Yano E plus 2024년 8월호(NO.197)
≪차세대 시장 트렌드≫
혁신적인 나노 재료(3) ~나노자성재료~(3~28페이지)
~나노미터 스케일에서 자기 특성을 갖는 재료를 총칭하며,
미소 구조가 제어된 결과 신기한 자기 특성이 출현한다~
1. 나노자성재료란
2. 나노자성재료의 용도분야
2-1. 데이터 기록
2-2. 자기 센싱
2-3. 바이오메디컬 응용
2-4. 자기 디바이스
2-5. 전력변환기
3. 나노자성재료에 관한 시장규모
그림·표1. 나노자성재료의 일본 및 세계시장 규모 예측(금액: 2025-2050년예측)
4. 나노자성재료와 관련된 기업·연구기관의 대응 동향
4-1. 국립대학법인 아키타대학
(1)정방정철코발트(FeCo) 합금에 주목
그림1. 결정 구조 bcc(좌), bct(중), fcc(우)의 관계
(2)제3원소 첨가를 통한 정방정화
그림2. V, N 복합 첨가된 FeCo기 합금의 TEM 상(좌), 축비 c/a를 변화시켰을 때의 자기이방성 상수 Ku의 변화(우)
(3)박막에서 벌크로
그림3. FeCo기 합금의 벌크화를 위한 노력 사례
(4)미립자화에 의한 고성능화
그림4. 미세 가공 프로세스와 입경 D(좌), 자기 히스테리시스 커브(우)
4-2. 국립대학법인 도호쿠대학
(1) TMR 센서의 원리와 구조
그림5. TMR 센서의 동작 원리
그림6. TMR 센서의 단면 구조
(2) TMR 센서의 검출 감도 향상
그림7. TMR 센서의 검출 감도 향상
그림8. 생체 자기장을 검출할 수 있을 정도의 고감도와 넓은 다이내믹 레인지 달성
(3) TMR 센서에 의한 생체 자기장 측정
그림9. TMR 센서를 사용한 64ch MEG 측정 시스템
(4) TMR 센서에 의한 기타 응용
그림10. TMR 센서가 실현하는 다이내믹 레인지와 감도
4-3. 국립대학법인 나가오카기술과학대학
(1)자기광학효과
그림11. 패러데이 효과의 모식도
(2)유기금속분해(MOD)법에 의한 자성박막 제작과 평가
그림12. MOD법에 따라 유리 기판 위에 제작한 Bi 치환 가넷 박막
(3)자기광학 이미징 기술 개발
그림13. MOD법으로 제작한 가넷 박막에 의한 자기장의 가시화. (a)할바흐 배열의 자석 및 (b)가시화된 자기장 분포
(4)자기광학 효과를 이용한 광회절형 심층 신경망 디바이스 개발
그림14. MO-D2NN을 이용한 수기 숫자 인식 시뮬레이션 결과
4-4. 국립대학법인 도카이국립대학기구 나고야대학
(1)기능성 자성 나노입자 개발
그림15. 마그네타이트를 기반으로 한 다양한 기능성 자성 나노입자
(2)기능성 자성 나노입자를 이용한 재생 의료 프로세스
그림16. 자력을 이용한 재생 의료 프로세스
그림17. 자력을 이용한 근조직의 구축
(3)기능성 자성 나노입자를 이용한 암온열 요법(하이퍼 서미어)
그림18. 기능성 자성 나노입자를 이용한 하이퍼서미어
4-5. 국립대학법인 야마가타대학
(1)마이크로마그네틱스 시뮬레이션을 통한 나노자석 입자의 이상 모델 탐구 및 최적 설계
그림19. 교환 결합하는 경질 자성상과 연질 자성상의 자기 모멘트 1차원 모델
그림20. 모델1: Sm(Fe0.8Co0.2)12 나노자석 입자. 모델2: 상부와 하부에 α-Fe층 코팅한 α-Fe╱Sm(Fe0.8Co0.2)12 나노복합자석 입자. 모델3: 양 사이드에 α-Fe층 코팅한 α-Fe╱Sm(Fe0.8Co0.2)12 나노복합자석 입자 각각의 시뮬레이션 모델
