• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2006년도 제37회 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1647-1648
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• 2006

화학적, 생물학적 분석, 즉 특정 물질의 존재 유무를 측정하기 위해 마이크로캔틸레버라는 구조체를 제작하여 이를 바이오센서로 응용하였다. 마이크로캔틸레버의 장점은 분석하고자 하는 시료의 양이 적더라도 감지가 가능하고 이를 통하여 분석시간을 단축할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 마이크로캔틸레버 구조물 제작을 위해 보편적으로 많이 이용되는 bulk 미세 가공 기술을 대신하여 표면 미세 가공기술을 이용하였다. 이러한 표면 미세 가공기술은 bulk 미세 가공기술에 비해 공정이 간단하고 값이 싸다는 장점이 있다. 또 액상 실험을 위하여 polydimethylsiloxane (PDMS)와 fused silica glass를 사용한 유체 제어 시스템을 제작하였다. 본 연구에서는 자기조림 이라는 특성을 이용하여 생물분자를 유체 제어 시스템 내의 마이크로캔틸레버 상단에 immobilization 시킨 후 마이크로캔틸레버 상, 하단의 표면 스트레스 차이에 따른 마이크로캔틸레버 자체의 휘어지는 정도를 측정하였다. 이러한 휘어지는 현상을 관찰함으로서 마이크로캔틸레버의 바이오센서로 응용 가능성을 확인한 수 있었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2002년도 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1988-1990
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• 2002

마이크로 바이오칩용 미세 무게 감지 소자를 개발하기 위해 통상적인 MEMS 공정에 PZT sol solution을 함침하여 binder로서 적용하는 복합적인 스크린 인쇄 방법을 적용해 $800-850^{\circ}C}$의 비교적 저온에서 높은 소결밀도와 우수한 전기적인 특성을 가지는 PZT-0.12PCW 후막 구동형 캔틸레버 소자를 Pt/$TiO_2$/YSZ/$SiO_2$/Si 기판에 제조하였다. 제조된 PZT-0.12PCW 후막 구동형 캔틸레버 소자의 공진 주파수와 변위를 레이저 미소 변위 측정 시스템을 이용하여 공기 중 및 액체 중에서 측정함으로써 캔틸레버 크기에 따른 공진 특성 변화, 액체 내에서의 댐핑 효과 등을 분석할 수 있었다. 또한 Au를 증착하거나biotin-streptoavidin 반응을 통해 단백질을 고정화시켜 무게변화를 야기시킨 후 소자의 감도를 평가함으로써 PZT-0.12PCW 후막 구동형 캔틸레버를 우수한 성능의 바이오칩용 미세 무게 감지 소자로 응용할 수 있음을 알 수 있었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2005년도 제36회 하계학술대회 논문집 C
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• pp.2407-2409
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• 2005

본 논문에서는 다양한 생물분자 감지를 위한 센서로 마이크로캔틸레버를 제안하였고 이것을 이용해 여러 생물 분자들을 광학적, 전기적으로 분석하였다. 마이로캔틸레버는 표면 미세 가공 기술로 제작되었고, 이러한 제작 방식은 공정이 간단하고 비용이 적게 들며 센서 array가 가능하다는 장점을 갖는다. 생물분자를 포함하는 용액을 주입하기 위하여 PDMS와 fused silica glass를 이용해 fluid cell system을 제작하였다. 마이크로캔틸레버 상단의 gold가 코팅된 부분에서 생물분자의 자기조립 (self assembly)현상이 일어나고 이는 마이크로캔틸레버 상, 하단의 표면 스트레스 차이를 야기 시킨다. 이로 인해 마이크로캔틸레버 자체의 휘어짐 현상이 일어나게 되고 이러한 휘어진 정도를 측정함으로써 마이크로캔틸레버의 생물분자 감지능을 확인할 수 있었다. Cystamine dihydrochloride와 glutaraldehyde 분자를 분석하였고 각기 다른 농도의 cystamine dihydrochloride 용액에서도 실험함으로써 농도별 감지능 또한 확인하였다. 이러한 생물분자 감지를 위한 마이크로캔틸레버의 센서로써의 성능은 u-TAS 와 lab-on-a-chip에서 유용히 이용될 수 있으리라 확신한다.

• 한국정밀공학회지
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• 제25권11호
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• pp.22-29
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• 2008

• 대한기계학회논문집B
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• 제41권11호
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• pp.743-748
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• 2017

체외 및 체내 삽입형 이미징 기술 등에 의해서는 판별이 어려운 질환의 조기 진단을 위해 인체 내 삽입이 가능하며 체내 국소부위의 정밀 측정이 가능한 새로운 진단기술이 필요하다. 동맥경화로 발전할 수 있는 죽상경화반의 경우 이미징 기술로는 판별이 어려우나 건강한 조직 대비 미세한 기계적 물성치의 차이를 가질 것으로 예상되어 정밀한 국소 조직의 기계적 강도 측정을 통한 조기 진단이 가능할 것으로 기대된다. 본 연구에서는 궁극적으로 체내 삽입이 가능하며 국소 조직의 강도 측정이 가능한 압전 재료 기반 캔틸레버 센서를 제작하고자 하였다. 압전 기능을 갖는 캔틸레버 제작을 위해 $BaTiO_3$ 나노입자 기반의 압전 고분자 복합재 최적화 연구 및 열 인장 공정으로 캔틸레버 끝 단에 마이크로 콘 구조의 팁을 제작하였다. 이 압전 캔틸레버 센서를 이용하여 기계적 물성치가 다른 생체 조직의 강도 측정을 통해 센서로서의 기능을 확인하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제27권5호
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• pp.85-91
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• 2010

