• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2003년도 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1932-1934
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• 2003

본 논문은 신경전달물질 중 우울증, 신부전증의 지표 물질인 세로토닌의 농도를 극미량의 시료를 사용하여 정량할 수 있는 방법을 개발하기 위해 초소형 효소 고정화 전극을 개발하였다. 전극은 실리콘 웨이퍼 상에 반도체 공정을 이용하여 마이크로 크기의 Pt 박막 전극을 제작하였고, 전기화학적 방법으로 pyrrole 단량체를 Pt 전극 상에 순환전압전류법을 이용하여 산화적으로 전기 중합하였다. 효소의 고정은 일정 전압을 인가한 시간대 전류법으로 고정화하였다. 제작된 전극은 시간대 전류법으로 세로토닌의 농도에 따른 감도를 측정하였다. 세로토닌의 농도 범위 $1.0{\mu}mol/L{\sim}10mmol/L$에서의 감도는 $7.0{\mu}$A/decade를 나타내었으며, 실험결과에 따라 전극의 표면에서 발생하는 전류는 세로토닌의 농도에 비례함을 알 수 있었다. 전극의 표면분석은 Scanning Electron Microscopy(SEM), Energy Dispersive X-ray Spectroscopy(EDX) 그리고 Auger Electron Spectroscopy(AES)를 이용하여 분석하였다.

• 전기화학회지
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• 제16권2호
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• pp.74-80
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• 2013

세 가지 종류의 카복실산(포름산, 아세트산, 프로피온산) 용액 하에서 양극산화 반응을 통한 나노 다공성 금(nanoporous gold, NPG) 구조의 형성과 NPG 전극 표면 상의 전기화학적 글루코오스 산화반응을 관찰하였다. 세 가지 카복실산 용액 조건 중에서 포름산 용액 조건하의 양극산화를 통해 형성된 NPG 전극에서 글루코오스의 산화 활성이 가장 우수하였다. 포름산 용액 조건하의 양극산화 과정에서 가장 우수한 글루코오스 산화 활성을 얻기 위한 최적 조건은 인가전위 5.0 V와 반응시간 4시간이었다. 카복실산 용액 하에서 형성된 NPG 상의 전기화학적 글루코오스 산화 활성을 염소이온의 부재 및 존재 하 조건에서 관찰하고, 이를 옥살산 용액 하에서 형성된 NPG 상의 거동과 비교 분석하였다. 포름산 용액 하에서 최적 조건으로 형성된 NPG 전극상에서 글루코오스의 전류법 검출 응용을 제시하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제56권5호
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• pp.705-710
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• 2018

본 연구에서는 백금 나노입자가 분산된 산화구리 나노구조체 기반의 비효소적 글루코스 센서를 개발하였다. 3차원 구조의 산화구리 나노구조체는 hydrothermal method를 통해 Cu foil 위에 직접 합성되었으며, 합성된 나노구조체 표면위에 전기화학적 증착법으로 백금 나노입자들을 분산시켜 전극을 제작하였다. 준비된 전극 샘플의 표면 구조는 주사 전자 현미경(SEM)과 에너지분산형 분광기(EDS)을 이용하여 분석하였으며, 전기화학적 특성 및 센싱 성능은 알칼리 상태에서 시간대전류법 (CA)과 순환전압 전류법(CV)을 통하여 조사하였다. 개발된 비효소적 글루코스 센서는 산화구리 나노구조체와 백금 나노입자의 접목에 의한 시너지 효과 덕분에 높은 감도와 넓은 선형 구간, 빠른 감응 속도 등의 향상된 센싱 특성을 보였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.104-104
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• 2011

