• 센서학회지
• /
• 제7권5호
• /
• pp.319-326
• /
• 1998

연속 기체흐름계에서 감지막으로 $Na_2CO_3$와 $MCO_3$ ($M=Cs_2,K_2,Li_2,Ca$)를 입힌 $Na^+$ 이온 전해질 센서가 $CO_2$ 가스를 감지할 때 anode반응을 도출하였다. 흔히 사용되는 전기화학 센서에 대해 일반적으로 알려진 전체 전극반응인 $MCO_3=MO+CO_2$ 반응은 위의 $Na^+$이온 전해질 센서에는 적합한 반응이 아니었다. 따라서 anode 반응은 전체cell 내의 ionic balance를 유지하기 위해 전해질과 감지막 계면에 이온교환반응을 첨가시킴으로써 도출할 수 있었으며 anode반응은 $Na_2CO_3$ 및 감지막의 금속($M^{++}$) 이온이 포함된 산화물이 참가하는 반응임을 알 수 있었다. 이와 같이 도출된 전극반응으로부터 구한 EMF와 일시 기체흐름계에서의 출력 EMF와의 차이를 아울러 검토하였다. 이러한 출력에서의 차이는 $CO_2$와 $O_2$의 분압과 분위기가스와 전극물질과의 비가역반응에 기인됨을 알았다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
• /
• 대한전기학회 2000년도 하계학술대회 논문집 C
• /
• pp.2251-2253
• /
• 2000

MEMS기술을 이용하여 단층 실리콘 나이트라이드($Si_{3}N_4$) 다이아프램을 제조하고, 이 다이아프램상에 저항성 가열 진공증착법과 고주파 마그네트론 스퍼터링법을 이용하여 차례로 In막과 ZnO막을 증착하고, In의 도핑을 위해 열처리하여 $NH_3$ 가스 감지용 마이크로센서를 제작하였다. 감지막의 열처리온도에 따른 구조적 및 전기적 특성은 XRD, SEM, AFM, 4-point probe 및 Electrometer를 통하여 각각 조사하였다. 제작된 센서의 열처리온도와 인가전력에 따라 $NH_3$ 가스에 대한 감도, 선택성 및 시간응답 특성을 조사하였다. 감지막 두께 3000 ${\AA}$, 열처리온도 400$^{\circ}C$로 제조된 마이크로 센서가 히터 인가전력 366 mW에서 100 ppm의 $NH_3$ 가스농도에서 대하여 16 %, 350 ppm의 가스농도에서 대하여 23 %의 가장 우수한 감도를 나타내었다. 그러나 CO 가스 및 $NO_x$ 가스에 대한 감지특성은 관찰되지 않았다.

• 멤브레인
• /
• 제27권5호
• /
• pp.434-440
• /
• 2017

본 연구에서는 역전기투석 공정에서 발생 가능한 막오염 현상을 in-situ로 측정하기 위하여 임피던스 스펙트로스코피 방법을 도입하여 실제 발생한 막오염 현상 측정 방법을 제시하였다. 얻어진 임피던스 데이터를 활용하여 Nyquist 도시법과 어드미턴스 도시법으로 스펙트럼을 도시하였으며 두 도시법 모두 유의미한 막오염 현상을 감지할 수 있었다. 또한 초기 막오염 현상에서 음이온 교환막 표면에 막오염물의 불안정한 축적 현상 및 역전기투석 공정의 운전 시간에 따른 막오염층의 구조적 변화를 감지할 수 있었다.

• 센서학회지
• /
• 제10권3호
• /
• pp.180-186
• /
• 2001

최근 전류 법적인 Clark형 센서의 단점을 극복하기 위해 FET형 용존 산소 센서가 제안되었다. 그러나 제안된 센서의 출력은 작업전극에서 발생하는 pH의 변화를 감지하기 때문에 유속에 대한 영향을 받는다. 본 논문에서는 FIA(flow injection analysis)를 이용하여 유속의 영향을 최소화 할 수 있는 방향을 결정하였다. 그리고 완충막을 작업전극과 감지막 위에 형성시켜 작업전극과 감지부가 측정용액에 직접 노출되어 용액의 유동에 의해 센서의 출력이 불안정한 문제를 개선하였다. TEOS(tetraethylorthosilicate)와 DEDMS(diethoxydimethylsilane)를 혼합하여 졸-겔법으로 완충막을 형성하였다.