그림21. 모델2와 모델3에서 (BH)max의 VFe 의존성
그림22. 모델2와 모델3의 윗면과 단면의 반자장 분포 이미지
(2)초고진공 성막 프로세스에 의해 형성된 모델 자석의 나노입자 박막
그림23. Nd2Fe14B 나노입자 자석의 단면 TEM 상
그림24. 최적 포스트 어닐링 된 Nd2Fe14B/Nd 박막에서의 보자력 입자 크기(막 두께) 의존성
5. 나노자성재료에 관한 장래 전망
센서&앱 시장성 탐색(4) 초음파 센서②(29~51페이지)
~자동차용이 공중 초음파 센서의 리드 역할,
진단·수중·비파괴 모두 확실한 성장 곡선으로~
1. 들어가며
2. 초음파 센서 분야별 세계시장 규모 추이 및 예측
표1. 초음파 센서 종류별 세계시장 규모 추이·예측(금액: 2022-2035년 예측)
3. 공중 초음파 센서 시장동향
표2. 공중 초음파 센서의 세계시장 규모 추이·예측(수량·금액: 2022-2035년 예측)
3-1. 자동차용 초음파 센서 시장규모의 추이·예측
(1)자동차용 초음파 센서의 역사와 현황
표3. 각종 자동차용 센서의 특징 비교
(2)BSD(Blind Spot Detection)/주차 어시스트 별 세계시장 규모 추이·예측
표4. 자동차용 초음파 센서의 BSD/주차 어시스트별 세계시장 규모 추이·예측(수량·금액: 2022-2035년 예측)
(3)차량용 초음파 센서 시장의 주요 메이커 동향
3-2. FA/PA용 초음파 센서 시장동향
3-3. 초음파 계측기기 시장동향
3-4. 실내/실외 초음파 센싱 시장동향
4. 공중 초음파 센서 분야 이외의 동향
4-1. 초음파 진단장치 관련 시장
4-2. 수중 초음파용 제품 시장
4-3. 초음파 탐상기 시장
5. 주목 기업·기관의 최신 동향
5-1. 일본세라믹 주식회사 ‘상하수도 시설·발전소 등 인프라 관련에 강점’
표5. 일본세라믹의 센서 제품 개요
5-2. 닛신보마이크로디바이스 주식회사 ‘방수 접촉형 어쿠스틱 센서’
그림1. 닛신보마이크로 디바이스 '어쿠스틱 센서'
그림2. 닛신보마이크로 디바이스 '유아 지킴이 시스템 솔루션'
5-3. Infinon Technologies(독일) 'HMI의 터치 센서로서'
그림3. Infinon '초음파 센서 활용 HMI 구조'
5-4. 주식회사 무라타제작소 '방적형 초음파 센서'
그림4. 무라타제작소의 방적형 초음파 센서
그림5. 무라타제작소의 초음파식 빗방울 제거 장치
5-5. 계측엔지니어링시스템 주식회사(KESCO) '인도발 초음파 활용 온도 센서'
그림6. KESCO의 초음파 활용 온도 센서
5-6. 후지쿠라컴포지트 주식회사 '자기 발전 센서'
그림7. 후지쿠라 컴포지트의 자기 발전 센서
5-7. 야마구치산업 '초음파 센서 활용의 비파괴검사 관련'
그림8. 야마구치 산업의 초음파 센서 활용 비파괴검사 장치
그림9. 야마구치 산업의 초음파 센서 활용 비파괴검사 장치
5-8. 와티 주식회사 '초음파 센서 활용의 액면 레벨 센서 관련'
표6. '액면 레벨 센서의 종류'
5-9. 니혼세이키 '초음파 센서 활용의 액위 센서 관련'
그림10. 니혼세이키의 초음파 센서 활용의 액위 센서 관련
5-10. 오믹전자 주식회사 '무인 반송차용과 골프카트용에 강점'
5-11. 초음파공업 주식회사 ‘상하수도 시설·발전소 등 인프라 관련에 강점’
스핀트로닉스 디바이스(4) 스핀 열 제어(52~78페이지)
~온도구배가 있는 계에서는 열류에서 스핀류가 발생한다.
