• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2003.07c
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• pp.1935-1937
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• 2003

최근 콜레스테롤 센서는 전극 상에 효소를 고정화 하는 방식을 이용하여 센서의 집적도를 높이는 시도가 이루어지고 있다. 이러한 전극 상의 효소고정화 방식으로 entrapment, cross liking, covalently binding 등이 있다. 본 논문에서는 이러한 효소 고정화 방식-전도성 고분자인 P3MT를 사용하여 entrap시키는 방법과 silanization을 이용한 covalent bonding 시키는 방법-에 따른 전기화학 센서의 감도 특성에 관한 연구를 수행하였다. 전도성 고분자를 사용한 고정화 방법은 cyclic voltammograms으로 scan rate 10 mA/s, potential 0.5-1.3V의 조건하에서 P3MT를 Polymerization하고, 효소 고정화를 위해 chromoampermeter로 potential 0.6V에서 900초 동안 수행하였다. silanization을 이용한 covalent bonding 시키는 방법은 nitric acid로 Pt 전극표면을 산화시키고, APTER로 silanization 공정을 시행하였다. 효소 고정화를 위해 전해질로는 0.1M Phosphate buffer solution을 사용하여 cyclic voltammograms으로 scan rate 50 mA/s 전위 0.0-0.7V의 조건 하에서 수행하였다. 이 결과 전도성 고분자를 이용한 고정화 방법에서의 senstivity가 0.89 ${\mu}A/mM{\cdot}cm^2$이고, silanization을 이용한 효소 고정화 방법에서는 1.51 ${\mu}A/mM{\cdot}cm^2$였다. 이처럼 후자의 방법에서 더 좋은 감도 특성이 나타났다. 따라서, silanization을 이용한 고정화 방법이 센서 제작 방식으로 더 적합하다고 사료된다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2000.07c
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• pp.1766-1768
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• 2000

신장병 진단의 척도로 요소의 농도는 매우 중요하다. 요소의 농도를 측정하기 위한 센서개발이 본 연구의 목적이다. 기존의 Potentiometry법은 Nernst식이 적용된다는 가정하에 감도를 측정했다. 실험결과 전극상에서 우레아제의 요소 가수분해 반응은 Nernst식을 적용할 수 없는 비가역적인 반응으로 판단되어 센서의 감도 측정을 Linear sweep Voltammetry(LSV)법을 이용하였다. Voltammetry법은 가역적이든 비가역적이든 관계없이 Cottrell 식에 의한 전류와 농도의 직선관계로부터 감도를 측정할 수 있다는 장점이 있다. 센서 전극의 표면은 SEM으로 분석하였고, LSV 법으로 측정한 센서의 감도는 $34{\mu}A$/decade 였다.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.8 no.4
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• pp.17-23
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• 2001

The 3-D Hall sensor has two horizontal magnetic field sensing parts ($\chi$, y components) and one vertical magnetic field sensing part (z component). For conventional, 3-D Hall sensor it is general that the sensitivity for $B_{z}$ is about 1/10 compared with those for $B_\chi$ or $B_y$. Therefore, in this work, we proposed 3-D Hall sensor with new structure. We have increased the sensitivity about 6 times to form the trench using anisotropic etching. And we have increased the sensitivity for the $B_z$ by 80% compared with those of $B_\chi$ and$B_y$ using deposition of the ferromagnetic thin films on the bottom surface of the wafer to concentrate the magnetic fluxes. When the input current was 3 mA, sensitivities of the fabricated sensor with Ni/Fe film for $B_\chi, B_y$ and $B_{z}$ were measured as 120.1 mV/T, 111.7 mV/T, 95.3 mV/T, respectively. The measured linearity of the sensor was within $\pm$3% of error.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2003.03a
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• pp.136-136
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• 2003

