• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2006.07c
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• pp.1647-1648
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• 2006

화학적, 생물학적 분석, 즉 특정 물질의 존재 유무를 측정하기 위해 마이크로캔틸레버라는 구조체를 제작하여 이를 바이오센서로 응용하였다. 마이크로캔틸레버의 장점은 분석하고자 하는 시료의 양이 적더라도 감지가 가능하고 이를 통하여 분석시간을 단축할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 마이크로캔틸레버 구조물 제작을 위해 보편적으로 많이 이용되는 bulk 미세 가공 기술을 대신하여 표면 미세 가공기술을 이용하였다. 이러한 표면 미세 가공기술은 bulk 미세 가공기술에 비해 공정이 간단하고 값이 싸다는 장점이 있다. 또 액상 실험을 위하여 polydimethylsiloxane (PDMS)와 fused silica glass를 사용한 유체 제어 시스템을 제작하였다. 본 연구에서는 자기조림 이라는 특성을 이용하여 생물분자를 유체 제어 시스템 내의 마이크로캔틸레버 상단에 immobilization 시킨 후 마이크로캔틸레버 상, 하단의 표면 스트레스 차이에 따른 마이크로캔틸레버 자체의 휘어지는 정도를 측정하였다. 이러한 휘어지는 현상을 관찰함으로서 마이크로캔틸레버의 바이오센서로 응용 가능성을 확인한 수 있었다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2002.07c
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• pp.1988-1990
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• 2002

마이크로 바이오칩용 미세 무게 감지 소자를 개발하기 위해 통상적인 MEMS 공정에 PZT sol solution을 함침하여 binder로서 적용하는 복합적인 스크린 인쇄 방법을 적용해 $800-850^{\circ}C}$의 비교적 저온에서 높은 소결밀도와 우수한 전기적인 특성을 가지는 PZT-0.12PCW 후막 구동형 캔틸레버 소자를 Pt/$TiO_2$/YSZ/$SiO_2$/Si 기판에 제조하였다. 제조된 PZT-0.12PCW 후막 구동형 캔틸레버 소자의 공진 주파수와 변위를 레이저 미소 변위 측정 시스템을 이용하여 공기 중 및 액체 중에서 측정함으로써 캔틸레버 크기에 따른 공진 특성 변화, 액체 내에서의 댐핑 효과 등을 분석할 수 있었다. 또한 Au를 증착하거나biotin-streptoavidin 반응을 통해 단백질을 고정화시켜 무게변화를 야기시킨 후 소자의 감도를 평가함으로써 PZT-0.12PCW 후막 구동형 캔틸레버를 우수한 성능의 바이오칩용 미세 무게 감지 소자로 응용할 수 있음을 알 수 있었다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2005.07c
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• pp.2407-2409
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• 2005

본 논문에서는 다양한 생물분자 감지를 위한 센서로 마이크로캔틸레버를 제안하였고 이것을 이용해 여러 생물 분자들을 광학적, 전기적으로 분석하였다. 마이로캔틸레버는 표면 미세 가공 기술로 제작되었고, 이러한 제작 방식은 공정이 간단하고 비용이 적게 들며 센서 array가 가능하다는 장점을 갖는다. 생물분자를 포함하는 용액을 주입하기 위하여 PDMS와 fused silica glass를 이용해 fluid cell system을 제작하였다. 마이크로캔틸레버 상단의 gold가 코팅된 부분에서 생물분자의 자기조립 (self assembly)현상이 일어나고 이는 마이크로캔틸레버 상, 하단의 표면 스트레스 차이를 야기 시킨다. 이로 인해 마이크로캔틸레버 자체의 휘어짐 현상이 일어나게 되고 이러한 휘어진 정도를 측정함으로써 마이크로캔틸레버의 생물분자 감지능을 확인할 수 있었다. Cystamine dihydrochloride와 glutaraldehyde 분자를 분석하였고 각기 다른 농도의 cystamine dihydrochloride 용액에서도 실험함으로써 농도별 감지능 또한 확인하였다. 이러한 생물분자 감지를 위한 마이크로캔틸레버의 센서로써의 성능은 u-TAS 와 lab-on-a-chip에서 유용히 이용될 수 있으리라 확신한다.

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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• v.25 no.11
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• pp.22-29
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• 2008

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.41 no.11
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• pp.743-748
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• 2017

For diseases that are difficult to detect by conventional imaging techniques, the development of a diagnostic method that allows sensors to be inserted into the human body to aid the diagnosis of local spots of the target tissue, is highly desirable. In particular, it is extremely difficult to determine whether vulnerable plaque can later develop into atherosclerosis using only imaging techniques. However, vulnerable plaques are expected to have slightly different mechanical properties than healthy tissue. In this study, we aim to develop a piezoelectric cantilever-type sensor that can be inserted into the human body and can detect the local mechanical properties of the target tissue. A piezoelectric polymer composite based on $BaTiO_3$ nanoparticles was optimized for fabrication of a piezoelectric cantilever. Next, a micro-cone tip was fabricated at the end of the piezoelectric cantilever by thermal drawing. Finally, stiffness of biological tissue samples was measured with the piezoelectric cantilever sensor for verifying its functionality.

