반도체 나노소재 및 MEMS 소자를 이용한 대기 중 위험 물질 감지 기술 개발

Abstract

본 연구에서는 전기수력학 프린팅을 이용하여 금속산화물 나노섬유의 마이크로 패터닝 및 가스센서 어레이를 제작하는 방법을 개발하였다. 센서의 감지 물질로 사용되는 1차원 나노섬유를 전기방사 방법을 이용하여 제작하였으며, 이를 초음파세척기를 이용하여 잘게 분쇄하였다. 금속산화물 물질 에틸렌글리콜과 같은 용매와 섞은 뒤 프린팅을 진행하였으며, DC전압을 이용하여 선 패턴을, 펄스 전압을 이용하여 점 패턴을 얻을 수 있었다. 이 점 패턴은 펄스 폭에 따라 그 크기가 조절 가능하였다. 대부분의 크기가 사용된 노즐의 내경보다 작았다. 이를 이용하여 고집적된 금속산화물 가스센서 어레이를 제작하고 NO2를 실시간으로 측정하였다. 마지막으로 저전력으로 작동하고 기계적, 열적으로 안정적인 MEMS 센서 플랫폼을 위해 디자인하고 시뮬레이션을 진행하여 마이크로 히터의 폭 및 길이를 최적화 하였다.여 잘게 분쇄하였다. 금속산화물 물질 에틸렌글리콜과 같은 용매와 섞은 뒤 프린팅을 진행하였으며, DC전압을 이용하여 선 패턴을, 펄스 전압을 이용하여 점 패턴을 얻을 수 있었다. 이 점 패턴은 펄스 폭에 따라 그 크기가 조절 가능하였다. 대부분의 크기가 사용된 노즐의 내경보다 작았다. 이를 이용하여 고집적된 금속산화물 가스센서 어레이를 제작하고 NO2를 실시간으로 측정하였다. 마지막으로 저전력으로 작동하고 기계적, 열적으로 안정적인 MEMS 센서 플랫폼을 위해 디자인하고 시뮬레이션을 진행하여 마이크로 히터의 폭 및 길이를 최적화 하였다.