• 전기의세계
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• v.45 no.9
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• pp.9-17
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• 1996

1970년 미국의 코닝글라스사(Corning Glass Company)에서 광섬유가 최초로 제조된 이래 광섬유는 통신분야에 많은 공헌을 해오고 있다. 1976년 Kinsley, Davies 등에 의해 광섬유를 이용한 전기적 위상변이 효과가 발표된 이후로 광섬유 특성을 이용한 센서연구가 많이 진행되어 왔다. 즉, 광파이버의 실현과 반도체 레이저와 발광 및 수광 다이오드의 성능 향상에 의하여 광파이버 응용 계측 기술이 현저하게 진보하여 그 다양성과 실현성도 두드러지게 증가되었다. 이것은 레이저와 수광소자 등의 광소자의 개발, 마이크로컴퓨터를 비롯한 전자기술의 진보, 또한 최근의 전력 계통과 철강, 석유 화학 등의 각종 공업 플랜트의 대규모화, 고도화에 따른 고품위의 계측 제어시스템에 대한 수용의 증대에 의한 것이다. 이에 따라서 광대역, 저손실, 고절연성, 내잡음성, 안전방폭성 등이 우수한 광파이버를 신경망으로 하는 광파이버 응용 계측 제어 시스템이 공장자동화에 있어서 중요한 역할을 담당하게 될 것이다. 이의 설계와 제어를 위해 가장 중요한 부분은 정보 수집을 하는 센서 즉, 광속도, 회전 각속도 등 많은 종류의 광섬유 센서의 연구 개발이 미국, 일본, 유럽 및 국내의 여러 기관에서도 게속적인 연구가 진행되고 있으며, 부분적으로 서서히 실용화되어 가고 있다[3-4].

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.273.2-273.2
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• 2016

전기적인 장치를 필요로 하는 분야의 빠른 발전에 따라 그 기본이 되는 에너지 저장소자에 관한 연구가 많은 관심을 불러일으키고 있다. 특히, 다양한 에너지 저장 소자 중 기존의 배터리 보다 높은 에너지 밀도와 빠른 충전/방전 속도, 그리고 상대적으로 긴 수명을 가진 슈퍼커패시터에 관한 연구가 많이 이루어 지고 있다. 나노구조를 가진 슈도용량성 물질을 전극에 합성시키는 방법은 크게 두 가지로 나눌 수 있는데 수열합성법이나 전기화학적증착 방법 같이 인위적인 바인더를 사용하지 않고 직접 전극 표면에 합성시키는 방법이 있고, copecipitation이나 졸겔 방법으로 나노구조를 합성한 후 인위적인 바인더를 사용하여 전극 표면에 합성 시키는 방법이 있다. 본 연구에서는 짧은 시간에 물질을 합성시킬 수 있고 인위적인 바인더를 사용하지 않아 더욱 뛰어난 전기적인 특성을 보이는 전기화학적증착 방법을 이용하여 spherically shaped CuO를 전도성 직물에 직접 합성시켜 전기적인 특성을 연구하였다. 유연한 전도성 직물에 합성된 spherically shaped CuO 는 뛰어난 전기화학적 가역성, 상대적으로 높은 비정전용량, 그리고 많은 사이클 테스트에서도 높은 안정성을 보였다. 이처럼 손쉬운 방법으로 유연한 전도성 직물에 합성된 metal oxide 나노구조는 슈퍼커패시터 뿐만 아니라 염료감응형 태양전지, 다양한 종류의 센서 등 많은 분야에서 활용될 것으로 기대된다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2003.07c
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• pp.1938-1940
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• 2003

