Abstract
A novel technique for the fabrication of a glass micropipette-based thermal sensor was developed utilizing inexpensive thermocouple materials. Thermal fluctuation with a resolution of ${\pm}0.002$ K was measured using the fabricated thermal probe. The sensors comprise unleaded low-melting point solder alloy (Sn) as a core metal inside a borosilicate glass pipette coated with a thin film of Ni, creating a thermocouple junction at the tip. The sensor was calibrated using a thermally insulated calibration chamber, the temperature of which can be controlled with a precision of ${\pm}0.1$ K and the thermoelectric power (Seebeck coefficient) of the sensor was recorded from 8.46 to $8.86{\mu}V$/K. The sensor we have produced is both cost-effective and reliable for thermal conductivity measurements of micro-electromechanical systems (MEMS) and biological temperature sensing at the micron level.
마이크로 수준에서의 온도측정을 위하여 유리 피펫 기반의 프로브형 온도센서를 제작하였다. 이를 이용하여 정밀도 ${\pm}$ 0.1 K 를 가지는 온도측정 보정 실험을 수행하였다. 본 연구에서 제작한 방식은 저온의 용융점을 갖는 솔더합금(Sn)을 피펫에 내부에 주입하고 외부에 니켈(Ni) 코팅을 하여 열전대를제작함으로써 저비용의 프로브형 온도센서를 구현하였다. 제작된 센서 팁 끝단의 지름은 5 Am 에서 30 Am 로 피펫을 가열하여 당기는 방식으로 프로브 끝단의 크기를 조절하였다. 제작된 온도센서는 챔버내에서 정밀하게 제어된 온도 조절기를 사용하여 보정하였으며, 이를 통하여 얻어진 열전계수의 범위는 8.46 에서 $8.86{\mu}V$/K 의 값을 얻었다. 이를 이용하면 MEMS 소자, 세포, 티슈 등의 바이오 소재의 온도 및 열특성 측정용 프로브로 활용할 수 있을 것으로 생각된다.
