Fabrication of Graphene-based Electrical Devices and Their Applications for Molecular Detection

엄성운 부산대학교 대학원 2016 국내석사

급격한 발전과 변화를 거듭하는 현 시대에서, 의료의 패러다임이 이미‘치료’로 부터‘예방 및 진단’으로 빠르게 변화하고 있다. 그에 따라 개인용 의료기기의 개발 및 보급이 확대되고 유비쿼터스 헬스케어 시장이 본격적으로 활성화 되고 있다. 특히 센서 소자에 바이오 기술(BT)이 접목된 바이오 센서 기술과 정보 기술(IT)을 융합하여 의료분야에 적용할 수 있는 연구가 세계 각지에서 활발히 진행되고 있다. 바이오 센서란 생체 감지 물질(Bio-probe materials)이 특정 분석 물질(Specific target materials)과 선택적으로 반응 및 결합하는 현상에 기인한 물리/화학적 변화를 통해 분석 물질을 감지할 수 있도록 해 주는 장치이다. 대표적인 예로서 트랜지스터 및 다이오드의 전류 변화, 문턱 전압의 이동 등 디바이스의 전기적인 변화를 지표로 하는 센서를 들 수 있다. 이와 같이 전자 디바이스를 기반으로 한 바이오 센서에서는 디바이스의 성능이 곧 센서의 성능으로 직결된다. 그러나, 무어의 법칙으로 정의되는 전자 디바이스의 물리적 소형화를 통한 전자 기기의 집적화 및 고속화는 이미 그 한계에 도달했으며, 나아가 진정한 유비쿼터스 헬스케어를 위한 웨어러블 장치로의 적용에 있어서는 투명하거나 휘어지는 특성 등 다양한 기능적 특성이 추가적으로 요구된다. 이러한 제한 사항을 개선하기 위해 그래핀(Graphene) 이라는 탄소동소체에 주목하였다. 그래핀이란 2차원 평면 상에서 탄소 원자들이 벌집 모양으로 결합되어 단일 층으로 존재하는 물질이다. 그래핀은 높은 전하 이동도 및 전류밀도, 뛰어난 열전도도, 탁월한 유연성 및 높은 기계적 강도를 가져 차세대 유연 투명 소자(Flexible & transparent electronics)로의 응용에 있어 상당한 잠재성을 가지고 있다고 할 수 있다. 본 논문은 상기의 그래핀을 기반으로한 전자 디바이스를 구현하고, 실제 특정 물질을 감지함으로써 바이오 센서로의 적용 가능성을 확인함을 그 목표로 한다. 본 논문에서는 화학기상증착법(Chemical vapor deposition)을 통해 합성된 그래핀을 활용하여 ‘포토리소그래피 (photolithography) 공정을 통해 패턴된 그래핀을 활성 채널로 사용한 트랜지스터’및 ‘그래핀/ n형 실리콘 쇼트키 접합 다이오드’의 두 가지 전자 소자를 구현하였다. 각 소자를 구성하는 그래핀의 표면에 고분자막을 처리하여 최종적으로 특정 분석 물질(specific target material)과 결합(binding) 할 수 있는 감지 물질(probe materials)로 그래핀 표면을 활성화(activation) 시킨다. 이때, 감지 및 분석 물질 쌍(probe-target pair)으로는 잘 알려진 결합 쌍(binding pair)인 바이오틴과 스트렙타비딘(Biotin & streptavidin)을 사용하였다. 이후, 포토리소그래피 및 몰딩 공정을 통해 제작된 PDMS 미세 유체 채널 (microfluidic channel)과 제작된 소자를 결합 후, 바이오틴화(biotinylation)된 그래핀 위로 스트랩타비딘 (streptavidin) 용액을 흘려줌으로써 발생되는 소자의 전기적 변화 거동을 관찰하였으며, 궁극적으로 분자 감지(molecular detection)가 가능함을 확인함으로써 그래핀 기반 전자 디바이스의 바이오 센서 산업으로의 응용 가능성을 제시 하였다.

