• 센서학회지
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• 제12권2호
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• pp.66-71
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• 2003

Pt/AlGaN Schottky-type UV photodetectors were designed and fabricated. A low-temperature AlGaN interlayer buffer was grown between the AlGaN and GaN film in the diode structure epitaxy to obtain crack-free AlGaN active layers. A comparison was then made of the structural, electrical, and optical characteristics of two different diodes: one with an AlGaN($0.5\;{\mu}m$)/n+-GaN(2 nm) structure (type 1) and the other with an AlGaN($0.5\;{\mu}m$)/AlGaN interlayer($150\;{\AA}$)/n+-GaN($3\;{\mu}m$) structure(type 2). A crack-free AlGaN film was obtained by the insertion of a low-temperature AlGaN interlayer with an aluminum mole fraction of 26% into the $Al_xGa_{1-x}N$ layer. The fabricated Pt/$Al_{0.33}Ga_{0.67}N$ photodetector had a leakage current of 1 nA for the type 1 diode and $0.1\;{\mu}A$ for the type 2 diode at a reverse bias of -5 V. For the photoresponse measurement, the type 2 diode exhibited a cut-off wavelength of 300 nm, prominent responsivity of 0.15 A/W at 280 nm, and UV-visible extinction ratio of $1.5{\times}10^4$. Accordingly, the Pt/$Al_{0.33}Ga_{0.67}N$ Schottky-type ultraviolet photodetector with an AlGaN interlayer exhibited superior electrical and optical characteristics and improved UV detecting properties.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제19권6호
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• pp.705-710
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• 2015

The fabrication process of thin boron-doped nanocrystalline diamond (B-NCD) microelectrodes on fused silica single mode optical fiber cladding has been investigated. The B-NCD films were deposited on the fibers using Microwave Plasma Assisted Chemical Vapor Deposition (MW PA CVD) at glass substrate temperature of 475 ℃. We have obtained homogenous, continuous and polycrystalline surface morphology with high sp³ content in B-NCD films and mean grain size in the range of 100-250 nm. The films deposited on the glass reference samples exhibit high refractive index (n=2.05 at λ=550 nm) and low extinction coefficient. Furthermore, cyclic voltammograms (CV) were recorded to determine the electrochemical window and reaction reversibility at the B-NCD fiber-based electrode. CV measurements in aqueous media consisting of 5 mM K₃[Fe(CN)₆] in 0.5 M Na₂SO₄ demonstrated a width of the electrochemical window up to 1.03 V and relatively fast kinetics expressed by a redox peak splitting below 500 mV. Moreover, thanks to high-n B-NCD overlay, the coated fibers can be also used for enhancing the sensitivity of long-period gratings (LPGs) induced in the fiber. The LPG is capable of measuring variations in refractive index of the surrounding liquid by tracing the shift in resonance appearing in the transmitted spectrum. Possible combined CV and LPG-based measurements are discussed in this work.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제19권6호
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• pp.700-704
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• 2015

As pH is a widely used index in chemical, medical, and environmental applications, research on pH sensors has been active in recent years. This study obtained RGB values by measuring the reflected light from a liquid sample to detect fine changes in pH, and performed mathematical modeling to investigate the relationship between the detected optical signal and pH value. Also, the trends in pH changes were easily identified by analyzing RGB values and displaying them in the color coordinate for easy visualization of data. This method implemented a user-friendly system that can measure and analyze in real time. This system can be used in many fields such as genetic engineering, environmental engineering, and clinical engineering, because it not only can measure pH but also replaces a colorimeter or turbidimeter.

• 대한화장품학회지
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• 제30권2호
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• pp.173-180
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• 2004

20-30nm 크기를 갖는 나노 사이즈 ZnO 입자는 염료, 러버 첨가제, 가스 센서, 바리스터, 감광제와 광촉매로서 여러 산업분야에서 사용되고 있다. 반면에 화장품 산업에서는 나노 미터 크기의 ZnO 입자는 UV 차단물질과 자연스러운 메이크업 효과를 증진시키는 소재로서 사용되고 있다. 그러나 순수 ZnO 입자는 화장품에 적용했을 때 사용감 악화로 인해 그 사용량이 제한되고 있는 실정이다. 따라서 본 논문에서는 사용감은 판상 분체의 특성을 갖으면서 ZnO 본연의 특성을 유지하는 분체를 합성하기 위해 화장품 산업에서 널리 사용되고 있는 세리사이트, 보론나이트라이드, 비스무스옥시클로라이드와 같은 판상분체에 나노 사이느 ZnO가 코팅된 고기능성 무기복합분체를 하였다. 본 논문에서는 열수침전법에 의해 무기복합분체를 합성하였다. Zn원으로서 ZnCl$_2$가 사용되었고 침전제로는 hexamethylenetetramine(HMT)과 urea를 사용하였다. 실험변수로서 출발물질의 농도, 침전제의 종류, 핵생성제의 농도, 반응온도와 반응시간을 변화시켜 실험하였다. 합성된 무기복합분체의 형태, 결정상 변화, 열특성, UV-차단효과를 관찰하기 위해 각각 FE-SEM, XRD, FT-IR, TGA-DTA, In vitro SPF 테스터 기기를 이용하여 확인하였다. 합성된 무기복합분체를 메이크업 제품에 적용시켜 사용감 테스트하였다. 본 실험 결과 판상분체의 종류에 상관없이 일정한 합성조건 범위에서 나노크기 ZnO 입자가 균일하게 코팅되었다. 코팅된 판상분체를 프레스트 파우더제품에 적용시켜 사용자 테스트한 결과 판상분체 특유의 광택은 현저히 감소되는 반면 자연스러운 화장 연출, 사용감 개선 및 부착력 향상 효과를 얻을 수 있었다.