• 전자공학회논문지T
• /
• 제36T권1호
• /
• pp.19-24
• /
• 1999

In\sub 2\O\sub 3\ 계 산화물 반도체형 후막센서의 ppb 범위의 오존에 대한 감지특성을 살펴보았다. In\sub 2\O\sub 감지막은 오존에 감도가 상당히 높았지만 안정된 신호를 얻을 수 없었다. In\sub 2\O\sub에 3wt.% 의 Fe\sub 2\O\sub 3\를 첨가한 경우에는, 순수한 In\sub 2\O\sub 와 비교할 때 응답 시간과 감도에 있어서 감지 특성의 향상이 관찰되었지만, 센서 신호가 시간에 따라 계속 증가되는 경향은 크게 개선되지 않았다. 그러나 In\sub 2\O\sub:Fe\sub 2\O\sub 3\ 혼합 분말의 열처리는 감도가 감소하기는 하였지만 센서의 오존 응답 및 회복 특성을 증진시켰다. 특히 1300℃ 정도의 고온에서 혼합 분말을 열처리 하여 제조한 감지막은 감도의 감소는 있었지만 550℃ 의 측정 온도에서 빠른 응답 및 회복 특성과 센서 신호가 최대값으로 빠르게 수렴함을 확인할 수 있었다. 또한 이들 센서는 오존에 대해 센서 신호의 선형적인 농도 의존성을 나타내었으며, 반복 실험을 행할 때 센서 신호의 재현성을 보여주었다. 따라서 본 연구에서 제조한 후 막 가스센서를 사용하여 ppb 범위의 오존 농도를 신뢰성있게 측정할 수 있음을 확인할 수 있었다.

• 센서학회지
• /
• 제5권2호
• /
• pp.15-20
• /
• 1996

감지막 내부로의 수소이온 확산은 pH-ISFET에서 드리프트로 작용하므로 초박막화된 감지막은 드리프트 시간을 최소화할 것이라는 새로운 인식을 가지고 pH-ISFET의 최대 단점인 드리프트 특성을 개선하기 위하여 sol-gel법으로 $Ta_{2}O_{5}$ 수소이온 감지막을 약 $70{\AA}$정도로 초박막화시킨 ISFET를 제조하고 그 동작특성을 조사하였다. 제조한 $Ta_{2}O_{5}$ 게이트 pH-ISFET는 약 59 mV/pH의 높은 감도를 나타내었고, pH $3{\sim}11$ 범위에서 pH에 따른 ISFET의 출력전압변화는 우수한 선형성을 나타내었으며, 또한 출력전압의 변동에 의한 평균 pH 드리프트는 약 0.06 pH/day로서 비교적 작은 값을 나타내었다.

• 센서학회지
• /
• 제6권4호
• /
• pp.337-345
• /
• 1997

마이크로 가스센서 제조를 위해 PSG/$Si_{3}N_{4}$를 다이아프램으로 하고 Pt 패턴을 히터로 하는 마이크로 히터를 설계하였다. 백금히터와 감지막을 위한 백금전극을 동일평면에 설계하여 하나의 노광공정으로 실현하도록 센서의 형태를 가정하였다. 마이크로 가스센서의 가열부의 열적거동을 유한요소법에 의해 수치해석하므로써 다이아프램부분의 온도분포, 소비전력 및 감지막부분의 온도분포를 예측할 수 있었다. 본 연구에서 제안된 히터와 감지막이 동일 평면에 이웃하는 구조의 센서와 일반적 마이크로센서구조인 감지막/절연막/히터의 구조를 갖는 센서의 열적거동을 비교 분석하였다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국재료학회 2009년도 추계학술발표대회
• /
• pp.24.2-24.2
• /
• 2009

