This paper presents optimized design, fabrication and thermal characteristics of micro-heaters for thermal MEMS (micro electro mechanical system) applications using SOI and trench structures. The micro-heaters are based on a thermal measurement principle and contains thermal isolation regions of 10 ${\mu}m$-thick Si membranes consisting of oxide-filled trenches in the SOI membrane rim. The micro-heaters were fabricated with Pt-RTD on the same substrate via MgO buff layer between Pt thin-film and $SiO_2$ layer. The thermal characteristics of micro-heater with trench-free SOI membrane structure was $280^{\circ}C$ at input power 0.9 W; in the presence of 10 trenches, it was $580^{\circ}C$ due to reduction of the external thermal loss. Therefore, a micro-heater with trenches in SOI membrane rim structure provides a powerful and versatile alternative technology for enhancing the performance of micro-thermal sensors and actuators.
Kim, Dong-Wan;Lee, So-Hyun;Kim, Jung-Hwan;Kim, Jin-Eun;Park, Jong-Keun;Kim, Jae-Sang
Bulletin of the Korean Chemical Society
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제30권10호
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pp.2303-2308
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2009
A thiocyanate poly(vinyl chloride) (PVC) membrane electrode based on [1,2-bis(diphenylphosphino)ethane]dihalopalladium( II), [(dppe)$PdX_2$, X = Cl ($L^1$), X = I ($L^2$)] as active sensor has been developed. The diiodopalladium complex, [(dppe)$PdI_2](L^2$) displays an anti-Hofmeister selectivity sequence: $SCN^-\;>\;I^-\;>\;{ClO_4}^-\;>\;Sal^-\;>\;Br^-\;>\;{NO_2}^-\;>\;{HPO_4}^-\;>\;AcO^-\;>\;{NO_3}^-\;>\;{H_2PO_4}^-\;>\;{CO_3}^{2-}$. The electrode exhibits a Nernstian response (-59.8 mV/decade) over a wide linear concentration range of thiocyanate ($(1.0\;{\times}\;10^{-1}\;to\;5.0\;{\times}\;10^{-6}$ M), low detection limit ($(1.1\;{\times}\;10^{-6}$ M), fast response $(t_{90%}$ = 24 s), and applicability over a wide pH range (3.5∼11). Addition of anionic sites, potassium tetrakis[p-chlorophenyl] borate (KTpClPB) is shown to improve potentiometric anion selectivity, suggesting that the palladium complex may operate as a partially charged carrier-type ionophore within the polymer membrane phase. The reaction mechanism is discussed with respect to UV-Vis and IR spectroscopy. Application of the electrode to the potentiometric titration of thiocyanate ion with silver nitrate is reported.
본 논문에서는 새로운 방식의 금속 산화물 감지막의 형성 기술에 대해서 제안을 하였다. Sn 증착을 위해 사용된 기판은 Pt 전극을 가진 실리콘 웨이퍼를 이용하였다. 증착 방식은 금속 Sn이 연속적인 막이 아닌 island로만 형성된 상태로 하였다. 제안된 방식의 최적의 Sn 증착 조건을 구하기위해 Pt 전극간의 저항이 $1\;k{\Omega}$, $5\;k{\Omega}$, $10\;k{\Omega}$ 및 $50\;k{\Omega}$이 되도록 Sn을 증착하여 시료를 제작하였다. 또한 일반적인 방식과 새롭게 제안된 방식의 시료를 비교하기 위해서 Sn 막의 두께가 $1,500\;{\AA}$인 시료를 준비하였다. 이것들을 $700^{\circ}C$의 산소분위기에서 3시간 동안 산화를 하여 $SnO_2$를 형성하였다. 산화물 감지막들의 특성 평가를 위해서 SEM, XRD 및 AFM을 이용하였다. 분석을 통하여 $10\;k{\Omega}$의 시료($300\;{\AA}$)가 최적의 감지막 증착 조건임을 알았다. 또한 제조된 감지막을 다양한 농도의 부탄, 프로판 및 일산화탄소에 대해서 동작온도 $250^{\circ}C$, $300^{\circ}C$ 및 $350^{\circ}C$의 경우에 대해서 측정하였다. 그 결과 촉매를 첨가하지 않았음에도 불구하고 모든 가스에 대한 높은 감도 특성을 나타내었다.
