching(IPS)-LCD Panel에 Pooling Effect를 발생시켜 액정량과 현상의 물리적 상관관계를 Pooling Effect 유지 시간에서 찾는 방법을 고안하였고, 연구 과정에서 각각의 Panel에 동일한 물리적인 충격을 줄 수 있는 장치와 Pooling Effect 유지시간 검출 방법 역시 장비로 구현하였다. 이 검사방법이 LCD공정 중 액정 주입 이후에 추가된다면 LCD 공정 내의 수득률을 높이고 낭비되는 자원을 막을 수 있을 것이다.제1장 서론 1 1.1 연구의 배경 1 1.2 연구의 내용 2 제2장 이론적 배경 3 2.1 액정 (Liquid Crystal) 3 2.2 LCD (Liquid Crystal Display) 4 2.2.1 LCD 구동원리 5 2.2.2 IPS (In Plane Switching) LCD 6 제3장 Distinction method 7 3.1 Pooling Effect 7 3.2 Pooling Effect 이론적 검증 8 3.3 Point에서의 Pooling Effect 유지 시간 14 제4장 측정시스템 구성 15 4.1 하드웨어 구성 15 4.1.1 고속카메라와 광학계 16 4.1.2 조명계와 진공시스템 16 4.1.3 Force generator system 16 4.2 측정 및 해석 소프트웨어 17 제5장 실험내용 및 결과 18 5.1 실험 내용 18 5.2 장치 검증 20 5.2.1 고속카메라와 광학계 20 5.2.2 조명계와 진공시스템 20 5.2.3 Force generator system 21 5.3 실험 결과 23 제6장 결론 25 참고문헌 26 Abstract 27Maste

Legal study on project finance

학위논문(박사) --서울대학교 대학원 :법학과,2007.Docto

Cloning of cDNA for ATP-citrate lyase and its biosynthetic regulation by insulin in rat liver.