소형 무인비행체를 활용한 군집비해에 관한 연구

김기홍 한세대학교 일반대학원 2020 국내석사

센서퓨젼기술을 이용한 정밀조립작업

이종길 서울大學校 大學院 1994 국내석사

USN 환경에서 센서노드의 정보 신뢰성을 위한 잡음제거기술 개발

양영민 아주대학교 정보통신대학원 2008 국내석사

유비쿼터스 시대의 요구사항에 따라 그 핵심 기술 중 하나인 USN (Ubiquitous Sensor Network, 유비쿼터스 센서 네트워크) 기술이 두각 되고 있다. 많은 대학과 기업의 연구기관에서 여러 종류의 센서노드가 개발 되어지고 있으며, 노드간의 네트워크 및 노드의 구성에 대한 중요성이 강조되고 이에 못지않게 센서보드의 중요성도 강조되고 있다. 센서보드는 인간의 오감을 대신하는 센서를 사용하여 물리계 또는 환경계의 현상을 정량적으로 측정하여 정보를 검출하는 역할로써 센서노드의 중요한 구성요소이다. USN의 응용 영역에 따라 센서보드는 다양한 종류의 센서를 장착하여 조도, 온도, 습도, 가속도/지진강도, 음향, 지자기, 위치(GPS) 등과 같은 환경정보를 선택적으로 센서노드에 제공 할 수 있어야한다. 따라서 센서보드는 다양한 환경 속에서 정밀하면서도 신뢰성이 강한 정보를 제공할 수 있어야한다. 본 논문은 USN 환경에서 센서노드의 정보 신뢰성을 위한 잡음제거를 위하여 센서인터페이스 기술과 신호처리 기술을 연구하였다. USN(Ubiquitous Sensor Network) one of the main technologies is issued according to claims desired of the Ubiquitous age. Sensor node of many differenttypesisbeing developed in many university and a research institution ofcompany.also the network among node,componentofnode and importance ofSensorboard arebeing emphasized. Sensors on board the human senses,instead of using a sensor system or environmentalphenomenon ofquantitative information as measured by sensors to detectaroleasan importantcomponentofthenode.USN,depending on the application area isequipped with sensorsand sensorboard hasvariouskindsof light, temperature, humidity, acceleration / intensity earthquake, acoustic, geomagnetic, location (GPS) sensors, such as optionally node to provide environmentalinformation should beableto. so Sensor board should be able to offer exactand credible information in different environment. this master's thesis carried out research on interface technology of sensor and signal process technology for noise removal (for information creditofsensornode)in USN environment.

자율주행자동차의 주행정보 센서 보안기술 연구

박원식 고려대학교 정보보호대학원 2017 국내석사

자율주행 자동차는 주행에 필요한 정보를 차량에 부착된 센서를 이용 수집하고 이를 처리하여 차량 스스로 주행에 적용함으로써 운전자의 도움없이 주행이 가능한 차량으로 정밀 센서 기술과 정보기술이 융합된 자동차 기술이다. 이 차량은 제어기술 기반으로 GPS을 이용한 차량위치 좌표를 바탕으로 차량 위치와 차량주변정보 수집을 위한 레이더(Lader)와 라이더(Lider) 그리고 영상 카메라로 결합된 각종 센서들로 이루어져 있으며 차량 CAN통신과 마찬가지로 주행에 사용되는 센서 데이터에 대한 암호화 조치가 없어 수집된 센서정보를 그대로 차량주행에 사용하고 있다. 이는 차량 내부 센서 데이터뿐 아니라 차량의 정보기기와 연결되어 있는 외부망으로 부터 주행정보 위변조공격이 가능하며 이 데이터가 안전하지 않거나 보안조치가 안되어 있을 경우 차량 탐승자의 안전에 문제가 발생한다. 본 논문에서는 아직 개발단계에 있는 자율주행 차량의 센서 데이터에 대한 보안 모델을 통해 더욱 안전한 주행 데이터 수집과 처리 방법을 연구하고 이를 안전하게 사용하는 보안 알고리즘으로 차량 내부 데이터의 안전한 통신 환경을 제시하고자 한다.

