• 통합자연과학논문집
• /
• 제8권1호
• /
• pp.67-74
• /
• 2015

Sensing characteristics for porous smart particle based on DBR smart particles were reported. Optically encoded porous silicon smart particles were successfully fabricated from the free-standing porous silicon thin films using ultrasono-method. DBR PSi was prepared by an electrochemical etch of heavily doped $p^{++}$-type silicon wafer. DBR PSi was prepared by using a periodic pseudo-square wave current. The surface-modified DBR PSi was prepared by either thermal oxidation or thermal hydrosilylation. Free-standing DBR PSi films were generated by lift-off from the silicon wafer substrate using an electropolishing current. Free-standing DBR PSi films were ultrasonicated to create DBR-structured porous smart particles. Three different surface-modified DBR smart particles have been prepared and used for sensing volatile organic vapors. For different types of surface-modified DBR smart particles, the shift of reflectivity mainly depends on the vapor pressure of analyte even though the surfaces of DBR smart particles are different. However huge difference in the shift of reflectivity depending on the different types of surface-modified DBR smart particles was obtained when the vapor pressures are quite similar which demonstrate a possible sensing application to specify the volatile organic vapors.

• 한국전기전자재료학회논문지
• /
• 제15권11호
• /
• pp.963-968
• /
• 2002

In this work, porous silicon (PS) layer is investigated as a sensing material to detect organic vapors such as ethanol (called alcohol), methanol, and acetone in low concentrations. To do this, PS sensors were fabricated. They have a membrane structure and comb-type electrodes were used to detect the change of electrical resistance effectively. PS layer on Si substrates was formed by anodization in HF solution of 25%. From fabricated sensors, current-voltage (Ⅰ-Ⅴ) curves were measured for gases evaporated from 0.1 to 0.5% organic solution concentrations at 36$\^{C}$. As the result, all curves showed rectifying behavior due to a diode structure between Si and the PS layer. The conductance of most sensors increased largely at high voltage of 5V, but the built-in potential on the measured Ⅰ-Ⅴ curve was lowered inversely by the adsorption effect of the organic vapors with high dipole moment.

• 통합자연과학논문집
• /
• 제5권4호
• /
• pp.253-256
• /
• 2012

The rugate porous silicons containing multiple photonic band gaps have been generated by applying a composite waveform summed three computer-generated pseudo-sinusoidal current waveforms and exhibit three sharp photonic band gaps in the optical reflectivity spectrum. Generated multiple rugate porous silicons display three rugate peaks corresponding to the each of the sine components varied from 0.42, 0.36, and 0.30 Hz, with a spacing of 0.06 Hz between each sine component. The resulting rugate PSi films have been removed from the silicon substrate by applying an lift-off current and are then made into particles by ultrasono-method in a organic solution. The sensing experiments using these particles for organic solvents such as toluene, hexane, acetone, and methanol have been achieved. Condensing of organic vapors in the pores increases the refractive indices of entire particle which results a red shift in the photonic peaks.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국전기전자재료학회 2002년도 하계학술대회 논문집 Vol.3 No.2
• /
• pp.792-796
• /
• 2002

In this work, porous silicon(PS) layer is used as a sensing material to detect organic gases. To do this, PS sensors with membrane structure are fabricated. The sensors were made by applying the technologies of membrane formation by anisotropic etching of silicon, and PS layer formation by anodization in HF solution. From fabricated sensors, current-voltage (I-V) curves were measured against ethanol (called alcohol), methanol and acetone gases evaporated from 0.1 to 0.5% solution concentrations at $36^{\circ}C$. As the result, all curves showed rectifying behavior due to a diode structure between Si and PS, and the conductance of sensor devices increased largely with the organic solution concentration at high voltage of 5V.

• 한국재료학회지
• /
• 제14권4호
• /
• pp.260-264
• /
• 2004

The problem of polyaniline (PANi) sensor has been poor mechanical and chemical stability under atmosphere condition. In order to overcome these problems, the PANi sensor coated with polyvinylidenefluoride ($PVF_2$) was employed. The morphology of $PVF_2$ coated-PANi layer was showed smooth and transparent properties at 15% concentration of coating solution. The resistance of $PVF_2$ coated-PANi was kept at constant value and had a good stability at long-term periods in presence of humidity.