생성된 스핀류는 전압으로 변환되어 새로운 열전변환 원리로서 주목!
1. 스핀 열 제어란
2. 스핀 열 제어의 이론
2-1. 스핀 제벡 효과
2-2. 스핀 펠티에 효과
2-3. 스핀 홀 효과
3. 스핀 열 제어에 관한 시장규모
그림·표1. 스핀 열 제어 디바이스의 일본 및 세계시장 규모 예측(금액: 2025-2045년 예측)
4. 스핀 열 제어와 관련된 기업·연구기관의 대응 동향
4-1. 국립대학법인 사이타마대학
그림1. 제벡 효과의 모식도
그림2. 스핀 홀 효과(좌)과 스핀 네른스트 효과(우)의 모식도
그림3. 가로형 열 스핀 변환에 의한 발전 모식도(좌)와 스핀 밸브 구조(우)
그림4. 모듈화할 경우의 접속방법 제안
4-2. 국립대학법인 도호쿠대학
(1)열전도를 전기로 제어하는 새로운 방법 개발
그림5. (a)라만 분광용 시료의 단면도. 전압 인가하의 마그논 변화를 레이저광으로 조사하기 위해 투명 도전막 ITO를 상부 전극에 이용하고 있다. (b)인가 전압의 시간 의존성. (c)전압 인가 및 쇼트에 의한 라만 스펙트럼의 변화. A–E 기호는 (b)의 그것에 대응하고 있다.
그림6. (a)열전도 평가용 시료의 단면도. 상부전극인 Au는 서모리플렉턴스용 가열 겸 온도검출막으로 기능한다. (b)인가 전압의 시간 의존성. (c)LCCO 박막의 열 컨덕턴스 GLCCO의 인가 전압 의존성. A–E 기호는 (b)의 그것에 대응한다.
(2)전자 디바이스의 배열 제어를 위한 '스핀 사다리계 구리 산화물' 배향 성막 기술 개발
그림7. 스핀 사다리계 구리 산화물 LCCO의 구조. (a)단위 구조, (b)사다리면을 세운 상태
(3)스핀 열 전도물질 나노 시트화에 성공
그림8. 스핀 열 전도물질 LCCO의 층상 구조(단위 격자)
그림9. LCCO 나노 시트의 TEM 상
(4) EV의 차세대 열관리를 지향한 마그논 열전도성 나노 시트 대량합성기술 개발
4-3. 국립대학법인 후쿠이대학
(1)열에 의한 고속, 고효율의 자극 제어
그림10. 이중 절연체형 MTJ의 개념도
그림11. MTJ에 인가된 직류 전압에 대한 자유층 자극의 자기 이방성
그림12. 마이크로파가 증폭되는 현상의 개념도(좌)와 마이크로파 파워 반사율 스펙트럼의 자기장 의존성(우)
(2)자석으로 서브 기가헤르츠대의 세계 최고 다이오드 감도 달성
그림13. 다이오드 감도와 주파수에 대한 본 연구의 위상
그림14. 자석을 사용한 볼로미터의 원리를 보여주는 개략도. (a)마이크로파를 인가하지 않을 때와 (b) 인가했을 때의 소자의 모습
그림15. 전력-55dBm의 마이크로파를 소자에 인가했을 때 발생한 직류 전압과 인가 마이크로파의 주파수의 관계
4-4. 국립연구개발법인 물질·재료 연구기구(NIMS)╱도쿄대학
(1)스핀 칼로리트로닉스의 개척과 전개
(2)JST 전략적 창조연구 추진사업 ERATO ‘우치다 자성 열동체 프로젝트’
그림16. JSTERATO ‘우치다 자성 열동체 프로젝트’의 개념도
(3)신재료 ‘열전 영구 자석’이 열관리 기술의 새로운 가능성을 개척한다 ~자기에 의해 횡형 열전변환을 고성능화~
그림17. 세로형·가로형 열전변환 소자의 비교와 이번에 개발한 가로형 열전변환 소자의 구동원리 모식도
그림18. 인공 경사형 다층 적층체의 가로형 열전변환 과정의 가시화
그림19. 영구 자석을 내장한 인공 경사형 다층 적층체(열전 영구 자석)의 가로형 열전변환
