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연구개발 목표 및 내용
최종 목표
본 연구에서는 광역 범위의 산림화재 조기감지를 위해 외부 노이즈가 존재하지 않는 단파장 자외선 검출방식, 반도체 물질 간의 에너지 밴드 조절을 통한 자가 동작 구동 방식, 경제성이 높은 용액공정 기반의 신소재 합성을 통한 고신뢰성, 낮은 오작동률의 단파장 자외선 검출 기반 화재감지 센서를 개발한다.

전체 내용
산불의 광역 감시 체계 맞춤 적합형 단파장 자외선 검출방식 기반의 화재감지 센서 구현을 위해, 페로브스카이트 산화물 계열 신소재 및 용액공정 합성기술을 개발함. 또

연구개발 목표 및 내용
최종 목표
본 연구에서는 광역 범위의 산림화재 조기감지를 위해 외부 노이즈가 존재하지 않는 단파장 자외선 검출방식, 반도체 물질 간의 에너지 밴드 조절을 통한 자가 동작 구동 방식, 경제성이 높은 용액공정 기반의 신소재 합성을 통한 고신뢰성, 낮은 오작동률의 단파장 자외선 검출 기반 화재감지 센서를 개발한다.

전체 내용
산불의 광역 감시 체계 맞춤 적합형 단파장 자외선 검출방식 기반의 화재감지 센서 구현을 위해, 페로브스카이트 산화물 계열 신소재 및 용액공정 합성기술을 개발함. 또한, 고성능, 저비용 및 단파장 선별 감지가 가능한 단파장 자외선 센서를 개발하며, 해당 물질의 밴드갭 엔지니어링 및 반도체 필름 최적화를 통해 자가 동작형 구동 방식을 구현함으로써 낮은 오작동 확률, 높은 경제성, 고속 동작, 초저전력 소모, 높은 신호비 특성을 갖는 화재감지 단위 센서를 개발한다.

울트라 와이드 밴드갭 페로브스카이트 신소재 개발: 단파장 광학신호를 전류 신호로 효율적으로 변환하기 위해서는 현 기술 수준을 뛰어넘는 고성능 울트라 와이드 밴드갭 물질이 필수적이므로, 열적화학적 안정성이 뛰어나며 합성 과정에서의 성능 제어가 용이한 페로브스카이트 산화물계 신소재 물질을 세계 최초로 단파장 자외선 센서 감지 물질로 사용하여 고성능 단파장 자외선 흡수층을 개발한다.

용액공정 기반 합성법 개발: 물질 및 센서 구현에서의 성능 제어, 경제성확보 측면에서 높은 경쟁력을 가지고 있는 용액공정을 기반으로 한 신소재 합성 및 반도체 박막 증착 기술을 개발한다.

구조 설계 및 최적화를 통한 자가 동력 동작형 센서 구현: 광대역 및 지속성 감시가 필수적인 산불 모니터링 특성을 고려하여, 전력을 소모하지 않는 자가 동력 동작형 고성능 센서를 효율적인 구조설계 및 최적화 공정을 통해 구현한다.

불꽃 검출을 활용한 화재감지 성능평가 및 최적화: 개발된 고성능 단파장 자외선 센서를 바탕으로, 다양한 환경에서의 불꽃 감지 성능을 평가하고 수집된 데이터를 반영하여 산림환경에서의 최적화된 화재감지용 센서를 구현한다.

연구개발성과
- 단파장 자외선의 효율적 흡수를 위한 신소재 물질의 용액공정 기반 합성기술 개발
- 구조 설계 및 최적화를 통한 고성능 자가 동력 단파장 검출식 화재감지 센서 구현
- 고민감도 저잡음 화재감지용 단위 센서 개발

연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
광대역 IoT 기반 실외 화재감지 모니터링 분야에서의 가장 도전적인 문제로 거론되고 있는 저전력, 저비용, 고신뢰성 화재감지 센서를, 신소재 도입과 외부 간섭이 없는 단파장 자외선 검출방식을 이용하여 구현함으로써 센서의 대면적 다량설치를 통해 전국적인 실시간 화재 검출 시스템을 실현할 수 있다. 이를 통해 산불의 초기 검출을 구현하고 대형화재로의 확산을 방지하여 생태계 보전, 인적 물적 자원의 손실을 방지할 수 있다.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요 약 문 ... 2
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 5
• 1) 연구개발과제의 배경 및 의의 ... 5
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 7
• 1) 연구개발과제의 추진체계 및 접근방식 ... 7
• 2) 나노 박막 합성 및 소자 제작 ... 7
• 3) 합성된 나노 박막 및 소자의 물성 분석 ... 8
• 4) 전극 배치 및 투과 특성에 따른 소자 성능 연구 결과 ... 9
• 5) 반도체층의 접합 특성 조사를 통한 소자 성능 향상 연구 결과 ... 11
• 6) 최적화된 광검출기의 성능 평가 결과 ... 14
• 6) CaTiO3 단파장 자외선 검출기 기반 불꽃 검출 성능 평가 ... 14
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 16
• 1) 연구수행 결과 ... 16
• 2) 목표 달성 수준 ... 17
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 18
• 1) 학술적-기술적 의의 ... 18
• 2) 산림 화재 감지에 대한 기술개발 의의 ... 19
• 끝페이지 ... 20