경추 교정용 스마트 의류 디자인 프로토타입 개발

유해금 성신여자대학교 대학원 2023 국내박사

본 연구는 다양한 분야의 학문적 지식을 융합하여 경추 교정을 위한 스마트 의류를 개발 하는데 목적이 있다. 이를 위해 관련 분야의 이론적 연구 결과를 참고하여 질적 분석과 양적 분석, 문헌 연구, 사례 분석, 시장 조사, 실증 연구 등의 방법을 사용했다. 연구의 범위는 센서 기술 응용, 경추증 발생 원인, 경추증 치료 방법 및 시장 조사, 정보 처리 기술, 센서 부품 설계, 소프트웨어 설계, 전자 부품 및 의류 디자인 등으로 구성되었다. 본 연구에서는 웨어러블 기술과 의류를 결합하여 경추 자세를 모니터링하는 스마트 의류를 개발하고자 하였다. 이를 위해 센서 기술의 응용, 시스템 설계, 의류 구조 설계, 원단의 활용, 디자인 공정 등 다섯 가지 차원에서 연구를 진행하였다. 주요 센서로는 자이로스코프 거리 측정 센서를 사용하였으며, 건강 모니터링, 정보 피드백, 진동 알림 기능 등을 갖춘 고개 숙임 방지 스마트 의류를 설계하였다. 본 연구의 실증 연구는 사용자 설문조사, 경추 각도 측정 연구, 예비 실험 및 설계 수정, 의류 프로토타입 개발 및 센서와 의류의 결합 테스트 평가 연구로 진행되었다. 본 연구의 경추 질환의 발생 원인에 대한 선행 연구를 통해 오랜 시간 고개 숙인 자세가 경추 질환의 주요 원인임을 확인하였다. 그다음으로, 사용자 설문 조사를 통해 연구 대상과 디자인 선호도를 파악하고, 실험 대상에 경추 기울기 각도 실험을 진행했다. 그리고 측정된 데이터에 대해 회귀 및 상관 분석을 실시하고, 그 분석된 정보를 기반으로 경추 자세를 모니터링할 수 있는 스마트 의류 시스템을 개발하였다. 그다음, 경추 고개 숙임 모니터링 실험과 예비 실험법을 통해 앞가슴 쪽에서 경추가 숙여진 자세를 정확히 확인할 수 있다는 것을 발견한 후, 남성용 후드와 여성용 조끼로 이루어진 두 가지 스타일의 의류를 디자인하였다. 모니터링 장치는 가슴 앞부분에 장착하였으며, 전자 부품, 배터리 장치, 전선 등의 위치를 적절히 고려하여 모니터링 효과와 일상적인 착용 니즈를 모두 충족시켰다. 마지막으로, 스마트 의류를 제작한 후 소프트웨어 테스트와 착용자 및 전문가의 평가 실험을 수행했다. 실험 결과, 모니터링 효과가 뛰어나며, 경추 자세를 실시간으로 모니터링할 수 있고, 핸드폰 인터페이스를 통해 알림도 울릴 수 있는 것을 확인했다. 본 연구의 개발과 실증 과정은 스마트 의류 분야에 혁신적인 연구 자료를 제공하며, 개개인의 건강에 대한 다양한 선택지를 제공하는 동시에 의류의 스마트화 발전에 기여할 수 있다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 연구결과 첫째, 이론적 고찰 연구와 제품 조사 분석을 통해 경추를 모니터링하는 스마트 의류 개발을 위한 기초자료를 수집하고 현재 스마트 의류 개발 현황과 연구 방향을 파악한 결과 스마트 의류를 구현하는 기능적 수단은 센서인 것을 알게 되었다. 센서는 스마트 의류에 널리 응용되고 있으며, 본 연구에 견고한 이론적 토대를 제공한다. 또한 센서와 경추 문제, 경추 치료법에 대한 선행 연구를 진행하여 현재 본 연구의 제품 개발에 적합한 센서는 안정적인 성능, 작은 크기, 성숙한 기술, 민감한 모니터링 효과가 장점인 자이로 센서로 결론지었다. 경추증의 발생 원인은 선천적으로 발육이 좋지 못한 경추로 인한 것이거나 생활, 노동, 자세 불량 등 후천적인 영향으로 인한 것이다. 치료 방법은 주로 중의학과 서양의학을 결합한 두 가지가 있다. 따라서 본 논문에서는 선행 연구를 바탕으로 경추 스마트 모니터링 의류의 연구 목적을 보다 명확히 하고, 설문조사와 경추 각도 자세 실험, 예비 모니터링 실험 3단계로 나누어 실증 연구를 수행하였다. 