본 연구는 요소 센서 제작을 위한 과정으로서, 전기화학적 방법을 이용한 다공질 실리콘 구조 형성과, PDV(Physical Vapor Deposition) 법에 의한 백금 박막 코팅 및 전기화학적 전도성 고분자 코팅과 urease 고정화 단계를 고찰하고 감도 특성을 제시 하였다. 전극 기질로서 B을 도우핑한 p-type 실리콘웨이퍼를 사용하였고, HF:$C_2H_5OH:H_2O$=1:2:1의 부피비를 갖는 에칭 용액에서 5분간 -7 $mA/cm^2$의 일정 전류를 가하여 폭 2 ${\mu}m$, 깊이 10 ${\mu}m$의 다공질 실리콘(PS) 충을 형성하였다. 그 위에 200 ${\AA}$의 Ti 층을 underlayer로서 증착하고, 2000 ${\AA}$의 Pt를 중착하여 PS/Pt 박막 전극을 제작하고, 전도성 고분자로서 polypyrrole (PPy), 또는 poly(3-mehylthiophene) (P3MT)을 전기화학적으로 코팅한 후, urease(EC 3.5.1.5, type III, Jack Bean, Sigma)를 고정화 하였다. 고정화 시 전해질 수용액의 pH는 7.4로 하여 urease표면이 음전하를 갖도록 하고, 전극에 0.6 V (vs. SCE(Saturated Calomel Electrode))의 일정 전압을 가함으로써 urease가 전도성 고분자 표면에 전기적으로 흡착되도록 하였다. 이상의 방법으로 제작한 요소 센서의 감도는 PPy와 P3MT를 전자 전달 매질로 사용한 경우, 각각 8.44 ${\mu}A/mM{\cdot}cm^2$와 1.55 ${\mu}A/mM{\cdot}cm^2$의 감도를 보였다.

• 한국전기화학회:학술대회논문집
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• 2002.04a
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• pp.21-21
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• 2002

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.47 no.6
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• pp.655-668
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• 2009

The principle and applications of quartz crystal sensors based on the three basic concepts for mass, viscosity, and viscoelastic changes are reviewed. In the general discussion the basic principle of quartz crystal and realization of a resonant frequency-resonant resistance diagram are described in detail. As examples of their applications, gas sensing with a carbon-coated quartz crystal, determination of the blood coagulation factor, an electrochemical analysis and crystallization analysis are reported. The possibility of developing new biosensors and chemical sensors is discussed on the basis of these results.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 1997.07e
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• pp.1696-1701
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• 1997

본 연구에서 사용된 절연유 열화센서는 주 매질이 기공 세라믹(Porous Ceramic)으로 구성되어 있어 열화생성된 유불용성분(油不溶 成分)이 일정 크기의 기공 속을 통과할 때 절연유의 열화정도에 따라 인위적인 도전 통로가 형성되는 데, 이러한 회로를 이용하여 전기적인 분석으로 측정된 센서의 누설전류치와 기존 실시되고 있는 절연유 분석법인 전산가, 내압치와 상호 비교 분석한 결과, 지금까지 샘플링에 의한 화학적인 분석법에 앞서 전기적인 분석법으로 절연유 열화 상태를 간단하게 분석할 수 있다는 가능성을 제시하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.398-398
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• 2012

SnO2 나노세선은 n-형 전기적 성질과 화학적인 안정성 때문에 가스센서, 투명 전극 및 태양전지와 같은 전자소자와 광소자에 널리 사용되고 있다. 화학 기상 증착, 전자빔 증착과 전기화학증착법을 사용하여 SnO2 나노세선을 제작하고 있다. 여러 가지 증착 방법중에서 전기화학증착방법은 낮은 온도와 진공 공정이 필요하지 않으며 대면적 공정이 가능하고 빠른 성장 속도로 나노구조를 효과적으로 성장할 수 있는 장점을 가지고 있다. 본 연구에서는 전기화학증착법을 이용하여 Indium Tin Oxide (ITO) 기판 위에 SnO2 나노세선 성장하고 성장시간에 따라 형성한 SnO2 나노세선의 구조적 성질을 조사하였다. SnO2 나노세선을 성장하기 위하여 D.I. water와 Entanol을 7:3의 비율로 섞은 용액을 $65^{\circ}C$로 유지하였고, 0.015 M의 Tin chloride pentahydrate ($Cl4{\cdot}Sn{\cdot}5H2O$)를 타겟 물질로 이용하였고, 0.1 M의 Potassium chloride (KCl)를 완충 물질로 사용하였다. 전기화학증착 방법을 사용하여 제작한 ITO 기판위에 성장한 SnO2 나노세선 위에 전극을 제작하고 전류-전압 특성을 측정하였다. SnO2 나노세선이 성장되는 전기화학증착 전압을 1.2 V로 고정하고, 성장시간을 15분, 30분 및 1시간으로 변화하여 SnO2 나노세선의 구조적 특성을 분석하였다. X-선회절 (X-ray diffraction; XRD) 실험 결과는 $31^{\circ}$에서 (101) 성장방향을 갖는 SnO2 나노세선이 성장함을 확인하였고, 성장 시간이 길어짐에 따라(101) 성장방향의 XRD 피크의 intensity가 증가하였다. 전기화학증착 성장 시간이 길어짐에 따라 SnO2 나노세선의 지름이 60 nm에서 150 nm로 변화하는 것을 주사전자현미경으로 관측하였다. 이 실험 결과는 전기화학증착방법을 사용하여 제작한 SnO2 나노세선의 성장 시간에 따른 구조적 특성들을 최적화하여 소자제작에 응용하는데 도움이 된다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2003.07c
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• pp.1935-1937
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• 2003