In this paper, we present details on fabrication of single-cell electroporation microdevice, practical experiments of single-cell electroporation with our fabricated microdevice. Also, the continuous electroporation for the continuous flow of cells is used for high-throughput electroporation. The delivery efficiency and cell viability tests are provided and the successful GFP transfection into cells is also evaluated with a fluorescent microscope after electroporation. This device enables to reduce the size of samples and thus the use of small amount of reagents. Also, it makes it possible to permit to avoid cell discrimination (transfected cells versus non-transfected cells) encountered when traditional bulk electroporation is held.

• 한국기계가공학회지
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• 제19권8호
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• pp.43-49
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• 2020

The growth of the AR/VR market due to the advent of the 4th Industrial Revolution begins with the development of the display industry. The development of OLED and flexible displays is further accelerated by the development of R2R technology. Micro-processing technology using a fast tool servo (FTS), the core technology in R2R processes, is making technological progress in increasingly diverse ways. This paper proposes a method to develop an FTS for horizontal driving and presents this method through experiments and analyses. To develop a swing-type FTS based on a seesaw motion, a rotational moment hinge structure was designed for each type, and research was conducted to determine an effective design method. A cantilever-based swing-type FTS was developed in two variations: one with single-side hinges and another with dual-side hinges. The parameters in the design of the swing-type FTS are rotational moment, natural frequency, and material selection. In conclusion, an FTS with a single-side hinge demonstrates the high performance required for micro processing.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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• pp.210-210
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• 2010

에너지 하베스트 기술은 자연의 빛에너지, 휴대용 기기 탑재/부착장치의 미세 진동에너지, 걷거나 뛰는 인간의 신체활동으로 인한 소산에너지 등을 흡수하여 전기에너지로 변환, 전자기기의 전력으로 사용하는 재생형 에너지원이다. 본 논문에서는 그 중 주변 환경에서 에너지를 끌어 쓸 수 있는 기술 중 압전 효과 방식을 이용한 진동 형태의 에너지 하베스트 기술을 활용하여 설계하고 FEM simulation을 통해 분석해보았다. 압전 물질로는 PZT를 사용하고 메탈기반의 캔틸레버로는 구리를 사용하여 크기를 길이, 넓이, 폭 각각 $6{\times}4{\times}0.025mm^3$으로 모델링하여 444Hz의 공진주파수에서 응력이 $2.68e^{+5}Pa$ 발생하는 결과를 얻었다. 그 결과 $d_{33}$ 모드의 전극형태에서 전압을 2.56V 얻을 수 있음을 추론할 수 있었다.

• 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
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• 제55권1호
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• pp.11-15
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• 2006

We propose an optical and an electrical detection methods for detecting various bio-molecules effectively with microcantilevers. The microcantilevers were fabricated employing surface micromachining technique that has attractive advantages in terms of cost efficiency, simplicity and ability of fabricating in array. The fluid cell system for injection of bio-molecular solution is fabricated using polydimethylsiloxane (PDMS) and a fused silica glass. The microcantilever is deflected with respect to the difference of the surface stress caused by the formation of self-assembled bio-molecules on the gold coated side of the microcantilever. It detected cystamine dihydrochloride and glutaraldehyde molecules and analyzed individual concentrations of the cystamine dihydrochloride solution. We confirm that the deflections of bending-up or bending-down are occurred by the bio-molecule adsorption and microcantilever can be widely used to a ${\mu}-TAS$ and a lab-on-a-chip for a potential detection of various bio-molecules.

• 센서학회지
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• 제4권1호
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• pp.64-71
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• 1995

스테인 에칭기법을 이용하여 실리콘의 도핑 농도가 높은 영역을 선택적으로 식각하는 방법을 개발하였다. 이 방법은 양극반응을 이용한 마이크로머시닝 방법에서와 같이 반응 시편의 뒷면에 전극을 연결하거나 특수한 반응기를 이용해 전류를 공급할 필요성이 없으므로 공정 단계가 간단해지고 표준적인 집적회로 공정에서도 응용될 수 있을 것이다. 또한 양극반응에서는 불가능한 구조의 시편에서도 도핑 농도가 높은 영역의 선택적인 식각이 가능하다. 본 연구에서는 스테인 에칭기법을 이용하여 $n/n^{+}/n$ 3층 구조의 시편으로 캔틸레버 및 에어 브릿지 등을 실현하였고, 또한 양극반응에서는 불가능한 $p/p^{+}$ 구조의 선택적 식각을 이용하여 에어 브릿지를 실현함으로써 미세기계구조의 제조 가능성을 확인하였다.