5. 스핀 열 제어의 과제와 장래 전망
《차세대 전지 시리즈》(79~107페이지)
차세대 전지 시리즈(9) 황화물계 전고체 전지/고분자계 전고체 전지
~자동차용으로 주목받는 황화물계, 최근은 소형, 소용량 타입 시장에서 시동~
고분자계는 차세대 제품 개발 단계로~
1. 들어가며
1-1. 황화물계 전고체 LIB가 가진 잠재력
1-2. 황화물계 고체전해질 동향, 고분자계 고체전해질 동향
그림1. 전고체 전지의 구성 모식도
①황화물계 전고체 전해질
②고분자계 전고체 전해질
2. 황화물계 전고체 LIB/고분자계 전고체 LIB 시장 전망
2-1. 일본의 동향
2-2. 한국의 동향
2-3. 기타 동향
2-4. 황화물계 전고체 LIB/고분자계 전고체 LIB 시장규모 예측
그림·표1. 황화물계/고분자계 전고체 LIB의 세계시장 규모 추이·예측(금액: 2022-2035년 예측)
그림·표2. 황화물계 전고체 LIB/고분자계 전고체 LIB 시장규모 예측의 용도 분류 대별(금액: 2030, 2035년 예측)
3. 주목 기업의 대응에 대해서
3-1. 맥셀 주식회사
그림·표3. 맥셀 전고체 전지 PSB401010H (8.0mAh)
3-2. 히타치조선 주식회사
표1. 히타치조선 'AS-LiB®' 라인업
3-3. 이데미쓰코산 주식회사
3-4. 주식회사 오사카소다
3-5. 주식회사 LG에너지솔루션
3-6. 삼성SDI 주식회사
그림1. Samsung SDI의 전고체 배터리 셀 디자인 및 재료
그림2. Samsung SDI의 차량용 셀 프로모션 타깃의 구분
3-7. SK on 주식회사
《주목시장 포커스》
전파 흡수·투과재(108~140페이지)
~카본나노튜브 및 금속 분말을 함유한 폴리머 복합재료.
전자파를 제어하거나 간섭 방지 등에 사용~
1. 전파 흡수·투과재란
2. 전파 흡수·투과재의 특징
2-1 전파 흡수재
2-2. 전파 투과재
3. 전파 흡수·투과재의 용도 분야
4. 전파 흡수·투과재에 관한 시장규모
그림·표1. 전파 흡수·투과재에 관한 일본 및 세계시장 규모 추이와 예측(금액: 2023-2028년 예측)
5. 전파 흡수·투과재와 관련된 기업·연구기관의 대응 동향
5-1. 학교법인 아오야마가쿠인대학
(1)ETC 레인 간에 사용하는 투명 전파 흡수체[1]
그림1. 이와쓰키 IC에 시공된 전파 흡수체
(2)흡음·전파 흡수체[2]
그림2. 흡음·전파 흡수체의 구성
(3)강화 플라스틱을 이용한 격자형 전파 흡수체[3]
그림3. 스이타 요금소에 시공된 격자형 전파 흡수체
(4)원형 패치 배열형 전파 흡수체[4]
그림4. 원형 패치 유닛의 구조
(5) ETC용 시트 타입 슬림형 흡수체[5]
그림5. 전파 흡수체 설치 전후의 수신 전력 분포
(6)흡수량 측정법[6]
그림6. 금속 플레이트 렌즈 안테나의 구조
5-2. 사이버넷시스템 주식회사
(1) 3차원 전자계 시뮬레이션 니즈의 고조
(2) 3차원 전자계 시뮬레이션 툴 'Ansys®HFSS™'의 특징
그림7. 'Ansys®HFSS™'의 해석 솔버
(3)전파 흡수체 설계
①전파 흡수체의 종류
②전파 흡수체 기본설계
그림8. 전파 흡수체의 설계 원리
③'Ansys®HFSS™를 이용한 전파 흡수체 평가
그림9. 전파 흡수체 평가 모델
그림10. 전파 흡수체의 시뮬레이션 평가 결과
④실내 공간에서의 전파 흡수체 적용
그림11. 전파 전파의 특성 평가 결과(전파 흡수체 없음)
그림12. 전파 전파의 특성 평가 결과(전파 흡수체 있음)