최근 콜레스테롤 센서는 전극 상에 효소를 고정화 하는 방식을 이용하여 센서의 집적도를 높이는 시도가 이루어지고 있다. 이러한 전극 상의 효소고정화 방식으로 entrapment, cross liking, covalently binding 등이 있다. 본 논문에서는 이러한 효소 고정화 방식-전도성 고분자인 P3MT를 사용하여 entrap시키는 방법과 silanization을 이용한 covalent bonding 시키는 방법-에 따른 전기화학 센서의 감도 특성에 관한 연구를 수행하였다. 전도성 고분자를 사용한 고정화 방법은 cyclic voltammograms으로 scan rate 10 mA/s, potential 0.5-1.3V의 조건하에서 P3MT를 Polymerization하고, 효소 고정화를 위해 chromoampermeter로 potential 0.6V에서 900초 동안 수행하였다. silanization을 이용한 covalent bonding 시키는 방법은 nitric acid로 Pt 전극표면을 산화시키고, APTER로 silanization 공정을 시행하였다. 효소 고정화를 위해 전해질로는 0.1M Phosphate buffer solution을 사용하여 cyclic voltammograms으로 scan rate 50 mA/s 전위 0.0-0.7V의 조건 하에서 수행하였다. 이 결과 전도성 고분자를 이용한 고정화 방법에서의 senstivity가 0.89 ${\mu}A/mM{\cdot}cm^2$이고, silanization을 이용한 효소 고정화 방법에서는 1.51 ${\mu}A/mM{\cdot}cm^2$였다. 이처럼 후자의 방법에서 더 좋은 감도 특성이 나타났다. 따라서, silanization을 이용한 고정화 방법이 센서 제작 방식으로 더 적합하다고 사료된다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2002.07c
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• pp.1566-1568
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• 2002

본 논문은 혈당, 콜레스테롤센서에 적용이 가능한 과산화수소($H_2O_2$) 검출방식인 전기화학발광(Electrochemiluminescence:ECL)법 사용에 필요한 전극특성에 관한 연구이다. 전기화학전극으로 Pt박막전극을 사용하였으며, luminol(5-amino-2, 3-dihydro-1, 4-phthala edione)과 과산화수소($H_2O_2$)의 반응으로 발생한 빛을 포토다이오드(photodiode)를 사용하여 전류를 측정하였다. 사용된 전극은 직사각형(rectangular-type), 교차형(interdigitated-type)의 두 가지 형태를 사용하여, 전극간의 거리와 면적에 따른 ECL특성을 측정하였다. ECL 발광 특성은 전극 면적이 증가함에 따라, 전극거리가 감소함에 따라 증가함을 관찰할 수 있었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.49 no.4
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• pp.393-399
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• 2011

The electrochemical or optical sensors for environmental pollutants are developed over the past several years. Nowadays, the development of colorimetric sensing is particularly challenging since it requires no equipment at all as color changes can be detected by the naked eye. Visual detection can give immediate qualitative information and is becoming increasingly appreciated in terms of quantitative analysis. In addition, simple colorimetric-sensor have shown useful in the detection, identification, and quantification of volatile organic compounds(VOC) in gas phase or heavy metal ion in aqueous phase. In this review, we investigated the wide applications and some drawbacks of colorimetric-sensors. And thus, we try to suggest the methodologies of development approach of multi-functional and reversible colorimetric-sensor.