Journal of Sensor Science and Technology (센서학회지)

The Korean Sensors Society (한국센서학회)
권호 표지

The Fabrication and Characteristics of FET-Type Electrolyte Sensors by Using Sol-Gel Technique.

Sol-Gel 방법을 이용한 FET형 전해질 센서의 제작 및 특성

  • Moon, S.Y. (School of Electronics and Electrical Eng., Kyungpook National Univ.) ;
  • Cho, B.W. (School of Electronics and Electrical Eng., Kyungpook National Univ.) ;
  • Kim, C.S. (Sensor Technology Research Center, Kyungpook National Univ.) ;
  • Koh, K.N. (Sensor Technology Research Center, Kyungpook National Univ.) ;
  • Sohn, B.K. (School of Electronics and Electrical Eng., Kyungpook National Univ.)
  • 문수영 (경북대학교 전자.전기공학부) ;
  • 조병욱 (경북대학교 전자.전기공학부) ;
  • 김창수 (경북대학교 센서기술연구소) ;
  • 고광락 (경북대학교 센서기술연구소) ;
  • 손병기 (경북대학교 전자.전기공학부)
  • Published : 1998.07.31
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Abstract

PVC membrane, which has been used for membrane of electrolyte sensors, shortened sensor lifetime due to poor adhesion to sensor surface and exhibited difficulty in standardization and mass-production. To overcome these problems, the membrane solution was prepared with neutral carrier, matrix(TEOS:DEDMS=1:3), solvent(ethanol), and a catalyzer(HCl). The fabricated electrolyte sensors showed typical electrical characteristics of MISFET (metal-insulator-semiconductor field-effect transistor). The K-, Ca- and Na-ISFETs showed sensitivity of 53, 25 and 50 mV/decade in wide concentration range, respectively. The response time was about 90 seconds and the drift was 0.05mV/hour. These results suggest that the sol-gel method and the lift-off technique can be applied to formation of membranes and expected to improve mass-productivity, standardzation of the sensors.

전해질 센서 감지막으로 사용되어 온 PVC 감지막은 센서 표면과의 낮은 부착력으로 인하여 센서 수명을 단축시켰고, 감지막의 규격화와 양산화가 어려웠다. 이러한 문제를 해결하고자 감지막 용액은 중성 캐리어(ionophore), 고분자 지지체(TEOS:DEDMS=1:3), 용매(에탄올) 그리고 촉매(염산)들을 혼합하여 sol-gel 방법으로 제조하였다. 그리고 감광성 고분자물질(THB30)로 만들어진 마이크로풀(micropool)내에 리프트-오프(lift-off) 기법으로 감지막을 형성하였다. 제작된 전해질 센서는 MISFET(metal-insulator-semiconductor field-effect transistor)의 전형적인 전기적 특성을 보였다. K-, Ca-, Na-ISFET은 넓은 농도범위에서 각각 53, 25, 50 mV/decade의 감도를 보였다. 감응시간은 약 90초이며 드리프트는 약 0.05 mV/hour였다. Sol-gel 법과 리프트-오프 기법은 감지감 형성에 적용될 수 있었으며, 센서의 규격화와 양산화를 개선시킬 수 있을 것으로 기대된다.

Keywords