• 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.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.38 no.7
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• pp.634-638
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• 2001

본 연구에서는 마이크로 내시경용 바이오 센서로 응용하기 위한 Al/PZT/RuO$_2$로 이루어진 마이크로 캔틸레버를 제작하였으며, 공진 특성 및 병원체의 흡착에 따른 공진 특성 그리고 검출 감도(sensitivity)에 미치는 구조적인 영향을 전산모사를 통하여 알아보았다. 길이 100$mu extrm{m}$, 폭 50$\mu\textrm{m}$, 두께 0.3$\mu\textrm{m}$/0.25$\mu\textrm{m}$/0.7$\mu\textrm{m}$ (Al/PZT/RuO$_2$)의 크기의 제작된 마이크로 캔틸레버는 89kHz의 공진주파수를 가지고 있음을 전산모사를 통해 알 수 있었다. 바이오 센서로 응용될 때의 검출 감도는 흡착 질량의 증가에 비례하여 향상되었으며, 5% 이상의 검출 감도를 갖기 위해서는 흡착 질량이 약 5 나노그램 이상이 되어야 함을 확인할 수 있었다. 캔틸레버의 크기를 결정하는 길이, 폭, 두께중 사용 주파수 대역은 길이의 조절을 통하여 결정할 수 있고, 검출 감도의 향상을 위해서는 가능한 한 두께를 얇게 해야 함을 알 수 있었다. 반면에 폭의 변화는 공진주파수나 검출 감도에 거의 영향을 미치지 않았다.

• The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers C
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• v.53 no.2
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• pp.116-122
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• 2004

A micromachined self-exited piezoelectric cantilever has been fabricated using PZT(52/48) thin film. For the application to biosensor using antigen-antibody interaction, electromechanical properties such as resonant frequency and quality factor of micromachined piezoelectric cantilever were important factors. Electromechanical properties and resonant behaviors of microfabricated cantilever were simulated by FEA (Finite Element Analysis) using Coventorware$^{TM}$2003. And these characterization of microcantilever were measured by using LDV(Laser Doppler Vibrometer) to compare with FEA data. We present the resonant frequency shift of micromachined piezoelectric cantilevers due to combination of mass loading and change of spring constant by gold deposition. Experimental mass sensitivities of microcantilever were characterized by Au deposition on the backside of microcantilever. Mass sensitivities with $100{\times}300$ ${\mu}{\textrm}{m}$ dimension cantilever from simulation and experimental were 5.56 Hz/ng and 16.8 Hz/ng respectively.y.

• Proceedings of the IEEK Conference
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• 2005.11a
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• pp.147-150
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• 2005

Low actuation voltage and no contact stiction are the important factors to apply MEMS RF switches to mobile devices. Conventional electrostatic MEMS RF switches require several tens of voltages for actuation. In this paper we propose PAS MEMS RF switch which adopt PZT actuators and seesaw cantilevers to meet the above requirements. The fundamental structures of PAS MEMS switch were designed, optimized, and fabricated. Through the developed processes PAS SPDT MEMS RF switches were successfully fabricated on 4" wafers and they showed good electrical properties. The driving voltage was less than 5 volts. And the insertion loss was -0.5dB and the isolation was 35dB at 5GHz. The switching speed was about 5kHz. So these MEMS RF switches can be applicable to mobile communication devices or wireless multi-media devices at lower than 6GHz.