카본나노튜브는 상용되는 기존의 센서에 비해 표면적이 넓어 감도가 놀고 응답속도가 빠르다. 또한 나노 스케일의 크기를 가지므로 고직접화를 실현할 수 있으며 기능복구성이 뛰어나 상온동작을 통한 저전력화가 가능하다. 본 실험에서는 아크방전법으로 합성한 카본나노튜브를 가스센서로 제작하여 상온에서 NH$_3$, NO 가스와의 반응 특성을 평가하였다. 또한 origin soot와 이를 정제한 purified CNT를 SEM(주사전자현미경), TEM(투과전자현미경), Raman scattering spectroscopy(라만 산란 분광기)를 통해 재료적 특성을 조사하고 이를 가스 감응 곡선과 연관하여 비교, 분석하였다. 전극에 CNT막을 형성시키기 위해 3g의 N,N dimethylformamide 용액에 CNT 10mg을 분산시킨 후 2시간동안 초음파 처리하였다. 이 용액을 mask를 이용해 전극 위에 막을 형성시킨 후 20$0^{\circ}C$에서 열처리하였다. 이렇게 제조된 origin soot와 purified CNT센서는 flow system을 이용하여 측정하였고 $N_2$분위기 하에서 센서를 안정화시킨 후 측정가스와의 반응을 살펴보았다 센서의 반응속도, 회복속도, 감도 등의 측정결과 origin soot는 NH$_3$ 25ppm에서 20%, purified CNT는 1%의 감도를 보여 20배 높은 감도를 보았다. NO 25ppm의 경우에도 origin soot가 8%, purified CNT는 0.8%의 감도를 보여 10배 높은 감도를 보였다. 이는 탄소입자가 많은 origin soot가 purified CNT 보다 표면적이 넓어 보다 많은 가스 흡착 싸이트를 가지기 때문이다. 하지만 origin soot는 반응시간과 회복속도가 Purified CNT 보다 2배 이상 느려 표면적 증가에 따른 가스 흡착과 탈착 능력이 떨어짐을 알 수 있었다. 또한 CNT와 가스사이의 전하 이동 방향에 따라 NH$_3$는 양의 감도를 NO는 음의 감도를 보였다 이는 전하의 이동 방향에 따라 전하와 캐리어 사이의 결합 및 해리가 일어나게 되고 결국 카본나노튜브 내의 캐리어 수를 증감시킴에 따라 나타나는 현상이다. 이러한 가스의 감도는 농도에 따라 증가하였으며 origin soot를 이용하여 1ppm이하의 NH$_3$ 가스를 검출할 수 있었다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2003.07c
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• pp.1415-1417
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• 2003

Yoneyama 등이 2001년 기존의 potentiometry 형의 요소 센서보다 우수한 성능을 갖는ampeometry 정의 요소 센서를 제안한 이후, 전자 전달 메커니즘에 관한 관심이 집중되어 왔으나, urease로부터 전극 기질까지의 전자 전달 매질로서 전도성 고분자보다 쉽고 단순한 공정은 아직까지 제시된 바 없다. 본 논문에서는 전도성 고분자로서 polypyrrole(PPy)과 poly(3-methylthiophene)(P3MT)을 이용하여 다공성 실리콘(PS) 요소 센서를 제작하고 각각의 특성을 전기화학적으로 분석하였다. Urease 고정화 전압, 고정화 시간, 고정화 시의 효소 농도, 수소이온 농도 등이 감도에 미치는 영향은 PPy 와 P3MT 각각의 경우 유사한 경향성을 보였다. 감도 특성의 경우, PPy는 다공질 실리콘 전극과 평면 전극 각각에 대하여 1.55 ${\mu}A/mM{\cdot}cm^2$와 0.91 ${\mu}A/mM{\cdot}cm^2$였고, P3MT의 경우는 각각 8.44 ${\mu}A/mM{\cdot}cm^2$와 4.28 ${\mu}A/mM{\cdot}cm^2$의 감도를 보였다. 즉, PPy가 P3MT 보다 일반적으로 높은 감도를 보였고, 다공질 실리콘 전극을 사용하는 경우, 그렇지 않은 경우보다 약 2배외 감도 향상 효과를 기대할 수 있었다. 재현성이나 안정성의 경우는 P3MT 가 PPy 보다 우수하였다. 사용 빈도에 따른 감도 저하는 다공질 실리콘 전극의 경우 직선적으로 감소하셨으나 평면 전극의 경우는 지수함수적으로 감소하였다 시간에 따른 감도 저하 현상은 만15일 이후의 감도를 기준으로 하여, 10% 미만의 감도저하를 보임으로써 PPy, P3MT 모두 우수한 특성을 보였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2005.07a
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• pp.381-383
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• 2005

바이오센서 응용을 위한 대칭 및 비대칭 마하젠더 간섭계 광도파로 소자의 설계, 제작 및 광학적 응답특성을 평가하였다. 설계 제작된 광도파로 소자의 압력광원은 각각 1550nm와 632.8nm이고, 코어와 클래딩의 굴절률차는 0.45 $\Delta$%로 설계 제작하였다. 센서부(상위 클래드)의 금 박막의 미소 굴절률 변화에 따른 TE, TM모드의 특성을 분석하였다. 센서의 보다 높은 감도 개선을 위한 나노-광자결정 구조가 주목받고 있는데, 광자결정 구조의 구현를 위한 리소그래피 공정은 높은 분해능과 신뢰성 있는 나노스케일의 공정이 요구된다. 광-바이오센서의 감도 개선을 위해 센서부 표면에 2차원 나노-광자결정 배열을 제안하고 이를 구현하기 위한 Dip-Pen Nanolithography 공정에 대해 고찰하였다.

