• 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
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• 제53권2호
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• pp.116-122
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• 2004

A micromachined self-exited piezoelectric cantilever has been fabricated using PZT(52/48) thin film. For the application to biosensor using antigen-antibody interaction, electromechanical properties such as resonant frequency and quality factor of micromachined piezoelectric cantilever were important factors. Electromechanical properties and resonant behaviors of microfabricated cantilever were simulated by FEA (Finite Element Analysis) using Coventorware$^{TM}$2003. And these characterization of microcantilever were measured by using LDV(Laser Doppler Vibrometer) to compare with FEA data. We present the resonant frequency shift of micromachined piezoelectric cantilevers due to combination of mass loading and change of spring constant by gold deposition. Experimental mass sensitivities of microcantilever were characterized by Au deposition on the backside of microcantilever. Mass sensitivities with $100{\times}300$ ${\mu}{\textrm}{m}$ dimension cantilever from simulation and experimental were 5.56 Hz/ng and 16.8 Hz/ng respectively.y.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2002년도 춘계 학술발표강연 및 논문개요집
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• pp.153-153
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• 2002

• 비파괴검사학회지
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• 제31권5호
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• pp.487-493
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• 2011

비표지 방식의 압전 마이크로캔틸레버 질량센서를 이용하여 간세포암의 혈청표지물질인 알파태아단백(alpha fetoprotein, AFP)을 정상 농도인 10 ng/ml까지 정량적으로 검출하였다. 압전 마이크로캔틸레버 질량센서는 캔틸레버의 질량변화에 의하여 센서의 공진주파수가 변화되는 원리를 이용하여 센서에 붙은 물질의 질량을 측정하며, 센서의 공진주파수는 컨덕턴스 스펙트럼을 이용하여 전기적으로 측정한다. 제작된 센서는 공진 주파수가 약 1.34 MHz, 질량 민감도가 약 175 Hz/pg이며 단백질이 붙을 때 캔틸레버의 표면 스트레스 변화에 대한 센서의 공진 주파수 변화를 줄일 수 있도록 설계되어 질량센서로써 신뢰도를 높였다. 'Dip and dry' 방법으로 캔틸레버의 프로브 영역을 시약과 반응시켜서 AFP 항체를 고정화하고 AFP 항원을 검출하는 실험을 수행하였다. 10 ng/ml과 50 ng/ml농도의 항원에서 10분간 항원-항체 면역반응을 시켰을 때 센서에 검출된 항원의 질량이 각각 6.02 pg과 10.67 pg이다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2012년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.493-494
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• 2012

• 한국세라믹학회:학술대회논문집
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• 한국세라믹학회 2003년도 추계총회 및 연구발표회 초록집
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• pp.54.2-54
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• 2003

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2002년도 하계학술대회 논문집
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• pp.177-180
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• 2002

Thickness dependence of crystallographic orientation of diol based sol-gel derived PZT(52/48) films on dielectric and piezoelectric properties was investigated The thickness of each layer by one time spinning was about 0.2 $\mu\textrm{m}$, and crack-free films was successfully deposited on 4 inches Pt/Ti/SiO$_2$/Si substrates by 0.5 mol solutions in the range from 0.2 $\mu\textrm{m}$ to 3.8 $\mu\textrm{m}$. Excellent P-E hysteresis curves were achieved without pores or any defects between interlayers. As the thickness increased , the (111) preferred orientation disappeared from 1$\mu\textrm{m}$ to 3 $\mu\textrm{m}$ region, and the orientation of films became random above 3 $\mu\textrm{m}$. Dielectric constants and longitudinal piezoelectric coefficient d$\_$33/, measured by pneumatic method were saturated around the value of about 1400 and 300 pC/N respectively above the thickness of 0.8 7m. A micromachined piezoelectric cantilever have been fabricated using 0.8 $\mu\textrm{m}$ thickness PZT (52/48) films. PZT films were prepared on Si/SiN$\_$x/SiO$_2$/Ta/Pt substrate and fabricated unimorph cantilever consist of a 0.8 fm thick PZT layer on a SiNx elastic supporting layer, which becomes vibration when ac voltage is applied to the piezoelectric layer. The dielectric constant (at 100 kHz) and remanent polarization of PZT films were 1050 and 25 ${\mu}$C/$\textrm{cm}^2$, respectively. Electromechanical characteristics of the micromachined PZT cantilever in air with 200-600 $\mu\textrm{m}$ lengths are discussed in this presentation.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2003년도 추계학술발표강연 및 논문개요집
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• pp.75-75
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• 2003

본 연구에서는 대기 중 극 미량으로 존재하는 환경 유해 가스 성분을 검출할 수 있는 미세 소자로의 응용을 위해 마이크로 칸티레버를 제작하고 가스 센서로의 활용 가능성을 검토하였다. 마이크로 칸티레버는 크게 구동층 캐패시터로서 대표적인 압전 재료인 Pb(Zr,Ti)O$_3$ (PZT)를 사용하고 SiNx 박막을 지지층으로 하는 형태로 제작되었다. 제작된 마이크로 칸티레버는 치수 및 형상에 따라 17~29 KHz 의 기본 공진 주파수 값을 나타내었다. Electron beam evaporator를 이용한 copper (Cu) 박막의 단계적인 증착을 통해 칸티 레버 표면에 질량을 증가시키고 그에 따른 마이크로 칸티레버의 공진주파수 변화를 관찰한 결과 질량 증가에 대해 34 Hz/ng의 선형적인 주파수 감소를 나타내었으며, 이로부터 694.4 $\textrm{cm}^2$/g 의 gravimetric sensitivity factor를 얼을 수 있었다. 마이크로칸티레버의 가스 감지능력 시험을 위해 가스 흡착층으로 일차 알콜류의 vapor를 흡착 하는 것으로 보고된 poly methyl metacrytate (PMMA)를 마이크로 칸티레버 표면에 코팅하였다. 마이크로칸티 레버의 기본 공진 주파수 및 PMMA 흡착층 형성과 가스의 흡착에 따른 주파수 변화는 마이크로 칸티 레버로부터 의 전기적 신호를 이용하는 복소 임피던스 분석에 의해 측정되었다. PMMA가 코팅된 마이크로 칸티레버는 ethanol 및 methanol vapor 의 농도가 증가함에 따라 선형적인 공진주파수 감소를 나타내었으며, methanol vapor 의 경우 0.06 Hz/ppm 의 가스 검출 감도를 얻을 수 있었다.