둘째, 사용자 설문조사를 통해 다수의 대학생이 경추 문제를 겪고 있으며, 대부분의 발생 원인은 전자기기의 장시간 사용, 잘못된 자세, 운동 부족, 장시간 고개 숙임으로 인한 경추 통증 때문인 것을 알게 되었다. 따라서 대학생을 본 연구 대상으로 최종 선정하였다. 사용자 설문조사에 따르면 스마트 의류에 대한 사용자의 인지도는 낮지만 수용도는 높은 것으로 나타났다. 또한 조끼, 맨투맨 등 일상복을 선호하는 경향이 있어 어느 장소에서나 착용할 수 있는 일상복으로 디자인 방향을 잡았다. 이는 패션 미관과 소재 안전 신뢰성, 친환경성, 민감한 모니터링, 쾌적성, 합리적 가격을 특징으로 하는 경부 자세 모니터링용 스마트 의류다. 셋째, 사용자 설문조사 결과를 통해 연구 대상자를 선정하였고, 실험 대상자의 경추 전경 각도 실험을 실시하였으며, 선행 연구와 시험 결과 분석을 통해 인체의 정상적인 전경 각도가 0~45°인 것을 알아냈다. 45°보다 크면 비정상각도이며, 학생들의 전경 각도는 45°~50°, 50°~55°, 55°~60°로 60°이상인 사람이 많았다. {경추의 고개 숙임 각도=90°-경추 전경 각도}에 따라 최종적으로 계산한 경추 통증이 오는 경추 전경 각도 및 시간은 {40°~30°}26분, {45°~40°}30분, {<30°}24분이다. 경추 고개 숙임 각도와 경추 통증이 오는 시간을 분석한 데이터를 기반으로 경추 모니터링 시스템의 범위값을 발견하였다. 넷째, 고개 숙임 각도의 범위값으로 경추 모니터링 실험을 진행하고, 실험을 통해 모니터링 장비와 최적의 장비 위치를 결정하였다. 레이저 거리측정기와 자이로스코프 및 STM32 칩을 사용하여 인체의 앉은 자세로 인한 문제를 모니터링했다. 실험 결과 자이로스코프와 STM32 칩을 결합하면 스마트 의류 디자인의 니즈와 의류 미관상의 니즈도 충족시킬 수 있다. 경추가 앞으로 기울어진 각도에서 최대한의 모니터링이 가능하면서 일상생활에 불편을 주지 않으려면 장비의 적합한 위치는 고개 숙인 자세에서 앞가슴 쪽인 것을 파악하였다. 따라서 본 실험의 연구 결과는 경추 스마트 모니터링 의류의 설계 및 개발에 응용되었다. 다섯째, 예비 실험 결과에 따라 편의성과 미관성을 갖춘 스마트 의류를 디자인하고 개발하였으며, 본 논문에서는 전자 부품, 배터리 장비, 전선 등을 의류 내부에 적절히 배치한 남녀 맨투맨과 조끼를 개발하였다. 앞가슴에 내장 포켓을 만들어 모니터링 장비를 쉽게 설치할 수 있도록 했고, 배터리와 전선 등의 부품도 포켓 안쪽에 설치했다. 일상에서 착용 가능하고, 모니터링 효과도 있으면서, 미관에 관한 니즈도 충족시키는 스마트 의류 제작을 목표로 하였다. 가장 효과적인 디자인으로 제품을 제작하였고 최종적으로 제품 평가와 장비 테스트를 진행했다. 여섯째, 사용자 착용 평가와 전문가 평가를 거쳐 스마트 의류의 모니터링 효과와 쾌적성 측면에서 사용자와 전문가 모두에게 높은 평가를 받았다. 모니터링 장비는 앞가슴 쪽에 장착하여 고개 숙임 각도를 실시간으로 모니터링하고 휴대폰 인터페이스를 통해 데이터를 전송하여 사용자에게 제때 알림을 보내 자세를 교정할 수 있도록 하였다. 실험 과정 중 모니터링 알림 효과, 쾌적성, 외관 만족도, 부품 장착 위치 등에서 사용자들로부터 높은 점수를 받았으며 전문가들도 의류의 전반적인 구조와 여유량 설계에 대해 4점 이상의 평점을 줬다. 평가 결과에 따라 사용자의 심미적 수요를 충족시키기 위해 페이크 레이어링 디자인 방식으로 의류의 외형 구조를 개선하였다. 종합하자면 본 연구의 개발 및 실증 과정은 중요한 실용적 가치와 학술 가치를 지니며 스마트 의류 분야, 경추 건강 분야와 인체 공학 분야의 발전을 촉진하는 데 기여할 것으로 본다. 또한 본 연구의 아이디어와 연구 방법은 관련 분야 연구를 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것이다. 나아가 본 연구 결과는 일상이 스마트화 되어 가는 상황에서 헬스케어 분야에도 활용 및 적용될 수 있길 기대한다.

