민감도가 뛰어나고 측정범위도 넓어진 나노레이저 압력센서 개발 - 큰 건물의 구조변화부터 생체 내부의 화학반응 감지까지 응용 가능 -
연구결과 개요
1. 연구배경
ㅇ 플렉서블 기판에서 동작하는 다양한 전자소자는 인간 친화적인 웨어러블 소자로서 각광받고 있다. 특히 나노 구조를 이용하는 압력 센서는 작은 변화에도 민감하게 반응하여 구조적인 결함이나 외부 환경의 변화를 정밀하게 측정할 수 있다.
ㅇ 그러나 이러한 기존 전자 소자를 기반으로 하는 압력 센서는 크기가 상대적으로 크고, 넓은 동작 범위와 높은 민감도를 동시에 만족시키기가 어렵다. 즉 민감도가 높다면 작은 압력의 변화만을 측정할 수 있거나, 큰 압력의 변화를 측정하고자 한다면 민감도가 떨어지는 등의 문제가 있었다.
ㅇ 반면, 레이저는 하나의 파장(색깔)만을 갖기 때문에 레이저 파장 변화를이용한 센서는 궁극의 민감도를 갖게 된다. 또한 나노 구조를 이용하여 만든 나노레이저는 크기가 빛의 파장 정도인 수백 나노미터 정도로매우 작고 외부 압력에 따라 레이저 특성 변화가 크다는 장점이 있다.
ㅇ 기존 전자 소자 기반의 압력 센서에서 나타나는 문제를 해결하기 위해, 본 연구에서는 나노레이저를 이용한 새로운 압력 센서를 개발하였다. 외부 압력에 따라 레이저의 파장이 변화하는 이 압력 센서는 구조가 0.5% 미만으로 변해도 측정할 수 있을만큼 민감도가 뛰어나고, 전체 구조 변화가 20%까지 되어도 측정이 가능한 넓은 측정 범위를 갖는다.
높은 민감도와 넒은 측정범위를 지닌 나노레이저 압력센서 개발
작은 변화에도 민감하게 반응하여 구조적인 결함이나 외부 환경의 변화를 정밀하게 측정할 수 있는 센서가 뭐야
나노 구조를 이용하는 압력 센서