• 한국결정성장학회지
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• 제22권6호
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• pp.274-278
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• 2012

$TiO_2$는 반도성을 나타내는 산화물로 가스센서, 태양전지 및 광촉매 등에 주로 쓰인다. 전기방사는 간단하고 낮은 가격의 공정으로 첨가물을 이용하여 구조적, 전기적, 광학적 특성을 변화시킨 나노섬유를 합성하는데 주로 쓰인다. 전기방사에 의해 합성된 나노섬유는 화학 센서, 염료 감응형 태양전지 및 광촉매 등에 많이 응용되고 있다. 본 연구에서는 이러한 전기방사법을 이용하여 순수 $TiO_2$ 나노섬유 및 Ga이 첨가된 $TiO_2$ 나노섬유를 제작하였다. $TiO_2$ 용액은 TIP(Titanium isopropoxide), PVP(Poly vinyl pyrrolidone), Ethanol 및 Acetic acid를 전구체로 사용하였으며, 첨가물의 전구체는 갈륨질산염수화물을 사용하였으며 전기방사법을 이용하여 나노섬유를 제조하였다. 이 나노섬유를 공기중에서 $800^{\circ}C$로 열처리하였다. 순수 $TiO_2$ 나노섬유 및 Ga이 첨가된 $TiO_2$ 나노섬유는결정구조, 미세구조 및 특성의 변화에 대하여 알아보고자 XRD, SEM, TEM, EDX, XPS 그리고 Raman 등의 측정 및 분석을 실시하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제21권2호
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• pp.345-352
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• 2017

본 논문에서는 전원전압 1V에서 동작하는 산소 및 과산화수소 기반의 혈당전류를 측정할 수 있는 통합형 정전압분극장치를 설계하고 제작하였다. 정전압분극장치는 저전압 OTA, 캐스코드 전류거울 그리고 모드 선택회로로 구성되어 있다. 정전압분극장치는 산소 및 과산화수소 기반에서 혈당의 화학반응으로 발생하는 전류를 측정할 수 있다. OTA의 PMOS 차동 입력단의 바디에는 순방향전압을 인가하여 문턱전압을 낮추어 낮은 전원전압이 가능하도록 하였다. 또한 채널길이변조효과로 인한 전류의 오차를 줄이기 위해 캐스코드 전류거울이 사용되었다. 제안한 저전압 정전압분극장치는 Cadence SPECTRE를 이용하여 설계하였으며, 매그나칩 $0.18{\mu}m$ CMOS 공정을 이용하여 제작되었으며 회로의 크기는 $110{\mu}m{\times}60{\mu}m$이다. 전원전압 1.0V에서 소모전류는 최대 $46{\mu}A$이다. 페리시안화칼륨($K_3Fe(CN)_6$)을 사용하여 제작된 정전압분극장치의 성능을 확인하였다.

• 센서학회지
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• 제7권4호
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• pp.263-270
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• 1998

본 연구에서는 특정한 생물학적 의미를 갖는 물질들간의 결합 및 분리과정을 실시간에 측정하기 위해 빠른 응답특성과 높은 감도를 갖는 표면 플라즈몬 공명 (Surface Plasmon Resonance, SPR) 현상을 이용한 센서 시스템을 제작하였다. SPR 시스템의 프리즘 표면에 일정 두께의 금 박막이 진공증착된 센서칩을 두고 이 아래에 위치한 시료충전셀에 살모넬라 (salmonella) 항체를 주입시켜 항체가 센서칩 표면에서 자기집합 (self-assembly) 함에 따라 공명각이 변화하는 현상을 측정하였다. 이후 분석대상물질인 살모넬라 항원을 주입하여 항체와의 결합 상태를 일정 시간 간격을 두고 공명각의 변화로서 측정하고 이 결과를 분석하였다. 또한 human Immunglobulin G (hIgG)를 항원으로 한 항원-항체 반응 역시 살모넬라의 경우와 같은 방법으로 측정하였다. 그 결과 살모넬라의 항체는 센서칩 표면에서 약 10분 동안 자기집합하고 반응이 포화됨을 공명각의 변화를 통해 볼 수 있었으며, hIgG의 항체의 경우는 약 60분 동안 반응을 하고 포화됨을, 그리고 살모넬라와 hIgG의 항원 (분석대상물질) 은 모두 각각의 항체에 대해서 약 1분 이내에 결합하고 포화됨을 볼 수 있었다.