저전력형 마이크로 가스센서의 제조 및 CO, NOx 가스 감응특성에 관한 연구

김시동 서울시립대학교 일반대학원 2008 국내박사

자동차 배기가스의 대표적 성분인 CO, NO_(X) 가스는 대기오염의 주요원인으로 인체에 많은 피해를 끼치고 있다. 나노 감지물질을 이용한 MEMS 기반의 반도체식 가스센서는 높은 가스반응성, 짧은 반응속도, 빠른 회복시간, 낮은 소비전력 등의 장점이 있으므로, 최근 이를 바탕으로 한 많은 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 MEMS 공정을 이용하여 제작된 마이크로 가스센서 플랫폼과 졸-겔법을 이용하여 CO, NO_(X) 가스 감지물질을 합성하였고, 이를 적용한 마이크로 가스센서의 설계 및 제작, 평가에 대한 연구를 실시하였다. 마이크로 가스센서 플랫폼은 2 mm × 2 mm로 소형화하였으며, 가스감지 전극 및 마이크로 히터는 Pt 박막층 내부에 형성된 동일평면 구조로 설계하였다. 마이크로 히터가 장착된 가스센서 플랫폼은 유한요소법을 이용하여 설계?해석하였으며, 설계된 히터패턴 중에서 cap type, 60 μm 선폭 단일 히터패턴의 열효율이 가장 높게 나타났다. 마이크로 플랫폼은 MEMS 공정으로 제작되었으며 총 3장의 포토마스크가 사용되었다. 제작된 마이크로 플랫폼은 적외선 열화상 측정을 통해 멤브레인 내부 온도분포를 측정하였고, 동일한 히터전압 인가 시 cap type, 60 μm 선폭 단일 히터패턴의 플랫폼의 온도가 가장 높게 나타나 해석결과의 경향과 일치하였다. 마이크로 히터 인가전압에 따른 센서의 소비전력 측정결과 1.8 V의 히터 인가전압에서 센서의 동작온도는 약 270℃이었으며, 약 53 mW의 저전력 구동이 가능하였다. 졸-겔법으로 합성된 SnO₂ 기반의 가스 감지물질은 550℃에서 열처리 후, Sn-sol 내부의 유기물이 모두 제거되어 안정적인 결정상이 형성되었다. 제조된 SnO₂의 입자크기는 약 30 nm ~ 40 nm이었고, CO, NO_(X)의 가스감지 특성을 향상시키기 위한 첨가제로서 Pd과 WO₃를 소량 첨가하였다. 가스 감지물질이 마이크로 플랫폼에 도포된 CO, NO_(X) 가스센서의 가스감지특성 평가결과, CO 가스에 대해서는 약 270℃에서 최대의 감지반응을 나타냈으며, 50 ppm의 CO 가스를 주입하였을 때 가스감도(RS)는 약 0.32로 나타났다. 또한 NO₂ 가스에 대해서는 약 300℃에서 최대의 반응이 나타났으며, 3 ppm의 NO₂ 가스를 주입하였을 때 가스감도는 37.48로 나타났다. 제조된 CO, NO₂ 가스센서 모두 각 가스의 농도가 증가하였을 때 선형적으로 가스 감도가 증가하였으며, CO, NO₂ 혼합가스 감지시험 결과 50 ppm CO 가스와 약 0.6 ppm ~ 0.7 ppm NO₂ 가스에 대한 반응성이 동등한 것으로 나타났다. 제조된 마이크로 가스센서의 저전력, CO, NO_(X) 가스에 대한 고감도 특성은 자동차 유해가스 검출 및 대기환경 계측 등에 활용 가능할 것으로 예상된다. Design, fabrication and charactefzation of the micro gas sensors for CO and NOx gases have been conducted by a MEMS process and sol-gel synthesis method, The sensing electrode and micro heater were designed as a co-planar type structure with the Pt thin film layer. The chip size of gas sensors was 2 mm x 2 mm, Thermal properties of the micro platform with micro heater those were analyBed by a finite element method (FEM) and compared with those of the fabricated micro platforms. From the experimental result by a FEM simulation and IR thermovision, the cap-type micro heater with a mono-line of 60 Um width showed the best thermal efficiency of high temperature inside the membrane at the constant heater voltage. The fabricated micro platform showed the low power consumption of 67 mW at the heater voltage of 1 V with which operating temp;erature of the sensor became about 300'C. SnO₂ based sensing materials for CO and NOx gases were synthesized by adding Pd and WO₃. The average value of particle sizes was observed around 40 nm ~ 50 nm by SEM and XRB pattern. Gas sensing characttfstics of the fabricated gas sensors with sensing materials on the micro platforms showed the maximum gas sensitivity (Rs) at 1.8 V for CO and 2,0 V for NO₂ gas, respectively. The power consumption of the micro gas sensors was as low as 53 mW at 1.8 V and 67 mW at 2.0 V. The maximum values of Rs were 0.32 for 50 ppm CO gas at 1,8 V and 37.48 for 3 ppm NOa gas at 2.0 V Gas sensing characteristics of CO and NOx gases showed a linear behavior with the increase of gas concentration. The maximum gas sensitivity of NO₂ gas occurred at higher temperature than that of CO gas. This suggests that more energy is required for the adsorption of NO₂ molecvles on the surface of SrO₂-based material than that of CO. The fabricated gas sensor was characteffed by a low power consumption and very high sensitivity for CO and NOx gases. It is possible for the gas sensor in this study to be applicable for the detecdon of automobile exhaustion gases.