• 접착 및 계면
• /
• 제17권4호
• /
• pp.141-148
• /
• 2016

본 연구에서는 트리블럭 공중합체($PEO_{20}PPO_{70}PEO_{20}$, P123)를 주형으로 사용하고 테트라에틸오르소실리케이트(Tetraethyl orthosilicate, TEOS)를 실리카원으로 사용하여 산 조건 하에서 자기조립 과정을 거친 후 메조포러스 실리카(SBA-15)를 합성하였다. SBA-15는 높은 표면적($704m^2g^{-1}$), 균일한 나노세공(8.4 nm) 그리고 잘 배열된 육방체 구조를 가진다. 스피로피란(Spiropyran) 기가 개질된 SBA-15 (Spiropyran-SBA-15)는 3-(트리에톡시실릴)프로필 이소시아네이트(TESPI)와1-(2-하이드록시에틸)-3,3-이메틸인돌리노-6'-니트로벤조프릴로스피렌(HDINS)을 이용하여 SBA-15에 후처리하여 합성하였다. Spiropyran-SBA-15는 개질 후 나노세공 구조의 손상없이 잘 배열된 육방체 구조를 가졌다. 그리고 표면적과 세공 크기는 각각 $651m^2g^{-1}$와 8.0 nm이었다. 그리고 다양한 화학 기체(EtOH, THF, $CHCl_3$, Acetone, HCl)를 이용하여 Spiropyran-SBA-15의 광화학적 특성을 연구하였다. 유기분자 기체들(EtOH, THF, $CHCl_3$, Acetone)에 대한 광 형광 스펙트라의 주요 발광 피크는 603.4 nm부터 592.1 nm까지 blue shift하였다. 피크 세기는 0.8부터 0.3까지 감소하였다. Spiropyran-SBA-15시료를 HCl 기체에 노출한 후 측정한 광 형광 스펙트럼은 현저한 blue shift를 보여주었다. 광 형광 스펙트럼은 592.1 nm까지 이동하였다. 또한, 광 형광 스펙트럼의 정규화된 피크 세기는 0.1까지 감소하였다.

• 한국진공학회지
• /
• 제16권2호
• /
• pp.99-104
• /
• 2007

[ $Febry-P{\acute{e}}rot$ ] 프린지 패턴 (fringe pattern)과 광발광성 (photoluminescence, PL)의 광학적 성질을 동시에 가지고 있는 다공성 실리콘을 이용하여 가스센서를 개발하였다. 다공성 실리콘 샘플은 p-type 실리콘 웨이퍼 (boron-doped, <100> orientation, resistivity $1{\sim}10{\Omega}$)를 이용하여 전기화학적 식각을 통하여 만들어 졌다. 다공성 실리콘 샘플들은 열적 산화 방법과 hydrosilylation 방법을 통하여 그 표면이 수소로 종결된 다공성 실리콘 (Si-H)과 산화된 다공성 실리콘(Si-OH), 두 가지 각각 다른 표면 성질을 갖는 다공성 실리콘을 제작 하였다. 준비된 두 가지 다른 다공성 실리콘 칩들은 메탄올, 아세톤, 헥산, 그리고 톨루엔의 증기에 노출 시켰을 때 Febry-P rot 프린지 패턴의 변화나 PL의 변화를 관측하여 다공성 실리콘을 이용한 VOCs (volatile organic compounds) 센서로서의 응용에 대하여 연구하였다. $Febry-P{\acute{e}}rot$ 프린지 패턴은 유기 물질의 증기압이 클수록 단파장으로 이동하는 폭이 컸고, 광 발광성은 극성도가 큰 물질일수록 소강현상이 크게 일어나는 것을 알 수 있었다.

• 대한원격탐사학회지
• /
• 제26권2호
• /
• pp.65-73
• /
• 2010

구름과 강수특성을 분석하기 위해 대관령에 구름물리관측시스템(Cloud physics Observation System, 이하 CPOS)을 2003년부터 운영해 오고 있다. 주요 관측 기기는 다음과 같다: FSSP (Forward Scattering Spectrometer Probe), OPC (Optical Particle Counter), VS (Visibility Sensor), PARSIVEL disdrometer, MWR (Microwave Radiometer), MRR (Micro Rain Radar). 앞의 4개 장비는 지상구름 (안개)과 강수 특성을, 뒤의 2개 장비는 연직구름의 특성을 실시간으로 관측하고 있다. CPOS 산출물을 검증하기 위해 FSSP는 흡습성 물질 시딩 실험 중 OPC와, MWR의 가강수량은 라디오존데와, PARSIVEL과 MRR은 우량계와 비교 연구가 수행되었다. 그 결과를 보면 대부분이 0.7이상의 좋은 상관도를 보인다. 이와 같이 신뢰도를 확보한 CPOS 관측 자료는 구름과 에어로솔의 간접효과나 기상조절 실험에 유용한 자료로 활용될 수 있을 것이다. FSSP의 입자 크기 분포를 시정값으로 환산해 보았으며 FSSP 환산 시정값은 visibility sensors (SVS)와 PWD22 (Present Weather Detect 22)의 시정계 값에 비해 1.7~1.9배 과도한 경향을 보였다. 이는 FSSP에 의해 관측되는 입자 크기($2{\sim}47\;{\mu}m$)의 한계 때문으로 사료된다. 향후 다른 입자크기분포를 측정할 수 있는 장비를 도입하여 추가 분석을 추진할 계획이다.