Indium Antimonide(InSb)는 $3{\sim}5\;{\mu}m$대 적외선 감지영역에서 기존 HgCdTe(MCT)를 대체할 물질로 각광받고 있다. 1970년대부터군사적 용도로 미국, 이스라엘 등 일부 선진국에서 연구되기 시작했으며,이온주입, MOCVD, MBE 등 다양한 공정을 통해 제작되어 왔다. InSb 적외선 감지소자는 $3{\sim}5{\mu}m$대에서 HgCdTe와 성능은 대등한데 반해, 기판의 대면적화와 저렴한 가격, 우주공간 및 야전에서 소자 동작의안정성 등으로 InSb적외선 감지기는 냉각형 고성능 적외선 감지영역에서 HgCdTe를 대체해 가고 있다. 하지만 InSb는 77 K에서 0.225eV의 작은 밴드갭을 갖고 있기 때문에 누설전류로 인한 성능저하가 고질적인문제로 대두되었고, 이를 해결하기 위한 고품질 절연막 연구가 InSb적외선 수광 소자 연구의 주요이슈 중 하나가 되어왔다. 그 동안 PECVD, photo-CVD, anodic oxidation 등의 공정을 이용하여 $SiO_2$, $Si_3N_4$, 양극산화막(anodic oxide) 등 다양한 절연막에 대한 연구가 진행되었고[1,2], 절연막과 반도체 사이 계면에서의 열확산을 억제하여 계면트랩밀도를 최소화하기 위한 공정개발이 이루어졌다[3]. 하지만 InSb 적외선 감지기술은 국방 및 우주개발의 핵심기술중 하나로 그 기술의 이전이 엄격히 통제되고 있으며, 현재도 미국과 이스라엘, 일본, 영국 등 일부 선진국 만이 기술을 확보하고 있고, 국내의 경우 연구가 매우 취약한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 InSb 적외선 감지기의 암전류를 제어하기 위한 낮은 계면트랩밀도를 갖는 절연막 증착 공정을 찾고자 하였다. 본 연구에서는 n형 (100) InSb 기판 ($n=0.2{\sim}0.85{\times}10^{15}cm^{-3}$ @ 77K)에 PECVD를 이용하여 $SiO_2$, $Si_3N_4$ 등을 증착하고 절연막으로서 이들의 특성을 비교 분석하였다. $SiO_2$는 160, 200, $240^{\circ}C$에서 $Si_3N_4$는 200, $300^{\circ}C$에서 증착하였다. Atomic Force Microscopy(AFM) 사진으로 확인한 결과, 모든 샘플에서표면거칠기가 ~2 nm의 평탄한 박막을 얻을 수 있었다. Capacitance-Voltage 측정(77K)을 통해 절연막 특성을 평가하였다. $SiO_2$와 $Si_3N_4$ 모두에서 온도가 증가할수록 벌크트랩밀도가 감소하는 경향을 볼 수 있었는데, 이는 고온에서 증착할 수록 박막 내의 결함이 감소했음을 의미한다. 반면계면트랩밀도는 온도가 증가함에 따라, 1011 eV-1cm-2 대에서 $10^{12}eV^{-1}cm^{-2}$ 대로 증가하였는데, 이는 고온에서 증착할 수 록 InSb 표면에서의 결함은 증가하였음을의미한다. 암전류에 큰 영향을 주는 것은 계면트랩밀도 이므로, $SiO_2$와 $Si_3N_4$ 모두 $200^{\circ}C$이하의 저온에서 증착시켜야 함을 확인할 수 있었다.

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제9권3호
• /
• pp.595-600
• /
• 2005

마이크로 흐름센서는 반도체 집적기술을 이용할 수 있어, 소형으로 제작이 가능하며 빠른 응답특성을 가져 다양한 분야에 응용되고 있다. 본 연구에서는 넓은 흐름의 세기 영역에서 정밀한 감도를 가지는 2차원의 마이크로 흐름센서를 실리콘 기판위에 적충시켜 제작하였다. 흐름센서의 중앙에 하나의 히터와 양측에 온도를 검출할 수 있는 3쌍의 감지막을 가진 새로운 센서 구조를 제안하고, 온도 검출에 대한 성능평가를 위하여 시간영역에서의 유한차분법을 이용하여 공기흐름의 세기 변화에 따른 온도분포를 계산하였다. 계산결과를 통하여 실제 흐름센서의 동작을 정량적으로 분석하였다.

• 멤브레인
• /
• 제27권3호
• /
• pp.248-254
• /
• 2017

내염소성 원생동물인 크립토스포리디움, 지아디아 등 병원성 미생물의 제거에 대한 신뢰성을 확보하기 위해 정수처리 공정에서 막여과 시스템이 각광받고 있으며, 이러한 신뢰성을 보증하기 위해 막 완결성에 대한 연구가 중요시되고 있다. 막 완결성 시험은 크게 직접법과 간접법으로 분류되는데, 직접법 중 압력기반의 시험은 버블포인트 이론을 근간으로 병원성 미생물의 최소 크기인 $3{\mu}m$ 크기 이상을 감지할 수 있는 감도로 USEPA Guidance Manual에서 제시하고 있다. 간접법은 온라인 상태에서 연속적인 운전이 가능하다는 점에서 널리 사용되지만, 직접법에 비해 현저히 낮은 막 손상 감지 감도를 가지고 있으며, 손상 부위를 특정 지을 수 없는 한계가 있기에 이러한 감지 감도를 개선해야 할 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 압력 손실 시험에 의한 막 완결성 시험을 통해 막 파단 형태별, 파단 개수, 초기설정압력값에 따른 압력손실률과 LRVDIT 신뢰성 범위를 상호 비교함으로써 막 손상에 따른 감도의 결과를 정량화하여 UCL 기준을 나타내어 비교 평가하였다.