• 센서학회지
• /
• 제22권2호
• /
• pp.144-149
• /
• 2013

In this research, we developed a biosensor to detect lung cancer-specific biomarker using Anodic Aluminum Oxide (AAO) chip based on interference and nano surface plasmon resonance (nanoSPR). The nano-porous AAO chip was fabricated $2{\mu}m$ of pore-depth by two-step anodizing method for surface uniformity. NanoSPR has sensitivity to the refractive index (RI) of the surrounding medium and also provides simple and label-free detection when specific antibodies are immobilized to the Au-deposited surface of nano-porous AAO chip. To detect the lung cancer-specific biomarker, antibodies were immobilized on the surface of the chip by Self Assembled Monolayer (SAM) method. Since then lung cancer-specific biomarker was applied atop the antibodies immobilized layer. The specific reaction of the antigen-antibody contributed to the change in the refractive index that cause shift of resonance spectrum in the interference pattern. The Limit of Detection (LOD) was 1 fg/ml by using our nano-porous AAO biosensor chip.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
• /
• pp.658-658
• /
• 2013

Graphene is an attractive material for various device applications due to great electrical properties and chemical properties. However, lack of band gap is significant hurdle of graphene for future electrical device applications. In the past few years, several methods have been attempted to open and tune a band gap of graphene. For example, researchers try to fabricate graphene nanoribbon (GNR) using various templates or unzip the carbon nanotubes itself. However, these methods generate small driving currents or transconductances because of the large amount of scattering source at edge of GNRs. At 2009, Bai et al. introduced graphene nanomesh (GNM) structures which can open the band gap of large area graphene at room temperature with high current. However, this method is complex and only small area is possible. For practical applications, it needs more simple and large scale process. Herein, we introduce a photosensitive graphene device fabrication using CdSe QD coated nano-porous graphene (NPG). In our experiment, NPG was fabricated by thin film anodic aluminum oxide (AAO) film as an etching mask. First of all, we transfer the AAO on the graphene. And then, we etch the graphene using O2 reactive ion etching (RIE). Finally, we fabricate graphene device thorough photolithography process. We can control the length of NPG neckwidth from AAO pore widening time and RIE etching time. And we can increase size of NPG as large as 2 $cm^2$. Thin CdSe QD layer was deposited by spin coatingprocess. We carried out NPG structure by using field emission scanning electron microscopy (FE-SEM). And device measurements were done by Keithley 4200 SCS with 532 nm laser beam (5 mW) irradiation.

• 대한전자공학회논문지SD
• /
• 제40권5호
• /
• pp.285-289
• /
• 2003

본 논문에서는 실리콘 기판상의 전송선로 특성을 개선하기 위하여 표면 마이크로머시닝 기술과 새로운 산화법(H₂O/O₂ 분위기에서 500℃, 1시간 열산화와 1050℃, 2 분간 RTO(Rapid Thermal Oxidation) 공정)을 이용하여 10 ㎛ 두께의 다공질 실리콘 산화막(oxidized porous silicon:OPS) air-bridge 기판 위에 공면 전송선로(Coplanar Waveguide:CPW)를 제작하였다. 간격이 40 ㎛ 신호선이 20 ㎛ 전송선 길이가 2.2 mm인 CPW air-bridge 전송선의 삽입손실은 4 GH에서 -0.28 dB이며, 반사손실은 -22.3 유를 나타내었다. OPS air-bridge 위에 형성된 CPW의 손실이 OPS층 위에 형성된 CPW의 삽입손실보다 약 1 dB 정도 적은 것을 보여주었으며, 반사손실은 35 GHz 범위에서 약 -20 dB를 넘지 않고 있다. 이와 같은 결과로부터 두꺼운 다공질 실리콘 멤브레인 및 air-bridge 구조는 고 저항 실리콘 집적회로 공정에서 고성능, 저가의 마이크로파 및 밀리미터파 회로 응용에 충분히 활용 될 수 있으리라 기대된다.