• 센서학회지
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• 제6권5호
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• pp.400-406
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• 1997

DC 마그네트론 스퍼터링 반응성 스퍼터링으로 각각 증착된 알루미늄산화막과 그 위에 증착된 Pt 박막의 열처리 온도에 따른 전기적, 물리적 특성을 4침 탐침기, 주사전자현미경 및 X선 회절법을 이용하여 분석하였다. $600^{\circ}C$ 이하의 열처리 조건에서는 알루미늄산화막은 Pt 박막과 화학적 반응 없이 Pt 박막의 $SiO_{2}$에 대한 부착특성을 개선시켰으며 그 위에 증착된 Pt 박막의 전기적 특성도 열처리 온도가 증가함에 따라 개선되었다. 그러나 $700^{\circ}C$ 이상의 열처리 온도에서는 알루미늄산화막이 절연특성이 저하되고 그 위에 증착된 Pt 박막과 반응하여 Pt 박막의 전 기적 특성도 저하되었다. Pt-RTD 온도센서를 이용한 Pt 미세발열체의 발열특성 분석에서 활성영역이 작을 수록 발열체의 발인특성이 개선되었으며 활성영역 면적이 $200{\mu}m{\times}200{\mu}m$의 구조를 갖는 Pt 미세발열체는 소비전력 1.5watts에 $400^{\circ}C$ 정도의 양호한 발열특성을 나타냈다.

• 한국가스학회지
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• 제12권2호
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• pp.48-52
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• 2008

산업의 성장으로 가스사용량이 증가함에 따라 가스설비, 화학플랜트 등 시설 또한 점차로 증가하고 있으나, 가스에 대한 안전관리는 여전히 미흡한 실정이다. 공장과 가정에서 많이 사용되고 있는 메탄은 천연가스의 주성분으로 가연성이면서 폭발성가스이어서 그에 대한 안전관리도 매우 중요하다. 그 한 가지 방안으로 $3.2\;{\mu}m$ 중적외선 영역의 LED 및 PD를 이용하여 메탄가스누출검지시스템을 개발하고자 한다. 이 파장대역의 센서로 레이저를 이용할 경우 고열이 발생하여 초저온 냉각장치가 필요하나 LED는 상온에서 동작함으로 냉각장치가 필요 없다. 그래서 초소형이나 휴대용으로 구현이 가능하다. $3.2\;{\mu}m$ 부근의 파장대역은 $1.67\;{\mu}m$에 비하여 메탄흡수강도가 강하여서 극미량의 가스탐지가 가능하고 응답성 또한 빠르다. 본 연구에서는 이를 상용화하여 매설 및 노출배관 등 가스설비의 가스누출을 보다 정확하고 신속히 검지함으로써 사고를 미연에 방지하고 그 피해를 최소화하고자 한다.

• 산업식품공학
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• 제14권1호
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• pp.49-53
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• 2010

표면 플라즈몬 공명을 이용한 센서는 굴절계 기기의 일종으로서 높은 감도를 가질 뿐만 아니라 비표지 방식이라는 장점을 가지고 있다. 본 연구에서는 재래식 SPR 칩을 이용하여 시판 술 4종의 알코올 함량을 측정하였다. 또한, 재래식 SPR 칩의 감도를 개선하기 위하여 금 박막 위에 금으로 나노형상을 구축하여 나노형상 SPR 칩을 제조하여 모형 술에 대한 감도 개선 효과를 분석하였다. 재래식 SPR 칩을 이용하여 시판 술의 알코올 함량을 측정하기 위한 검량선을 개발하였을 때 시료를 전처리 하지 않고 그대로 측정하였을 때 가장 좋은 검량선을 얻을 수 있었다. 소주, 청주, 이과두주, 탁주 등 시판 술 4종에 대한 1차 회귀식의 검량식에서 결정계수는 각각 0.992, 0.933, 0.918, 그리고 0.984로 나타났다. 한편, 재래식 SPR 칩의 감도를 개선하기 위해 나노형상 SPR 칩을 제조하기 위하여 Langmuir-Blodgett(LB) 방법을 활용하였다. 본 연구에서는 수십 nm 두께의 금 박막을 바닥층으로 하여 그 위에 나노 크기의 실리카 입자를 단분자 층으로 덮어 형틀을 제조하고 다시 그 위에 금을 증착한 후 실리카 입자를 제거하는 방법으로 나노형상을 갖는 SPR 칩을 제조하였다. 나노형상 SPR 칩의 성능을 평가하였을 때 20% 알코올 함량을 가지는 모형 술에 대해서 바닥층의 두께가 50 nm, 나노형상에서 골의 깊이가 20 nm, 나노형상의 배열주기가 300 nm일 때 SPR의 감도가 가장 좋아서 95%의 감도 향상을 얻을 수 있었다. SPR의 감도는 칩과 관련된 인자, 시료의 종류 및 상태에 따라 다르게 나타날 수 있으므로 측정 목적에 알맞은 칩의 설계와 선택이 요구된다.