MEMS 기술을 이용한 미세 힘센서의 설계

조운기 仁荷大學校 大學院 2002 국내석사

본 논문에서는 3축 힘을 측정하는 실리콘 기반의 사각단면 힘센서를 단순빔 이론을 이용한 이론적인 설계방법, 막의 변형을 측정하는 압전저항의 최적위치 선정방법 그리고 설계한 힘센서를 제작하는 반도체공정에 대한 연구를 수행하였다. 처짐과 변형률 분포를 쉽게 얻기 위하여 박막형태의 감지부를 네 개의 사다리꼴 빔으로 가정하였고 타당성을 증명하기 위하여 유한요소 해석과 십자형 빔 모델을 이용하여 해석을 수행하였다. 빔 이론과 유한요소 해석에서 얻어진 처짐과 변형률 분포를 비교하여 단순 사다리꼴 빔 이론으로 사각형 박막의 힘센서의 설계 변수를 충분히 제공할 수 있음을 규명하였다. 이러한 방법으로 최대하중 5 N, 최소하중 0.1 N을 갖는 3축 미세 힘센서를 설계하였다. 압전저항의 최적위치는 상용유한요소 프로그램인 ANSYS를 통하여 얻어진 변형률 분포를 이용하여 구하였다. 압전저항들의 완전결손회로들로 이루어진 세 하중 F_(x), F_(y), F_(z)의 측정시스템에 대한 감도평가가 수행되었다. 또한 완전결손회로들의 온도영향에 대한 평가를 수행하여 최종적으로 미세 힘센서를 설계하였다. 반도체공정 기술을 이용한 MEMS 기술을 적용하여 미세 힘센서의 제조공정을 설계하였고 현재 공정작업을 진행하고 있다. This paper describes a design methodology of a tri-axial silicon-based force sensor with square membrane by using a simple beam theory. It also investigates the optimum position of piezoresistors to measure the deformation of the membrane and its fabrication process using the micromachining technology(MEMS). The sensing element of membrane type was simply assumed as four trapezoidal beams to obtain the deflection and the strain distribution easily. The finite element analysis and the analysis of the cross beam model were also performed to verify the proposed trapezoidal beam model. The comparison of deflection and the strain distribution obtained from beam theory and finite element analysis showed that the simple trapezoidal beam theory could provide satisfactorily the design parameter of force sensor. The sensor has a maximum force range of 5 N and a minimum force range of 0.1 N in the three-axis directions. The optimal positions of piezoresistors were determined by the strain distribution obtained from the commercial finite element analysis program, ANSYS. The sensitivity of the micro force sensor using three Wheatstone bridge circuits were evaluated. In addition, the temperature effect on the micro force sensor was performed by using the ANSYS program. Finally, the fabrication process was designed by the MEMS technology using micromachining.