• 소성∙가공
• /
• 제28권1호
• /
• pp.21-26
• /
• 2019

Direct Laser Melting (DLM) of $Ti-xTiH_2$ (mixing ratio x = 2, 5, 10 wt.%) blended powder is characterized by producing porous titanium parts. When a high energy laser is irradiated on a $Ti-TiH_2$ blended powder, hydrogen gas ($H_2$) is produced by the accompanying decomposition of the $TiH_2$ powder, and acts as a pore-forming and activator. The hydrogen gas trapped in a rapidly solidified molten pool, which generates porosity in the deposited layer. In this study, the effects of a $TiH_2$ mixing ratio and the associated processing parameters on the development of a porous titanium were investigated. It was determined that as the content of $TiH_2$ increases, the resulting porosity density also increases, due to the increase of $H_2$ produced by $TiH_2$. Also, porosity increases as the scan speed increases. As fast solidified melting pools do not provide enough time for $H_2$ to escape, the faster the scan speed, the more the resulting $H_2$ is captured by the process. The results of this study show that the mixing ratio (x) and laser machining parameters can be adjusted to actively generate and control the porosity of the DLM parts.

• 한국분말재료학회지
• /
• 제26권1호
• /
• pp.40-44
• /
• 2019

Tungsten trioxide ($WO_3$) is a promising candidate as a photocatalyst because of its outstanding electrical and optical properties. In this study, we prepare $WO_3$ thin films by electrodeposition and characterize the photocatalytic degradation of methylene blue using these films. Depending on the voltage conditions (static and pulse), compact and porous $WO_3$ films are fabricated on a transparent ITO/glass substrate. The morphology and crystal structure of electrodeposited $WO_3$ thin films are investigated by scanning electron microscopy, atomic force microscopy, and X-ray diffraction. An application of static voltage during electrodeposition yields a compact layer of $WO_3$, whereas a highly porous morphology with nanoflakes is produced by a pulse voltage process. Compared to the compact film, the porous $WO_3$ thin film shows better photocatalytic activities. Furthermore, a much higher reaction rate of degradation of methylene blue can be achieved after post-annealing of $WO_3$ thin films.

• 공업화학
• /
• 제22권3호
• /
• pp.243-248
• /
• 2011

상온에서 작동하는 고감도 수소 가스센서를 제조하기 위하여 Pt 촉매가 증착된 다공성 탄소나노섬유를 제조하였다. 나노섬유는 polyacrylonitrile을 탄소전구체로 하여 전기방사법을 이용하여 제조되었고, 탄소나노섬유의 제조를 위하여 열처리 공정을 거쳤다. 다음으로, 탄소나노섬유에 화학적 활성화 공정을 통하여 가스 흡착을 위한 높은 비표면적과 기공구조를 부여하였다. Pt는 수소가스에 대한 촉매효과를 위하여 스퍼터링법을 통해 다공성 탄소나노섬유에 증착되었다. 탄소나노섬유는 화학적 활성화 공정을 통해 비표면적이 $2093m^2/g$으로 100배 이상 증가하였고, 약 60 vol%의 미세기공이 부여되었다. Pt는 다공성 탄소나노섬유의 형태를 그대로 유지하면서 얇고 고르게 증착되었다. 제조된 가스센서의 반응속도와 민감도는 비표면적, 미세기공율의 증가와 Pt 증착에 의하여 증가하였다. 결과적으로 수소가스에 대한 탄소나노섬유 상온에서 감응특성은 화학적 활성화와 Pt의 촉매효과에 의하여 향상됨을 알 수 있었다.

• 한국응용과학기술학회지
• /
• 제40권1호
• /
• pp.179-187
• /
• 2023

바이오물질을 포함하는 나노발전기는 무공해 에너지원이며 생분해성 전자폐기물이라는 점에서 친환경적인 전자소자이다. 특히 바이오 물질이 바이오폐기물로부터 추출될 수 있다면 바이오폐기물의 양도 줄어들 것이다. 본 연구에서는 포유동물의 피부에 존재하는 동물성 콜라겐을 이용하여 마찰전기 나노발전기를 제작하였고 그 특성평가를 진행하였다. 마찰전기 나노발전기의 전기적 양극층은 회전 도포방법을 이용하여 콜라겐 막을 형성하여 구성하였으며, 주사전자현미경으로 막이 다공성임을 확인하였다. 제작한 마찰전기 나노발전기는 주기적인 기계적 운동에 의해 3 Hz에서 7 V부터 5 Hz에서 15 V의 개방전압과 5 Hz에서 3.8 ㎂의 단락전류를 보였다. 결론적으로, 콜라겐 함유 마찰전기 나노발전기는 센서와 같은 저전력 구동 장치의 전원이 될 수 있으며 전자 폐기물 감소에도 유용할 것으로 기대된다.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
• /
• 제14권4호
• /
• pp.311-319
• /
• 2023