의학과/박사[한글] 백서 간장세포에서 insulin에 의한 ATP-citrate lyase (ACL)의 생합성 조절 기전을 밝히기 위하여 백서 간장세포의 cDNA가 삽입된 λgtll library (Kim등, 1989)로부터 순수정제된 anti-ACL IgG를 사용하여 ACL cDNA가 삽입된 양성 clone 25개를 선별 분리하여 분리된 각 clone을 각각 λACLI-λACL25로 표기하고 각 clone으로부터 phage DNA를 분리하여 삽입된 cDNA 크기를 측정하였다. 그 결과 λACLI은 0.7 kb, λACL3과 λACL4는 1.0 kb와 0.5 kb (2개), λACLS는 0.6 kb, λACL8은 1.0 kb, λACL9는 0.7 kb, λACLll은 0.95 kb와 0.5 kb (2개), λACL12는 0.7 kb, λACL15는 1.2 kb와 1.0 kb (2개), λACL17은 1.2 kb, λACL20은 0.7 kb, λACL21은 0.4 kb, λACL23은 0.9 kb, 그리고 λACL25는 3.04 kb와 0.6 kb (2개)의 cDNA가 삽입되어 있었고, λACL2, λACL6, λACL7, λACL10, λACL13, λACL14, λACL16, λACL18, λACL19, λACL22와 λACL24에서는 절단된 cDNA insert를 확인할 수 없었다. 이중에서 λACLB과 λACL12로부터 각각 1.0 kb와 3.0kb의 cDNA를 분리하여 plasmic인 pGEM-4Z vector에subcloning한 후, 이 plasmic를 probe로 사용하여 백서 간장세포의 핵 내에서 run-on전사 활성을 측정하였다. Insulin의 효과를 보기 위하여, 대조군, insulin 처치군 및 induction군의 백서 간장세포로부터 핵을 분리하여 소정의 방법(Ninial등, 1985)에 따라 [α-(32)**P]UTP를 사용하여 시험관 내에서 run-on전사를 시행한 후, 핵 내 총 RNA를 분리하고 pGEM-4Z vector, β-actin에 대한 cDNA가 삽입된 plasmic, pGACL8과 pGACL25-1을 각각 5μg씩 nitrocellulose 여과지에 slot blot한 후에 label된 총 RNA 일정량으로 hybridization 및 자가 방사법을 시행하였다. pGEM-4Z와 β-actin cDNA가 함유된 plasmid에서는 각군의 X-ray film상의 방사선 감광도에 있어서 변화가 없었으나, pGACLB과 PGACL25-1에서는insulin처치군은 대조군에 비하여 약 2배 증가하였으며, induction군에서는 오히려 감소현상을 보였다. 이상과 같은 결과로 미루어 보아 insulin처치 후 세포질 내 ACL mRNA증가는(Lee등, 1989) 1차적으로 insulin이 ACL gene의 전사 활성을 증가시키기 때문인 것으로 사료된다. [영문] This experiment was designed to illustrate the mechanism of regulation of ATP-citrate lyase (ACL)by insulin in rat liver. To determine whether the expression of ACL is regulated at pretranslational level, 120,000 λgtll-cDNA phages from rat liver cDNA library prepared by Kim et al (1989) were screened using purified anti-ACL antibody, and 25 positive clones containing the putative cDNA for ACL were identified and named λACL1 to λACL25, respectively. Phage DNAs were isolated from these 25 λACL clones and cDNA inserts were analyzed by agarose gel electrophoresis after digestion with EcoRI restriction enzyme. Fourteen out of 25 clones were identified as having cDNA inserts ranging from 0.4 to 3.0 kb in size. The sizs of cDNA inserts in λACL1, λACL3, and λACL4, λACL5, λACL8, λACL9, λACLll, λACL17, λACL15, λACL17, λACL27, λACL71, λACL23, and λACL25 clone were 0.7 kb, 1.0 and 0.5 kb (2 inserts), 0.6 kb, 1.0 kb, 0.7 kb, 0.95 and 0.5 kb (2 inserts), 0.7 kb, 1.2 and 1.0 kb (2 inserts), 1.2 kb, 0.7 kb, 0.4 kb, 0.9 kb, and 3.0 and 0.6 kb (2 inserts), respectively, however the other 11 clones didn't show the cDNA inserts in 1.2% agarose gel electrophoresis. Among the 14 positive clones, λACL8 and λACL25 which had cDNA inserts of 1.0 kb and 3.0 kb in size were further subcloned into EcoRI site af pGEM-4Z or pBR322 plasmids vector. After immobilization of these plasmids on nitrocellulose membrane, the amount of stop, mRNA synthesized in isolated nuclei of rat liver by run-on transcription was measured, and it was found that the amount of mRNA synthesized in nuclei was increased 2 folds in the insulin-treated group after 3 hours of intraperitoneal insulin treatment, and decreased in the induction group after 48 hours of refeeding with low fat and high carbohydrate diet, compared to the control group. It was concluded that the increased mRNA level for ACL in rat liver cytosol after insulin treatment resulted from the increased rate of biosynthesis of myNA encoding the enzyme in nuclei.restrictio

Performance Analysis of Detector in Automobile Pulse Radar with Considering Interference

In this paper, we consider interferences from other automobile pulse radars using same frequency spectrum. In order to eliminate the interference, we propose the PN code modulation method. This method uses the cross-correlation between PN codes with different seed. The ROC performance is used for comparing the proposed detector to conventional method. And the proposed detector can decide the present or absent of targets and measure the range of the targets by using memory buffer of range gate. Especially, we use false alarm probability for all range gates. That is the false alarm if in any one range gate the false alarm occurs. From the simulation result, we can see that the proposed detector with using PN code is not influenced by interferences.2

Methylprednisolone acetate의 Tenon낭하 주사가 냉동응고술후 혈액망막장벽 손상에 미치는 효과

학위논문(석사)--서울대학교 대학원 :의학과 안과학전공,1995.Maste