- 수소와 같은 폭발성 가스나 인체에 유해한 VOC (Volatile organic compound) 등의 가스는 산업현장 또는 일상생활에서의 안전 및 건강과 밀접하게 관련되어 있기 때문에 고민감도, 저전력 가스 센서의 수요가 꾸준히 증가되고 있습니다. 본 연구실에서는 다양한 나노소재(나노와이어 및 나노로드, 나노시트)와 MEMS 플랫폼을 통합하여 초고성능 마이크로 가스센서를 개발하고 있습니다.
- 본 연구실에서는 미세 간격을 갖는 MEMS 전극 위에 산화주석 나노로드를 합성하여 벤젠, 톨루엔, 자일렌 등의 VOC를 감지하는 가스 센서를 개발하였으며, 일괄 공정법(Batch process)을 통해 센서의 대량 생산이 가능하도록 제작 공정을 설계하였습니다.
- 또한 새로운 감지 메커니즘을 가진 화학-기계식 수소 센서를 개발하였습니다. 센서는 팔라듐 코팅된 MEMS 외팔보 사이에 탄소 나노튜브 어레이 세트가 마주보는 형태로 제작되어 있으며, 팔라듐- 실리콘 바이모프(Bimorph)는 실온에서 수소 가스에 반응하여 변형되고, 이를 탄소나노튜브 어레이의 접촉 저항 변화로 측정합니다.
- 2D 나노물질(그래핀, 전이금속 디칼코제나이드)은 반도체 성질을 가지고 있으면서 우수한 전기적 특성을 가지고 있습니다. 본 연구실에서는 이황화몰리브덴에 팔라듐을 기능화 처리하여 실온에서 수소를 성공적으로 검출하였으며, 기능화 처리 물질의 두께에 따른 센서의 특성 변화를 연구하고 있습니다.
- VOCs (Volatile Organic Compounds), which are harmful to humans and explosive gases such as hydrogen, are closely related to safety and health in industrial. Therefore, demand for sensitive sensors and low power gas sensors is steadily increasing. We are developing ultra-high performance micro gas sensors by integrating various nanomaterials (nanowires and nanorods, nanosheets) on MEMS platforms.
- We developed a gas sensor that detects VOCs such as benzene, toluene, and xylene by synthesizing tin oxide nanorods between MEMS electrodes with micro gap. And we designed batch fabrication process for mass production.
- We developed a micro-chemo-mechanical hydrogen sensor with novel sensing mechanism based on contact resistance change of carbon nanotubes array. The sensor is composed of two facing sets of carbon nanotubes arrays as the detection material and palladium-coated micro-cantilever fabricated on silicon-on-insulator wafer. The Pd-silicon bimorph responds toward various concentration of hydrogen gas at room temperature.
- 2D nanomaterials (graphene, transition metal dicalogenside) have semiconducting properties and excellent electrical properties. We have successfully detected hydrogen at room temperature by functionalizing Pd on MoS2. Furthermore, we are studying the characteristics of the sensor according to the thickness of the functionalized material.