This work was performed to characterize the electrochemical behavior of AZ31 Mg alloy in neutral aqueous solutions where Cl^-, SO₄^2-, PO₄^3-, and F^- ions were present and pH was adjusted to 6 to exclude the contribution of H⁺ and OH^- ions. Open-circuit potential (OCP) transient, electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and potnetiodynamic polarization curves were employed. The OCP value appeared to decrease in the order of F^- > Cl^- > SO₄^2- > PO₄^3- ions while corrosion current density increased in the same order. Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) data showed two capacitive arcs in all the solutions and one more inductive arc appeared in PO₄^3--containing solution. By fitting of two capacitive arcs, capacitance of dense film (C_df), resistance of porous film (R_pf) and double layer capacitance (C_dl) and charge transfer resistance (R_ct) beneath the porous films were obtained. A simplified model in which various thicknesses and coverages of dense and porous films are assumed to be present on the AZ31 Mg alloy surface, is suggested to explain the effects of four different anions on the electrochemical behavior of AZ31 Mg alloy.

• 대한환경공학회지
• /
• 제30권4호
• /
• pp.409-414
• /
• 2008

상전이 방법을 이용하여 전기흡착용 다공성 탄소전극을 제조하였다. 활성탄소분말(ACP)과 Polyvinylidene fluoride(PVdF) 용액을 혼합한 전극슬러리를 제조한 후 나이프 캐스팅 방법으로 전극슬러리를 흑연박막 위에 코팅하였다. 코팅된 전극을 비용매인 증류수에 침지시켜 다공성 탄소전극을 제조하였다. ACP의 함량비(50.0, 75.0, 83.3, 87.5, 90.0 wt%)를 변화시켜 전극을 제조하여 ACP 함량에 따른 탄소전극의 물리적, 전기화학적 특성을 분석하였다. SEM 사진을 통해 제조된 탄소전극의 표면을 관찰한 결과 상전이에 의해 미세한 기공들이 전극 표면에 균일하게 형성됨을 확인할 수 있었다. 또한 전극의 평균 기공 크기는 72.7$\sim$86.4 nm로 나타났으며 ACP의 함량이 증가할수록 기공의 크기는 감소하였다. 제조된 전극들에 대해 cyclic voltammetry(CV) 분석법으로 전기화학적 특성을 분석하였다. 모든 전극에서 전형적인 전기이중층에서의 흡착 및 탈착반응을 나타내었다. 전극의 축전용량은 ACP의 함량비가 증가할수록 크게 증가하였으며 ACP 함량이 50.0 wt%일 때 2.18 F/cm$^2$, 90.0 wt%일 때 4.77 F/cm$^2$의 축전용량을 나타내었다.

• 멤브레인
• /
• 제25권1호
• /
• pp.15-26
• /
• 2015

본 연구에서는 기공의 크기가 큰 다공성 지지체를 $3{\sim}4{\mu}m$, 150 nm의 크기를 갖는 ${\alpha}$-알루미나 입자를 물과 실리카-지르코니아 용액에 각각 분산시키는 방법으로 표면 개질을 하였다. $3{\sim}4{\mu}m$ 크기의 알루미나 입자가 분산된 용액을 이용하여 금속 지지체 및 알루미나 지지체에 코팅하였을 때, 코팅횟수가 증가할수록 지지체의 표면의 큰 기공이 감소하였고, 여기에 150 nm 크기의 알루미나 입자가 분산된 용액으로 추가 코팅을 하면 작은 크기의 알루미나 입자가 기공 사이사이에 들어가면서 지지체를 좀 더 매끄럽게 개질하는 역할을 하는 것을 확인하였다. 특히 실리카-지르코니아 용액을 분산매로 하여 표면 개질을 한 경우, 알루미나 입자가 실리카-지르코니아 층에 촘촘하게 박힌 모양으로 고정이 되어 지지체 개질에 효과적임을 확인하였다. 이러한 방법으로 제조된 실리카-지르코니아 분리막의 기체투과도는 상온에서 각각 $1.8-8.4{\times}10^{-4}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}{\cdot}Pa^{-1}$, $3.3-5.0{\times}10^{-5}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}{\cdot}Pa^{-1}$이며 수소/질소 선택도는 Knudsen 분포를 보였다. 표면 개질된 지지체에 다양한 분리층을 형성하는 방법으로 무기 분리막 응용에 이용할 수 있을 것으로 예상된다.