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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• v.27 no.5
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• pp.85-91
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• 2010

In this paper, we present details on fabrication of single-cell electroporation microdevice, practical experiments of single-cell electroporation with our fabricated microdevice. Also, the continuous electroporation for the continuous flow of cells is used for high-throughput electroporation. The delivery efficiency and cell viability tests are provided and the successful GFP transfection into cells is also evaluated with a fluorescent microscope after electroporation. This device enables to reduce the size of samples and thus the use of small amount of reagents. Also, it makes it possible to permit to avoid cell discrimination (transfected cells versus non-transfected cells) encountered when traditional bulk electroporation is held.

• Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers
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• v.19 no.8
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• pp.43-49
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• 2020

The growth of the AR/VR market due to the advent of the 4th Industrial Revolution begins with the development of the display industry. The development of OLED and flexible displays is further accelerated by the development of R2R technology. Micro-processing technology using a fast tool servo (FTS), the core technology in R2R processes, is making technological progress in increasingly diverse ways. This paper proposes a method to develop an FTS for horizontal driving and presents this method through experiments and analyses. To develop a swing-type FTS based on a seesaw motion, a rotational moment hinge structure was designed for each type, and research was conducted to determine an effective design method. A cantilever-based swing-type FTS was developed in two variations: one with single-side hinges and another with dual-side hinges. The parameters in the design of the swing-type FTS are rotational moment, natural frequency, and material selection. In conclusion, an FTS with a single-side hinge demonstrates the high performance required for micro processing.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2010.06a
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• pp.210-210
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• 2010

에너지 하베스트 기술은 자연의 빛에너지, 휴대용 기기 탑재/부착장치의 미세 진동에너지, 걷거나 뛰는 인간의 신체활동으로 인한 소산에너지 등을 흡수하여 전기에너지로 변환, 전자기기의 전력으로 사용하는 재생형 에너지원이다. 본 논문에서는 그 중 주변 환경에서 에너지를 끌어 쓸 수 있는 기술 중 압전 효과 방식을 이용한 진동 형태의 에너지 하베스트 기술을 활용하여 설계하고 FEM simulation을 통해 분석해보았다. 압전 물질로는 PZT를 사용하고 메탈기반의 캔틸레버로는 구리를 사용하여 크기를 길이, 넓이, 폭 각각 $6{\times}4{\times}0.025mm^3$으로 모델링하여 444Hz의 공진주파수에서 응력이 $2.68e^{+5}Pa$ 발생하는 결과를 얻었다. 그 결과 $d_{33}$ 모드의 전극형태에서 전압을 2.56V 얻을 수 있음을 추론할 수 있었다.

• The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers C
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• v.55 no.1
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• pp.11-15
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• 2006

We propose an optical and an electrical detection methods for detecting various bio-molecules effectively with microcantilevers. The microcantilevers were fabricated employing surface micromachining technique that has attractive advantages in terms of cost efficiency, simplicity and ability of fabricating in array. The fluid cell system for injection of bio-molecular solution is fabricated using polydimethylsiloxane (PDMS) and a fused silica glass. The microcantilever is deflected with respect to the difference of the surface stress caused by the formation of self-assembled bio-molecules on the gold coated side of the microcantilever. It detected cystamine dihydrochloride and glutaraldehyde molecules and analyzed individual concentrations of the cystamine dihydrochloride solution. We confirm that the deflections of bending-up or bending-down are occurred by the bio-molecule adsorption and microcantilever can be widely used to a ${\mu}-TAS$ and a lab-on-a-chip for a potential detection of various bio-molecules.

• Journal of Sensor Science and Technology
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• v.4 no.1
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• pp.64-71
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• 1995

We have developed a silicon etching method by which highly doped layers are selectively etched using stain etching technique. Current supply to the backside contact of silicon wafer and special reactor are not required in this method. Therefore this method is much simpler than anodic reaction method and could be applied to standard VLSI process. In addition, highly doped layers of several wafer structures, including the structures where conventional anodic reaction method cannot be used, could be preferentially etched by this technique. We have also fabricated micromechanical structures such as cantilevers and air-bridges on the $n/n^{+}/n$ wafer and air-bridges on the $p/p^{+}$ wafer using this stain etching technique.