ZnO는 3.37 eV의 넓은 에너지 밴드갭을 갖는 투명 전도성 반도체이며 우수한 전기적, 광학적 특성으로 인해 광원소자 개발을 위한 새로운 물질로 많은 주목을 받아왔다. 더욱이, ZnO는 쉽게 나노구조 형성이 가능하기 때문에 이를 응용한 가스센서, 염료감응태양전지, 광검출기 등의 소자 개발이 활발히 이루어지고 있다. 최근에는 GaN 기반 발광다이오드 (light emitting diode, LED)의 광추출 효율을 향상시키기 위한 ZnO 나노구조 응용에 관한 연구가 보고되고 있다. GaN 기반 LED의 경우 반도체 물질과 공기 사이의 높은 굴절률 차이로 인하여 낮은 광추출 효율을 나타낸다. 이를 해결하기 위한 방법으로 표면 roughening, texturing 등 에칭공정을 이용해 광추출 효율을 개선하려는 연구들이 보고되고 있으나, 복잡한 공정과정을 필요로 하고 에칭공정에 의한 소자 표면 손상으로 전기적 특성이 나빠질 수 있다. 반면 전기화학증착법으로 성장된 ZnO 나노구조를 이용할 때, 보다 간단한 방법으로 쉽고 빠르게 나노구조를 형성할 수 있고 낮은 공정온도를 가지기 때문에 소자의 전기적 특성에 큰 영향을 주지 않는다. 수직방향으로 잘 정렬된 ZnO 나노구조를 갖는 LED의 경우 내부 Fresnel 반사 손실을 효과적으로 줄여 발광 효율을 크게 향상시킬 수 있다. 따라서, ZnO 나노구조의 성장제어 및 성장특성을 분석하는 것은 매우 중요하다. 본 연구에서는 ITO glass 위에 ZnO 나노구조를 성장하고 그 특성을 분석하였다. ITO glass 기판 위에 RF magnetron 스퍼터를 사용하여 Al 도핑된 ZnO (AZO)를 얇게 증착한 후 전기화학증착법으로 ZnO 나노구조를 성장하였다. 농도, 인가전압, 공정시간 등 다양한 공정조건을 변화시키면서 성장 메커니즘을 분석하였고, scanning electron microscope (SEM) 및 X-ray diffraction (XRD)을 통하여 구조 및 결정성 등을 분석하였다. 또한, UV-Visible-NIR spectrophotometer를 사용하여 투과율을 실험적으로 측정하여 ZnO 나노구조의 광학적 특성을 분석하였고, rigorous coupled wave analysis (RCWA) 방법을 사용하여 계면에서 발생하는 내부 반사율을 계산함으로써 나노구조의 효과를 이론적으로 분석하였다.

• 전기화학회지
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• 제11권3호
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• pp.170-175
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• 2008

다중 생체시료 검출을 위한 바이오센서 연구를 위하여 각기 두 전위를 갖는 오스뮴 고분자를 함께 탄소 전극 (Screen Printed Carbon Electrodes) 위에 고정하였다. 새로운 개념의 다중 생체시료 검출 바이오센서 연구위하여 과산화수소의 환원과 글루코스의 산화에 관여하는 환원 효소와 산화 효소를 각각 이용하였다. 실험 목적에 위하여 염소 작용기 ($E^{O'}$ + 0.520 vs. Ag/AgCl)와 메톡시 작용기 ($E^{O'}$ + 0.150 vs. Ag/AgCl)를 각각 포함하는 두 개의 오스뮴 고분자를 합성하였다. 전자는 과산화수소의 환원에 대하여 좋은 촉매전류신호를 보였고, 후자는 당의 산화에 대하여 효과적인 촉매전류신호를 보였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2005년도 제36회 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1896-1897
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• 2005

보이드, 이물, 돌기 둥 고분자 절연체 내의 결함은 이곳에 전계가 가해질 때, 국부적 전계집중을 유발하며, 절연체 내의 미소 방전을 일으킨다. 이 때 발생한 미소 방전에 의해 보이드 표면의 고분자 물질은 기계적, 화학적 열화를 일으키며, 이에 따라 전기적 트리를 형성하게 된다. 이러한 트리는 결국 절연체의 절연파괴로 진전되므로, 고분자 물질을 절연물로 사용하는 전력기기의 경우에는 신뢰성에 큰 문제를 유발한다. 따라서, 이러한 방전(부분방전)이 일어날 때 생기는 전기적 신호를 검출하여, 절연물의 신회성을 평가하는 것은 매우 중요하다. 이러한 부분방전은 IEC둥 국제기술기준에 그 제한 값이 정하여져 있으며, 본 논문에서는 이러한 값을 수학적으로 평가하는 방법에 대해 연구하였다.