본 연구에서는 동맥혈액 내의 혈액가스(pH, $pCO_2$, $pO_2$)를 측정할 수 있는 휴대용 혈액가스 분석 시스템을 구현하였다. 구현된 시스템은 크게 하드웨어부와 소프트웨어부로 구분하였으며, 하드웨어부는 메커니즘과 전자회로부로 구분하여 설계하였다. 소프트웨어부는 각 모듈별로 작성하였으며, 운용프로그램, 세척프로그램, 교정프로그램, 측정프로그램 등으로 구성하였다. 그리고 시스템의 정확한 교정을 위하여 2점 교정방식을 사용하였고, 1점 보정방식을 추가 적용하여 측정의 정확성을 높이고자 하였다. 시스템의 평가를 위하여 각 전극의 감응특성을 조사하였다. 그리고 정확도 평가를 위하여 표준용액을 이용하여 측정실험을 하고 통계적인 분석을 하였다. 그 결과 계수변화율이 1.12이내이었고, 최대오차가 1.298%이내인 정확도를 나타내었으며, 휴대형 ABGA의 개발 가능성을 확인하였다.
다양한 생산 설비에 따른 설비정보를 MES 등의 생산시스템에 효율적으로 제공하기 위해 설비 정보 수집 시스템은 생산현장의 설비 및 공정특성을 고려한 다양한 설비 인터페이스에 따른 정보 수집이 필요하다. 본 연구에서는 생산현장의 다양한 생산 설비의 정보를 수집하기 위해 설비 인터페이스를 통한 설비정보 수집 방법을 제안한다. PLC 기반의 인터페이스, Sensor 기반의 I/O 인터페이스, 작업자 Key-In 에 의한 인터페이스 등 다양한 설비 인터페이스를 통해 생산 현장의 정보를 1 차 수집할 수 있다. 데이터 수집 시스템은 H/W Communication Module 과 Operator Key-In Module을 이용하여 설비 인터페이스를 통해 수집되는 설비 정보를 2 차 가공하며, 데이터 파서(Data Parser)를 통해 수집 정보의 유연성을 높일 수 있다.
The purpose of this investigation was to compare the direct digital radiographic system with film-based digital imaging system using Ektaspeed and Ektaspeed Plus film with respect to image characteristics and detectability and evaluate the sensor noise with the use of subtraction method. Direct digital radiographic system which used was Sens-A-Ray system(Regam Medical Systems, Sundsvall, Sweden) and film-based digital imaging system was composed of Macintosh II ci computer, high resolution Sony XC-77 CCD camera and intraoral x-ray film(Kodak Ektaspeed film, Kodak Ektaspeed Plus film). Images were taken by using CCD sensor of Sens-A-Ray system, Ektaspeed film and Ektaspeed Plus film with variable exposure time(0.06s, 0.1s, 0.16s, 0.2s, 0.3s, 0.4s, 0.5s, 0.6s, O.8s, LOs), 5 times at each exposure time. And then ektaspeed films and ektaspeed plus films were digitized using CCD camera. Image groups were divided into 3 groups; Sens-A-Ray group(direct digital radiographic system), Ektaspeed group and Ektaspeed Plus group (film-based digital imaging system) They were assessed by the following three aspects; image density, image contrast and detectability and sensor noise of Sens-A-Ray system was also evaluated. The results were as follow : 1. S group showed higher density than E , EP group except at the low exposure time(p<0.01). 2. S group showed higher contrast than E,EP group except at the high exposure time(p<0.01). 3. All groups showed good detectability at the each proper exposure time. Lowest exposure time which shows maximum detectability in S,EP group(0.5s) was lower than that in E group(0.6s). 4. Sensor noise of Sens-A-Ray system generally increased according to exposure time. On the basis of the above results, it was considered that Sens-A-Ray system could show higher speed, higher contrast than Ektaspeed, Ektaspeed Plus film except at too high and low exposure time and the same detectability as the conventional intraoral film.
낮은 열전도도 및 높은 비표면적 특성으로 흡착제 및 가스센서 등 여러 응용 분야로 연구되고 있는 규칙적 메조기공 세라믹 소재는 폐기공 메조기공 구조와 개기공 메조기공 구조로 나뉜다. 이중 폐기공 메조기공 세라믹 소재는 개기공 메조기공 세라믹 소재보다 높은 기계적 특성을 가짐에도 내부에 존재하는 기공을 이용한 비표면적 증가에 한계가 있어 응용에 제약을 가지고 있다. 본 연구팀은 규칙적 폐기공 메조기공 타이타니아($TiO_2$)의 열처리 시간 변화에 따른 입자성장으로부터 폐기공 연결의 도입을 통하여 비표면적을 변화시키는 연구를 수행하고자 하였다. 열처리 시간 증가시 타이타니아 결정상의 변화는 없었으며 입자성장이 일어나게 되면서 기공구조의 무너짐 및 기공의 연결성 증가를 확인할 수 있었다. 24시간 열처리 시료의 경우, 기공률은 36.3%에 34.1%로 감소하였으나 기공의 연결도 증가로 인해 비표면적은 $48m^2/g$에서 $156m^2/g$으로 증가하였다. 이러한 비표면적의 증가는 CO 가스의 감응도 측정을 통하여 감응도가 약 7.4배 증가하는 것으로부터 확인될 수 있었다.
