UV sensor based on a suspended carbon mesh structure

Abstract

본 발표에서는 공중부유형 탄소메쉬 구조물을 이용한 새로운 형태의 자외선 센서 플랫폼 개발 연구 결과를 소개합니다. 포토리소그래피와 폴리머 열분해 공정(Pyrolysis)으로 구성된 carbon-MEMS 공정 기술을 이용하여 공중부유형 탄소 메쉬 구조체를 제작하였습니다. 폴리머 열분해 공정 과정을 통해 폴리머 구조의 부피가 최대 90%까지 감소하여 sub-micrometer 스케일의 탄소 구조체를 웨이퍼 단위로 일괄 제작이 가능하였습니다. 열분해된 탄소 구조체는 반도체 물질과 유사하게 온도가 증가함에 따라 전기 전도도가 증가하는 특성을 보였습니다. 이러한 특성을 이용하여 조사된 자외선의 세기 (18-180 mW/cm2)에 따라 공중부유형 탄소 메쉬의 전기 전도도를 측정함으로써 간단한 형태의 자외선 세기 측정이 가능하였습니다. 공중부유형 탄소 메쉬 구조 기반 자외선 센서는 기존의 금속산화물 나노와이어에 기반한 자외선 센서와 비교하여 보다 높은 재현성과 빠른 응답 및 복구 특성을 보였습니다 (자외선 세기가 18 mW/cm2일 때 각각 1.80초, 2.86초). 공중부유형 탄소 메쉬 기반 자외선 센서는 간단한 일괄공정과 우수한 센서 성능으로 인해 다양한 분야의 자외선 센서로 활용이 기대됩니다.