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플렉서블 및 스트레쳐블 센서 기술 동향 원문보기

인포메이션 디스플레이 = Information display, v.15 no.4, 2014년, pp.20 - 26  

이내응 (성균관대학교 신소재공학과) ,  김도일 (성균관대학교 신소재공학과) ,  황병웅 (성균관대학교 신소재공학과) ,  배찬울 (성균관대학교 신소재공학과) ,  이한별 (성균관대학교 신소재공학과)

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문제 정의

  • 이와 같은 소재를 적용하면, 작은 물리적 자극에도 큰 저항 변화를 유발시켜 감도를 향상시킬 수 있다. 나노 구조 소재의 대표적인 예로써, 본 연구실에서는 2차원 나노 소재 중 하나인 환원된 산화 그래핀(reduced graphene oxide)을 적용하는 연구를 수행하고 있다. 환원된 산화 그래핀은 단결정 그래핀과는 달리 수많은 나노쉬트들 간의 연결로 박막이 구성되어 있는데, 물리적 자극 발생 시 그들 사이의 결합 면에서 일어나는 접촉 면적이나 접촉저항이 바뀌는 현상에 의해 전도도가 변하게 된다.
  • 이러한 문제를 해결하기 위하여 본 연구팀에서는 최근에 이종 검지 소자 어레이의 한 예로써 하나의 검지소자가 두 가지 이상의 검지 기능을 동시에 나타내는 다중 모달(multi-modal) 검지 소자 어레이를 구현하였으며, 관련된 연구 결과를 논문을 통해 보고한 바 있다[표 4]. 검지 소자 플랫폼 중 하나인 FET 구조에 강유전성을 가지는 기능성 절연체 소재를 이용하여 검지 소자를 제작한 다음, 본 연구팀에서 고안한 AC bias 측정법과 matrix 법을 통한 신호 분리 기술을 적용하여 유연성 멀티 모달 이종 검지 소자 집적 어레이를 구현하고 보고한바 있다[그림 6].
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
검지소자 센서의 성능을 결정하는 주요 요소는? 유연성 물리 검지 소자의 센서 플랫폼에는 공정 시간을 단축시켜줄 수 있는 resistor 구조 또는 게이트(gate) 전압 인가를 통해 신호증폭이 가능한 트랜지스터구조가 주로 적용되고 있다. 한편, 검지 소자를 구현하는 데에 있어서, 감도(sensitivity), 응답 속도(response time), 신뢰성(reliability) 등이 센서의 성능을 결정하는 주요 요소가 되는데, 이 같은 특성을 향상시키기 위해서는 재료의 선정, 재료의 구조, 소자 제작 공정 등이 고려되어야 한다. 최근에는 자극의 미세한 변화 감지를 통해 인체의 건강 상태 등을 모니터링 하는 데 필요한 ‘검지 소자의 감도 향상’이 큰 이슈가 되고 있으며, 많은연구 그룹들이 고감도를 구현하기 위한 연구를 수행하고 있다.
유연성 물리 검지 소자의 센서 플랫폼에는 주로 어떤 구조가 적용되고 있는가? 유연성 물리 검지 소자의 센서 플랫폼에는 공정 시간을 단축시켜줄 수 있는 resistor 구조 또는 게이트(gate) 전압 인가를 통해 신호증폭이 가능한 트랜지스터구조가 주로 적용되고 있다. 한편, 검지 소자를 구현하는 데에 있어서, 감도(sensitivity), 응답 속도(response time), 신뢰성(reliability) 등이 센서의 성능을 결정하는 주요 요소가 되는데, 이 같은 특성을 향상시키기 위해서는 재료의 선정, 재료의 구조, 소자 제작 공정 등이 고려되어야 한다.
피부에 부착해 인간의 움직임, 맥박 온도변화 등을 감지하는 초고감도 물리 검지 소자는 무엇을 확보하는 것이 중요한가? 최근에는 인간의 신체 리듬 모니터링을 목적으로 하는 초고감도 물리 검지 소자의 연구가 많이 진행되고 있는데, 예를 들어 인간의 움직임, 맥박, 온도변화 등을 감지하는 연구가 활발하게 수행되고 있다. 이와 같은 소자는 피부에 부착해서 사용되기 때문에 유연성을 넘어 피부와 유사한 30% 변형율 정도에서도 안정하게 작동할 수 있도록 기계적 신축성을 확보하는 것이 중요하다 할 수 있다.
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참고문헌 (26)

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저자의 다른 논문 :

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