• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.142-142
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• 2020

하천에서의 화학사고는 자연적 및 인위적인 원인으로 인해 발생할 수 있으며, 대량의 화학물질이 하천으로 유입되는 것을 말한다. 이러한 화학사고는 수환경의 변화를 야기해 생태계나 인간에게 악영향을 초래하여 심각한 문제가 발생 될 수 있다. 하천으로 유입된 화학물질의 정량적 평가에 대한 연구는 활발하게 진행되고 있지만, 화학사고 초기 대응을 위한 하천에서의 화학물질 감지에 대한 연구는 미비한 실정이다. 한국 하천의 주요 지점에는 pH 및 EC 등을 실시간으로 측정하는 자동측정망을 운영하고 있기 때문에 이러한 측정항목들을 활용하여 화학물질을 감지하거나 식별 가능성에 대한 평가 연구는 하천 화학사고 대응을 위한 중요한 기초자료로 활용될 수 있다. 또한 분석된 결과를 바탕으로 미지의 화학물질을 다른 용매에 적용 시켰을 때 변화되는 pH 및 EC 결과와 통계적 수치비교를 통해 미지의 화학물질 식별 가능성을 평가하였다. 이를 통해 본 연구에서 선정한 pH 및 EC 항목이 화학물질 감지 및 식별을 위한 대체지표로써의 활용 가능성을 실험적 연구를 통해 평가하고자 하였다. 본 연구의 결과는 현장에서 쉽고, 신속하게 화학물질 감지 및 식별을 위한 정보를 제공할 수 있다는데 의미가 있으며, 화학사고의 신속한 대응을 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 기계저널
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• 제54권12호
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• pp.36-38
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• 2014

물리센서, 화학센서, 바이오센서 등 센서들을 독립적으로 또는 복합적으로 활용하는 다양한 센서기반 IT기술 응용 분야가 있으며, 이 글에서는 최근 센서기반 IT기술 동향과 관련하여 스마트 기기와 스마트 의류에 적용되는 경우를 예를 들어 소개하고자 한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.129-129
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• 2011

ISFET (ion sensitive field effect transistor)는 용액 중의 각종 이온 농도를 측정하는 반도체 이온 센서이다. ISFET는 작은 소자 크기, 견고한 구조, 즉각적인 반응속도, 기존의 CMOS공정과 호환이 가능하다는 장점이 있다. ISFET의 기본 구조는 기존의 MOSFET (metal oxide semiconductor field effect transistor)에서 고안되었으며, ISFET는 기존의 MOSFET의 게이트 전극 부분이 기준전극과 전해질로 대체되어진 구조를 가지고 있다. ISFET소자의 pH 감지 메커니즘은 감지막의 표면에서 pH용액 속의 이온들이 감지막의 표면에서 속박되어 막의 표면전위의 변화를 유발하는 것을 이용한다. 그 결과, ISFET의 문턱전압의 변화를 일으키게 되고 드레인 전류의 양 또한 달라지게 된다. ISFET의 높은 pH감지능력을 얻기 위하여 높은 high-k물질 들이 감지막으로서 연구되었다. Al2O3와 HfO2는 높은 유전상수, non-ideal 효과에 대한 immunity 그리고 높은 pH 감지능력 등 많은 장점을 가지고 있는 물질로 알려졌다. 본 연구에서는, SiO2/HfO2/Al2O3 (OHA) 적층막을 이용한 EIS (electrolyte- insulator-silicon) pH센서를 제작하였다. EIS구조는 ISFET로의 적용이 용이하며 ISFET보다 제작 방법과 소자 구조가 간단하다는 장점이 있다. HfO2은 22~25의 높은 유전상수를 가지며 높은 pH 감지능력으로 인하여 감지막으로서 많은 연구가 이루어지고 있는 물질이다. 하지만 HfO2의 물질이 가진 고유의 특성상 화학적 용액에 대한 non-ideal 효과는 다른 금속계열 산화막에 비하여 취약한 모습을 보인다. 반면에 Al2O3의 유전상수는 HfO2보다 작지만 화학용액으로 인한 손상에 대하여 강한 immunity가 있는 재료이다. 이러한 물질들의 성질을 고려하여 OHA의 새로운 감지막의 적층구조를 생각하였다. 먼저 Si과 high-k물질의 양호한 계면상태를 이루기 위하여 5 nm의 얇은 SiO2막을 완충막으로서 성장시켰다. 다음으로 높은 유전상수를 가지고 있는 8 nm의 HfO2을 증착시킴으로서 소자의 물리적 손상에 대한 안정성을 향상시켰다. 최종적으로 화학용액과 직접적인 접촉이 되는 부분은 non-ideal 효과에 강한 Al2O3을 적층하여 소자의 화학적 손상에 문제점을 개선시켰다. 결론적으로 감지막의 적층 모델링을 통하여 각각의 high-k 물질이 가진 고유의 특성에 대한 한계점을 극복함으로써 높은 pH 감지능력뿐만 아니라 신뢰성 있는 pH 센서가 제작 되었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2001년도 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1869-1871
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• 2001