적외선 감지센서 기술 개발을 위한 황화납 양자점의 합성 및 특성 평가

강대경 경북대학교 대학원 2020 국내석사

본 연구는 적외선 센서 기술로 널리 사용되고 있는 반도체 기반의 기술이 아닌 표면 플라즈몬 공명을 활용하여 적외선의 감지를 이루고자 하는 데 목표를 두고 있다. 2장에서는 표면 플라즈몬 공명에 대한 기반적 이론을 제시함과 동시에 이를 통하여 적외선을 감지할 수 있는 기술의 기초적 토대를 마련하고자 한다. 3장에서는 양자점의 개요와 더불어 표면 플라즈몬 공명 기반 적외선 센서에서 가장 중요한 능동층을 이루는 물질인 시스테아민 표면 처리된 황화납 양자점 (Cysteamine capped lead sulfide quantum dot)의 합성 방법을 제시하였다. 4장에서는 3장의 방법으로 합성한 양자점의 형상, 구성 성분, 전기 광학적 특징 등을 전자주사현미경 (Transmission electron microscopy, TEM) 및 분광광도계(Spectrophotometer)를 통하여 그 특성을 평가한 내용을 담고 있다. 마지막으로 5장에서는 합성한 양자점을 기반으로 한 표면 플라즈몬 공명 기반 적외선 센서의 연구 계획과 다른 분야에서의 활용성에 대한 내용을 이야기하고자 한다. Low cost and non-cooled infrared sensors are demanded for research and industrial applications, since conventional passive infrared system required high cost and powerful cooling systems additionally. This study suggested a low cost and non-cooled infrared sensor based on surface plasmon resonance and exhibited the synthesis method of aggregation-free cysteamine capped lead sulfide (PbS) quantum dot for active layer on Kretschmann configuration. The property of PbS quantum dots that generate the excitons after absorption of infrared lights allows to shift the surface plasmon resonance angle causing a change of reflected light intensities. Adding 2-mercaptoethanesulfonate as additional ligand was effective to prevent the aggregation of quantum dots due to the hydrogen bonds between cysteamine molecules. Transmission electron microscopy and energy dispersive X-ray spectroscopy show the structure of the synthesized quantum dots and the presence of well-attached two ligands. UV-Vis-NIR spectrophotometer determined the peak absorption wavelength of the synthesized quantum dots, which is 1450 nm corresponding to the theoretical works. Based on the study, aggregation-free cysteamine capped PbS quantum dot has a great potential to the infrared sensor applications.

다중 센서 이벤트 연산 모델에 따른 액션 모바일 푸시 시스템 설계 및 구현

유범진 부산대학교 대학원 2014 국내석사

When it comes to Sensor Network, its studies to recognize the change in the current situation by using a single sensor module have been in use for many years. This system is inaccurate since the situation should be figured out with a single sensor. In addition, it is highly unlikely to utilize this system in the more complicated and various circumstances. This paper holds that the event operation model with multi-sensors can improve the existing system. there are three different types of models including Sequential event operation model, Concurrent event operation model, Sequential and Concurrent event operation model applied operational time. These operation models are at work in a wide range of aspects because not only do they monitor things that a sensor gets but they sense what it will happen. Moreover, its generated data are transferred through the Google cloud server to each smartphone user. Based on the data type, these models perform what it means. Also, it is beneficial to check its data in other servers because the result is defined as XML.