• Composites Research
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• v.17 no.4
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• pp.61-67
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• 2004

Nondestructive damage sensitivity on single-basalt fiber/epoxy composites was evaluated by micromechanical technique and acoustic emission (AE). Piezoelectric lead-zirconate-titanate (PZT), polyvinylidene fluoride (PVDF) and poly(vinylidene fluoride-trifluoroethylene) (P(VDF-TrFE)) copolymer were used as AE sensor, respectively. In single-fiber composite, the damage sensing with different sensor types were compared to each other. Piezoelectric PVDF polymer sensor was embedded in and attached on the composite, whereas PZT sensor was only attached on the surface of specimen. In case of embedded polymer sensors, responding sensitivity was higher than that of the attached case. It can be due to full constraint inside specimen to transfer elastic wave coming from micro-deformation. For both the attached and the embedded cases, the sensitivity of P(VDF-TrFE) sensor was almost same as that of conventional PVDF sensor.

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.22 no.6
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• pp.200-203
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• 2012

In this study, we have investigated that the operation frequency dependences of the output properties of the orthogonal fluxgate sensor which was fabricated with a ferrite core. An orthogonal fluxgate sensor should be operated in as high as possible frequency to enhance its sensitivity in the case of small sized sensor, because sensitivity of the sensor is proportional to cross section area, winding number and operation frequency. In this study, we investigated the correspondence of the frequency dependence of output and the reactance (inductance and capacitance) of pickup coil and cable. Experimental results represented that we could obtain maximum output (= sensitivity) at optimal frequency which is near LC resonance frequency of the pickup coil and cable.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2018.06a
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• pp.92.2-92.2
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• 2018

빠르고 정확한 글루코오스 농도 측정은 의료, 식품, 환경 등 다양한 산업에서 매우 중요하다. 글루코오스 산화효소를 기반으로 하는 현재 글루코오스 센서는 높은 감도와 선택성을 갖지만 온도변화나 다른 화학물 등 환경에 취약하다는 단점이 있다. 따라서 최근 비효소식 글루코오스 센서에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 금속-유기 구조체(MOFs)는 금속이온과 유기물 리간드로 구성된 결정성 다공체로, 큰 기공 크기와 비표면적, 안정성 등을 특징으로 갖는다. 대부분의 MOFs는 전기전도도가 낮지만 금속이온의 산화/환원, 리간드의 화학적 개질을 통해 전기화학분야에서도 다양하게 연구되고 있다. 본 연구에서는 글루코오스 농도 측정을 위한 전극촉매로 다양한 금속이온과 리간드로 이루어진 MOFs를 합성했다. 표면분석을 통해 MOFs의 전기화학적 처리 전후의 구조와 성질 변화를 관찰했고 전기화학적 분석을 통해 금속이온과 리간드의 종류가 감도, 선택성 등 글루코오스 검지 성능에 주는 영향을 분석했다. 그 결과 Ni, Co 기반의 MOFs가 글루코오스에 대해 높은 감도를 보였으며 이를 통해 MOFs의 글루코오스 센서로의 응용 가능성을 확인했다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2000.02a
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• pp.102-102
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• 2000

최근 자동차 배기 가스 유출에 의한 환경문제가 심각하게 대두되고 있고, 이에 따라 그 중 NOx, SOx 등의 유해가스 검출을 위한 센서 개발이 강력히 요구되고 있다. 본 실험은 자동차에서 배출되는 NO 가스에 대한 민감한 센서 제작을 목적으로 In2O3 박막을 성장시켜 그 특성을 측정하였고, NO 가스에 대한 민감도를 증가시키기 위해 7 ~32 정도의 초박막 Co 촉매를 증착하여 NO 감도에 미치는 현상을 조사하였다. In2O3 2˝ target(순도 99.99%)을 사용하여 RF power와 Ar/O2의 비를 변화시켜가면서 상온에서 알루미나 기판위에 In2O3 박막 성장시켰다. 박막을 성장시킨 후 10$0^{\circ}C$에서 5$0^{\circ}C$까지 온도를 변화시키면서 공기 중에서 열처리를 하였다. In2O3 박막의 결정성은 XRD를 이용하여 측정하였고 표면 특성을 알아보기 위해 AFM과 SEM 측정을 하였다. XRD 분석결과 상온에서부터 50$0^{\circ}C$까지 회절 peck의 강도차이는 있었지만 모든 시편에서 In2O3 박막이 cubic 구조로 성장함을 알 수 있었다. 100ppm 농도 NO 가스에 대한 센서 소자의 감도를 20$0^{\circ}C$~40$0^{\circ}C$ 온도 영역에서 측정하였다. 순수한 In2O3 의 경우 감도(S=Ra/Rg)는 25$0^{\circ}C$에서 S 6 정도로 가장 좋았다. 반면에 Co 촉매를 표면에 흡착시킨 경우 20$0^{\circ}C$~25$0^{\circ}C$ 부근에서 반응속도가 매우 빨라지고, 150 정도 Co를 흡착시킨 센서의 경우 S 14 로 감도가 매우 향상됨을 알 수 있었다.