• 한국식품위생안전성학회지
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• 제32권2호
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• pp.83-88
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• 2017

본 연구의 목적은 screen printed 탄소계 전극에 기반하여 기능성 식품중에 포함된 소량의 Sildenafil과 Vardenafil(SDF 및 VDF)을 쉽게 검출하기 위한 전류계 면역센서를 개발하고자 하였다. 본 연구에서 개발한 면역센서는 horseradish peroxidase로 labeling 시킨 후 비경쟁적 샌드위치 ELISA 측정법에 의한 원리를 이용하였다. 개발된 센서는 그래핀 산화물 및 키토산(ErGO-CS) 복합체를 단순한 전기화학적 증착에 의해 screen printed 탄소계 전극을 이용하는 원리이며, 감지된 화학물질을 평가하고 센서특성을 최적화하기 위해 전기 화학적 임피던스분광법, 순환 전압 전류법 등을 포함한 일련의 전기화학적 실험방법에 기초하여 완성되었다. 본 연구에서 개발된 센서는 100 pg/mL ~ 300 ng/mL 농도의 SDF 및 VDF에 대하여 직선상의 농도-의존적인 반응을 나타내었다. 또한 최저 검출 한계는 55 pg/mL이었으며, 센서의 민감도는 $1.02{\mu}Ang/mL/cm^2$로 산출되었다. 센서의 성능은 7.1%의 상대 표준편차로 매우 우수한 재현성을 나타내었다. 본 연구에서 개발된 센서의 전략적 가치는 향후 건강기능식품중에 함유된 SDF 및 VDF과 같은 의약품의 미량을 현장에서 쉽게 분석 할 수 있어서 비용-효과적 측면에서 그 가치가 우수하다는 것을 제시한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2004년도 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1872-1873
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• 2004

보이드, 이물, 돌기등 고부자 절연체 내의 결함은 이곳에 전계가 가해질 때, 국부적 전계집중을 유발하며, 절연체 내의 미소 방전을 일으킨다. 이 때 발생한 미소 방전에 의해 보이드 표면의 고분자 물질은 기계적, 화학적 열화를 일으키며, 이에 따라 전기적 트리를 형성하게 된다. 이러한 트리는 결국 절연체의 절연파괴로 진전되므로, 고분자 물질을 절연물로 사용하는 전력기기의 경우에는 신뢰성에 큰 문제를 유발한다. 따라서, 이러한 방전(부분방전)이 일어날 때 생기는 전기적 신호를 검출하여, 절연물의 신회성을 평가하는 것은 매우 중요하다. 본 논문에서는 이러한 미소방전이 일으키는 방전의 파형이 트리의 진전에 따라 어떻게 변화하는지에 대해 연구하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.364.2-364.2
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• 2016

본 연구에서는 3차원 갭 전극을 제작하고 이에 유체채널을 도입하여 전기화학적 분석을 수행하였다. 제작된 3차원 갭 전극은 전극의 배치가 상/하로 이루어져 있으며 전극 사이에는 포토레지스트가 간격을 유지하기 위해 코팅되었다. 상하층 전극사이로 분석물질인 ferricynide가 이동 할 수 있도록 유체채널을 도입하였고, 상하층 전극에 각각 산화, 환원 전위를 인가하면 ferricyanide/ferrocyanide에 의한 redox cycling이 일어나는 것을 확인 하였다. 이 때, 발생한 redox 신호는 2차원 갭에서의 redox 신호와 비교했을 때 월등히 큰 것을 확인하였으며, 증폭된 redox 신호를 기반으로 백시니아 바이러스의 검출 연구에 활용하였다.

• 폴리머
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• 제36권4호
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• pp.470-477
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• 2012

다양한 아민 그룹으로 개질된 다중벽 탄소나노튜브(이하 MWNT) 지지체를 기반으로 하여 페놀 화합물을 검출하기 위한 티로시나아제가 고정된 바이오센서를 개발하였다. 방사선 중합법을 이용하여 MWNT에 글리시딜메타크릴레이트를 중합한 후 중합 사슬의 아미노화 반응을 통해 MWNT에 다양한 아민 그룹을 도입시켰다. 이렇게 제조된 물질의 물리적, 화학적 특성은 SEM, XPS 그리고 TGA에 의해 평가되었다. 그리고 제조된 물질을 기반으로 제작된 티로시나아제가 고정화된 바이오센서의 전기화학적 특성도 평가하였다. 본 효소 바이오센서는 0.1-0.9 mM의 페놀을 검출할 수 있다. 결합효과, pH, 온도 그리고 다양한 페놀화합물에 대한 반응과 같은 여러 가지 변수에 대하여도 최적화하였고 상용 레드와인에서의 페놀화합물 검출도 연구하였다.