DNA 센서의 중요한 역할 중의 하나는 염기서열을 분석함으로써 유전적인 질병이나 돌연변이를 찾아낸다는 점이다. 염기서열 분석법으로 질량, 광학, 전기 화학적 측정법 등이 있는데, 그 중 전기 화학적 측정방법이 타 방법에 비해 간편하고 비용도 저렴해서 전망이 매우 밝다. 전기 화학적 측정을 위해서는 전극의 표면 처리 공정과 전극 표면에서의 DNA immobilization, hybridization 공정 및 전기적 신호를 발생시키는 intercalator, 그리고 전기적 신호 검출을 위한 측정 장비가 필요하다. 본 논문에서는 전극의 표면 처리 물질로서 2-mercaptoethanol을 사용했고 double strand DNA의 intercalator로써 methylene blue를 사용했으며, methylene blue의 환원 전류값을 측정하여 double strand DNA를 bare Au 또는 single strand DNA와 구분할 수 있었다. 이러한 연구 결과를 토대로 하여 전기 화학적 신호 검출을 이용한 DNA 센서의 가능성과 개발 방향을 제시하고자 한다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2004년도 하계학술대회 논문집 Vol.5 No.2
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• pp.886-889
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• 2004

격자전극을 가진 질화탄소막을 이용하여 새로운 습도센서를 개발하였다. 결정성 질화탄소막의 감습 특성을 조사하고, 광범위한 상대습도($10%\sim90%$)에 대해 민감한 임피던스와 커패시턴스 의존도를 보였다. 특히 격자전극은 습기의 자유로운 흡 탈착을 용이 하게 하여 센서의 히스테리시스를 줄였다. 또한, 질화탄소막은 물리, 화학적으로 안정한 물질이므로 고온, 고습 및 화학적으로 열악한 환경 속에서도 뛰어난 특성 을 나타내었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제15권11호
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• pp.2480-2487
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• 2011

최근 환경 감시용 센서장치, 유비쿼터스 센서 네트워크, 지능형 로봇의 센서와 같이 다양한 분야에서 센서를 이용한 감지, 검출 시스템이 날로 증가하고 있다. 센서 데이터는 센서의 물리적 상태 변화나 화학적 반응을 통하여 측정하게 된다. 하지만 센서의 노후화나 다양한 측정 환경으로 인하여 데이터 오류가 발생할 문제점이 있다. 따라서 센서 데이터의 신뢰성 확보가 필요하다. 따라서 본 논문에서는 다양한 센서에 적용 가능한 신뢰성 있는 센서 신호 처리 플랫폼을 제안하고자 한다. 신뢰성 확보를 위하여 다수의 동일 센서를 복수의 어레이 구조로 배치하고 사용하였다. 여러 센서의 측정된 데이터의 시간적 상관관계와 공간적 상관관계를 이용하는 신호처리 알고리즘을 이용하여 센서 데이터를 보정함으로써 센서 데이터의 신뢰성을 향상 시켰다. 또한 다양한 환경에서 센서의 이상 유무 확인 및 데이터를 확인하기 위하여 플랫폼 구성요소 간 통신을 위한 전용 프로토콜을 개발하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제49권4호
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• pp.393-399
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• 2011

