• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.17 no.1
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• pp.54-59
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• 2006

Biophotonic sensors based on polymer waveguide with Bragg reflection grating are demonstrated in this work. Waveguide Bragg reflectors were designed by using the effective index method and the transmission matrix method. The grating pattern was formed by exposing the laser interference pattern on a photoresist. On top of the inverted rib waveguide, the Bragg reflection grating was inscribed by the O2 plasma etching. In order to perform the bio-molecule detection experiment, a calixarene molecule was self-assembled on top of thin Au film deposited on the waveguide Bragg reflector. To measure the response of the sensor, several PBS solutions with different concentrations of potassium ion from 1 pM to $100\;{\mu}M$ were dropped on the sensor surface. The shift of Bragg reflection wavelength was observed from the fabricated sensor device, which was proportional to the concentration of potassium ion ranging from 1 pM to 108 pM.

• Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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• 2007.02a
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• pp.243-244
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• 2007

• The Journal of the Institute of Internet, Broadcasting and Communication
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• v.23 no.5
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• pp.145-150
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• 2023

Non-uniform optical taper waveguides have been widely used as devices for high-efficiency mode coupling, as they are integrated with single-mode optical fibers or photonic crystal waveguides. In this paper, we present a new platform for chemical sensing and bio-sensing using optical taper waveguides with these characteristics. The principle of operation is based on the coupling efficiency and interference properties of optical directional coupler (DC) and multi-mode interference coupler (MMIC). First, the curvature characteristics of taper sections of DC and MMIC is explained, and the design specifications of optimized taper waveguide to increase waveguide sensitivity is selected. Next, the sensor response to the change in refractive index of sensing analyte is numerically analyzed. Numerical results show that as the length of couplers increases, the effective index per change in refractive index unit (RIU) of analyte increases, and that sensitivity can be tuned using taper DC and MMIC design techniques.

• Polymer Science and Technology
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• v.15 no.3
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• pp.274-285
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• 2004

콜로이드 결정 (Colloid crystal)이란 용액 상에서 부유 하는 작은 입자들의 자기 조립 (self-assembly)에 의해 형성된 주기적인 2차원 혹은 3차원 구조를 말한다. 이러한 결정 구조는 광학 필터나 스위치, 광 밴드 갭 재료, 바이오 센서 등의 과학 기술적인 응용을 비롯하여 액화 물질의 상 변화 등과 같은 물리적 현상을 규명함에 있어서 중요한 모델을 제시한다. 특히 최근에 콜로이드의 자기 조립체는 자연적으로 갖게 되는 주기적인 유전율 변화 때문에 빛의 진행 방향이나 특성을 조절할 수 있는 광자 결정 (Photonic Crystal) 구조 제작의 경쟁력 있는 접근 방법으로 각광 받고 있다. (중략)

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.17 no.4
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• pp.172-177
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• 2007

In order to detect of the magnetic property in the cell unit, we studied the GMR-SV (giant magnetoresistance-spin valves) biosensor, which was depended on the micro patterned features according to two easy directions of longitudinal and transversal axes. Here, the multi layer structure was glass/NiO/NiFe/CoFe/Cu/CoFe/NiFe. The uniaxial anisotropy direction was applied to the patterned biosensor during the deposition and vacuum post-annealing at $200^{\circ}C$ under the magnitude of 300 Oe, respectively. Considering the magnetic shape anisotropy effect, the size of micro patterned biosensor was a $2{\times}5{\mu}m^2$ after the photo lithography process. By our experimental results, we confirmed that the best condition of GMR-SV biosensor should be the same direction of the axis sensing current and the easy axis of pinned NiO/NiFe/CoFe triple layer oriented to the width direction of device, and the direction of the easy axis of free CoFe/NiFe bilayer was according to the longitudinal direction of device.

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.25 no.1
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• pp.16-21
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• 2015

The micro device, coil, and channel for the biosensor integrated with the GMR-SV device based on the antiferromagnetic IrMn layer was fabricated by the light lithography process. When RBCs coupled with several magnetic beads with a diameter of $1{\mu}m$ passed on the micro channel, the movement of $RBC+{\mu}Beads$ is controlled by the electrical AC input signal. The $RBC+{\mu}Beads$ having a micro-magnetic field captured above the GMR-SV device is changed as the output signals for detection status. From these results, the GMR-SV device having the width magnitude of a few micron size can be applied as the biosensor for the analysis of a new magnetic property as the membrane's deformation of RBC coupled to magnetic beads.

• Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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• 2003.02a
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• pp.200-208
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• 2003

미생물수를 측정하는 가장 정확하고 보편적인 방법은 배양법이다. 그러나 배양법은 많은 시간과 노력이 소요되기 때문에 현장에서 실시간에 준하는 측정법으로 사용하기에는 원천적으로 한계를 가지고 있다. 이러한 한계를 극복하기 위해서는 실시간(real-time) 또는 준실시간(near real-time)으로 미생물을 검출할 수 있는 기술이 요구된다. 표면플라즈몬공명(surface plasmon resonance: SPR)은 생물분자 또는 미생물을 실시간 또는 준실시간으로 검출할 수 있는 센서로서 특이성(specificity)과 정확도(accuracy) 측면에서 일찍이 큰 관심을 받아왔다. 1902년, Wood(1902)는 반사 회절격자를 사용하여 연속광원의 스펙트럼을 관찰한 결과, 회절광 스펙트럼에서 어두운 좁은 밴드를 발견하였으며, Fano(1941)는 이 현상이 surface plasma waves와 관련이 있음을 이론적으로 밝혔다. (중략)

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2000.07c
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• pp.1760-1762
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• 2000

본 논문은 기존의 $Si_{3}N_4$, SiN 물질 대신 Pt를 사용해 HF 용액속에서 다공질 실리콘과 전극을 동시에 형성하는 기술을 개발하였다. Pt를 실리콘 웨이퍼 위에 직접 증착한 후 습식 에칭과 Lift-off 공정을 사용하여 Pt를 패터닝하였다. 습식 에칭은 에칭용액의 온도를 일정하게 유지하는 것이 중요하며, 증착한 Pt 박막이 BOE 에칭에 견디고, Lift-off 공정이 가능하기 위해서는 기판온도를 l100$^{\circ}C$ 이하로 해야한다. Pt를 사용하면 기존의 mask에서 발생하는 가장자리 부분에서의 전류 집중이 방지되기 때문에 다공질 실리콘이 일정한 깊이로 형성되고, Al대신 오믹 전극으로 사용할 수 있다. 현재 Pt를 mask와 전극으로 이용한 P-I-N UV detector, 광 바이오센서, 습도센서 제작등에 응용 연구가 진행되고 있다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.65.2-65.2
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• 2013

발광다이오드, 태양전지, 광센서, 바이오센서, 나노발전기 등을 포함한 여러 종류의 광전자 소자들의 성능을 향상시키기 위한 새로운 기술적 시도들이 제안되어 왔다. 반도체기반 나노구조는 넓은 표면적과 독특한 특성을 가지고 다양한 기능성의 부여가 용이하며, 주로 나노패턴형성 및 식각에 의한 top-down 방법과 성장/합성에 의한 bottom-up 방법들에 의해 제작되어 왔다. 최근, 단순성, 저비용 공정을 바탕으로 소자 표면상에 나노구조를 형성하여 성능을 개선하기 위한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 또한 다층박막을 통한 무반사 코팅을 대체할 수 있는 moth-eye 효과를 이용한 생체모방형 서브파장 무반사 나노구조에 대한 관심이 증가하고 있다. 본 발표에서는 실리콘, 화합물, 산화물을 포함한 반도체 나노구조들의 설계 및 제작을 통해 구조적, 광학적 특성을 측정, 분석하고 이들의 다양한 광전자소자 응용에 대한 연구결과를 발표하고자 한다.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.25 no.3
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• pp.37-41
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• 2018

This paper presents the integrated fluorescent oxygen sensor probe module based on planner lightwave circuits using UV imprint lithography. The oxygen sensor system is consisted of the optical source part, optical detector part and optical sensing probe part to be composed of the planner lightwave circuit and oxygen sensitive thin film layer. Firstly, we optimally designed the planner lightwave circuit with asymmetric $1{\times}2$ beam splitter using beam propagation method. Then, we fabricated the planner lightwave circuits using UV imprint lithography process. This planner lightwave circuits transmitted the optical power with 76% efficiency and the fluorescence signal with 70% efficiency. The oxygen sensitive thin film layer is coated on the end face of planner lightwave circuit. The oxygen sensor system using this sensor probe module with planner lightwave circuit could measure the concentration with 0.3% resolution from 0% to 20% gas range. This optical oxygen sensor probe module make it possible to compact, simple and cheap measurement system.