(4)투과재 설계
①투과재의 기본 설계
그림13. 투과재의 기본 설계 개념
②'Ansys®HFSS™를 이용한 특성 평가
그림14. 투과재의 평가 모델
그림15. 투과재의 시뮬레이션 평가 결과
③메타물질의 레이돔 응용
그림16. 메타물질을 이용한 레이돔 평가모델 및 투과 특성
그림17. 메타물질을 이용한 레이돔 시뮬레이션 평가 결과
(5)정리
5-3. 주식회사 신일본전파흡수체
(1)ADAS용 밀리미터파 전파 흡수 시트
①ADAS 탑재 밀리미터파 레이더용 전파 흡수 시트 공동개발~박형화, 광대역화, 경량화의 3요소 실현~
②현재 ADAS용 밀리미터파 전파 흡수 시트~가고시마현의 화산재 유래 실러스 풍선 사용~
그림18. ADAS의 이미지
그림19. ADAS용 밀리미터파 전파 흡수 시트 실물 사진
그림20. ADAS용 밀리미터파 전파 흡수 시트 라인업(위)과 전파 흡수 성능(아래)
(2)밀리미터파 전파 흡수 수지 성형체
그림21. 밀리미터파 전파 흡수 수지 성형체의 실물 사진
그림22. 밀리미터파 전파 흡수 수지 성형체의 라인업(좌)과 전파 흡수 성능(우)
5-4. 국립대학법인 도쿄대학
그림23. 나노입자 박막의 광산란과 광전장 증강의 모식도
그림24. 나노입자 박막의 STEM 상과 대응하는 EDX 2차원 매핑
그림25. ITO 나노입자 박막의 적외선 영역에서의 반사율(흑선) 및 투과율(적선) 스펙트럼
그림26. (a)열선 차폐 성능 평가 실험의 모식도와 사진. (b)적외선 조사 하에서 박스 내 공기 온도의 시간 의존성
5-5. 맥셀 주식회사
(1)맥셀의 전자파·노이즈 억제 부재의 전체상
그림27. 전자파·잡음 억제 부재에 막힌 맥셀의 기술
그림28. 맥셀 전자파 억제 부재 라인업의 포지셔닝 맵
(2)소음 억제 필름
①도전성 노이즈 억제 필름(TC 타입)
그림29. 전도성 노이즈 억제 필름 구성 모식도(좌)와 실물 사진(우)
②자성 노이즈 억제 필름(M타입)
그림30. 자성 노이즈 억제 필름의 표준 타입(좌)과 커스텀 타입(우)
(3)전자파 흡수체
①76~81GHz 대역용 전파 흡수체(LI 타입)
그림31. LI 전파 흡수체의 흡수 특성 측정 예
그림32. 밀리미터파 레이더 흡수 효과의 실증 사례
②λ/4형 투명 전자파 흡수체(BG 타입)
그림33. λ/4형 투명 전자파 흡수체의 투과성(좌)과 유연성(우)
6. 전파 흡수·투과재에 관한 장래 전망
E/E 아키텍처의 동향(1)(141~149페이지)
~E/E 아키텍처의 변천과 다양한 문제점~
1. E/E 아키텍처란
1-1. 기존의 자동차 제어 소프트웨어 개발
(1)BEV의 대두
(2)테슬라 충격
2. 현재까지의 자동차용 소프트웨어 개발
2-1. 자동차 소프트웨어 아키텍처
그림1. 자동차의 전자제어시스템 예
(1)2012년 이전의 자동차 소프트웨어 아키텍처
그림2. 2012년경까지의 자동차 소프트웨어 아키텍처 예
그림3. 자동차의 ECU Stack 예
(2)2018년경의 자동차 소프트웨어 아키텍처
그림4. 2018년경까지의 차량용 소프트웨어 아키텍처 예
그림5. 자동차의 Central Gateway+Domain 예
그림6. 자동차의 Central Gateway+Integrated ECU 예
2-2. 어려운 비클 OS 개발
그림7. 2018년경 도요타의 자동차 소프트웨어 아키텍처 예
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