지난 수십년 동안, 환경오염물질에 대한 광학적 전기화학적 검출 방법에 관한 다양한 연구가 진행되었다. 최근에는 저렴하고, 장치가 불필요한 육안 식별 가능한 환경색센서가 개발되고 있다. 시각적 정성분석은 대상물질에 대한 즉각적인 정보를 제공하여, 실시간 현장 분석이 가능하게 해준다. 또한 정량분석이 가능한 색센서에 대한 관심도 높아지고 있다. 환경색센서는 기상의 VOC, 액상의 중금속 분석용으로 주로 개발되고 있다. 이에 본 총설에서는 다양한 환경색센서의 활용분야를 살펴보고, 기존 색센서의 문제점을 파악한 다음 환경색센서 기술의 발전방향에 관하여 전망하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제25권11호
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• pp.15-21
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• 2008

• 공업화학
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• 제34권1호
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• pp.9-14
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• 2023

본 논문에서는 용액의 이온 농도 측정이 가능한 나피온 폴리머(Nafion polymer) 코팅 기반 2상 금 전극의 임피던스(Impedance) 센서를 개발하였다. 스퍼터링(Sputtering) 공정을 통해서 제작된 금 전극의 표면을 나피온 폴리머를 사용하여 표면 개질 하였다. 상기 제작된 전극은 분극 현상 제어가 가능하여 전기화학적 신호를 안정적으로 측정할 수 있도록 하였다. 분광학과 전자주사현미경 관찰을 통하여 박막의 나피온 폴리머 코팅을 확인하였다. 나피온 코팅이 된 전극은 기존 금 전극에 비해 안정적인 임피던스 신호를 보여 주었으며, 표준 염화나트륨(NaCl) 용액 사용 시 임피던스 센서의 신뢰성 높은 검정 곡선(R² = 0.983)을 나타내었다. 또한, 임피던스 센서는 상용화 전도도 장치와 인공 눈물의 이온 농도 측정 비교 실험을 진행하였으며, 유사한 결과값을 확인하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2000년도 제18회 학술발표회 논문개요집
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• pp.110-110
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• 2000

Sol-Gel법은 산화물 전구체(precursor) 상태인 Sol상태로부터 가수분해, 중, 축합반응을 거쳐 최종적으로 Gel 산화물을 합성하는 방법이며 기존의 세라믹스를 합성할 수 있고 고순도의 균질한 화합물을 용이하게 얻을 수 있는 특징이 있다. 최근 전자부품이 소형, 경량화되는 추세에 따라 전자 세라믹스분야에서도 박막화가 대두되고 있는 가운데 Sol-Gel법은 dipping, spining 및 spray 법등을 이용하여 박막의 제작이 가능하며 CVD, PVD, sputtering 법등과 같은 박막제작에 비하여 장비가 복잡하지 않으면서 제작기법이 간단한 이점을 가지고 있다. 소재면에서 볼 때 TiO2 물질은 물리적, 화학적으로 안정하고 굴절율, 착샐율 및 반사율 등이 우수한 재료로서 세라믹스 콘센서, 압전소자, 습도센서와 가스센서분야등에 있어서 중요한 위치를 점하고 있어서 연구자들에게 많은 관심을 가지게 하였다. 본 연구에서는 Sol-Gel법에 의해 TiO2 Sol을 합성한 후 dipping 법으로 박막을 제작하고 박막의 전기전도 특성 및 습도센서소재로의 개발을 위해 습도감지특성에 주목하였고 경시변화로 인해 생성된 Gel powder의 물성에 대해서도 검토하였다.