본 논문에서는 양극반응과 복합 산화법($H_2O/O_2$ 분위기에서 $500^{\circ}C$, 1시간 열산화와 $1050^{\circ}C$, 2분간 RTO(Rapid Thermal Oxidation) 공정)을 이용한 두꺼운 OPSL(Oxidized Porous Silicon Layer)을 형성하여 이를 마이크로머시닝 기술을 이용함으로써 $10\;{\mu}m$ 두께의 OPS(Oxidized Porous Silicon) 에어 브리지를 제조하고, 그 위에 전송선로를 형성하여 그 RF 특성을 조사하였다. OPS 에어 브리지 위에 형성된 CPW(Coplanar Waveguide)의 손실이 OPSL 위에 형성된 전송선의 삽입손실보다 약 2dB 정도 적은 것을 보여주었으며, 반사손실은 OPSL 위에 형성된 전송선의 반사손실보다 적으며 약 -20 dB를 넘지 않고 있다. 본 연구에서 개발한 산화된 다공질 실리콘 멤브레인 및 에어 브리지 구조는 CMOS 공정 후에 사용 가능하며, 초고주파 회로 설계시 편리성과 유용성을 제시하고 있다.
본 논문은 SOI트랜스듀서 및 회로를 위해, Si 직접접합과 M-C국부연마법에 의한 박막SOI구조의 형성 공정을 기술한다. 또한, 이러한 박막SOI의 전기적 및 압저항효과 특성들을 SOI MOSFET와 cantilever빔으로 각각 조사했으며, bulk Si에 상당한다는 것이 확인되었다. 한편, SOI구조를 이용한 두 종류의 압력트랜스듀서를 제작 및 평가했다. SOI구조의 절연층을 압저항의 유전체분리층으로 이용한 압력트랜스듀서의 경우, $-20^{\circ}C$에서 $350^{\circ}C$의 온도범위에 있어서 감도 및 offset전압의 변화는 자각 -0.2% 및 +0.15%이하였다. 한편, 절연층을 etch-stop막으로 이용한 압력트랜스듀서에 있어서의 감도변화를 ${\pm}2.3%$의 표준편차 이내로 제어할 수 있다. 이러한 결과들로부터 개발된 SDB공정으로 제작된 SOI구조는 집적화마이크로트랜스듀서 및 회로개발에 많은 장점을 제공할 것이다.
본 연구에서는 처음으로 차등흡수분광기술(Differential Optical Absorption Spectroscopy, DOAS)를 이용하여 지상관측 기반 태양 직달광 모의복사휘도를 활용하여 신호대잡음비(Signal to Noise Ratio, SNR), 분광분해능(Full Width Half Maximum, FWHM), 오존 연직칼럼농도($O_3$ Vertical Column Density, $O_3$ VCD), 에어로졸 광학두께(Aerosol Optical Depth, AOD), 태양천정각(Solar Zenith Angle, SZA)에 대한 이산화황 연직칼럼농도($SO_2$ Vertical Column Density, $SO_2$ VCD) 산출 불확실성을 조사하였다. 본 연구에서는 산란광 효과를 제외한 Beer-Lambert-Bouguer 법칙에 기반하여 모의복사휘도를 계산하였다. SNR이 650(1300)이며, FWHM = 0.6 nm, AOD = 0.2, $O_3$ VCD = 300DU, $SZA=30^{\circ}$ 동일 조건일 때 산출된 이산화황의 연직칼럼농도와 모의복사휘도 계산 시 입력값으로 활용된 이산화황 연직칼럼농도의 참값을 비교하여 절대백분위오차(Absolute Percentage Difference, APD) 산출 결과 $8.1{\times}10^{15}molecules\;cm^{-2}$ 농도에서 최대 80%(28%), $2.7{\times}10^{16}molecules\;cm^{-2}$ 농도에서 최소 16%(5%)로 나타났다. FWHM이 0.2 nm(1.0 nm)일 때, 이산화황의 연직칼럼농도가 $2.7{\times}10^{16}molecules\;cm^{-2}$과 동일하거나 그 이상에서 APD는 6.4%(29%) 에서 6.2%(10%)로 나타났다. FWHM, SZA, AOD, 오존 연직칼럼농도의 값이 증가할수록 APD가 증가하였다. 그와 반대로 SNR은 값이 증가할수록 APD가 감소하였다. 결과적으로 FWHM과 SZA이 오존 연직칼럼농도와 AOD 보다 이산화황 연직칼럼농도 산출에 크게 영향을 주었다. 이산화황의 연직칼럼농도 산출 불확실성의 증가에 대한 SZA의 효과는 $2.7{\times}10^{16}molecules\;cm^{-2}$보다 높은 이산화황 연직칼럼농도 조건에서 FWHM보다 큰 영향을 주었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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