| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2018년 봄 (05/16 ~ 05/18, 삼척 쏠비치 호텔&리조트) |
| 권호 | 24권 1호 |
| 발표분야 | G. 나노/박막 재료 분과 |
| 제목 | Water Assisted Transfer Printing을 이용한 TiO2 optical strain sensor 제작 |
| 초록 | Optical fiber Bragg gratings(FBGs) 센서는 fiber 내부에서 굴절률에 차이가 있는 core와 cladding의 주기적인 반복을 통해 특정 파장의 빛을 반사시킨다. 여기에 strain을 가했을 때 core의 주기의 변화에 따른 반사광의 파장이 red shift가 일어나는 특성을 이용하여 strain을 측정할 수 있다. 최근에는 polymer optical fibers(POFs)의 기술을 활용하여 FBG가 발전해왔다. POF는 실리콘 기반의 fiber보다 폴리머의 우수한 특성을 이용한다. 첫번째로 POF는 낮은 영률을 갖기 때문에 넓은 strain 범위에서 사용이 가능하고 stress에 대해 민감하다. 두번째로 POF는 brittle하지 않고 유연하고 신축성이 있기 때문에 다방면으로 활용이 가능하다. 또한 POF는 더 낮은 밀도를 가지고 있기 때문에 소자 무게 감소에 효과적이다. 폴리머 중에서도 polydimethylsiloxane(PDMS)는 낮은 영률과 30%에 달하는 신축성으로 POF에 활용할 수 있다. 폴리머 기판은 유연 소자에 적용할 수 있다는 장점과 낮은 가격 때문에 각광받고 있다. 효율적이고 경제적이라는 장점에도 불구하고 폴리머는 열적, 기계적, 화학적 특징이 일련의 제조과정을 거치기에 부적합하다는 문제가 있다. 그래서 이 문제에 대한 해결책으로 transfer printing이 사용되게 되었다. Transfer printing은 처음에 donor substrate에 증착하여 이것을 다른 receiver substrate에 transfer하는 방법이다. 이 방법을 통해 높은 증착 온도가 필요한 물질을 low temperature tolerant substrate에 transfer 할 수 있다. Transfer printing 중 하나인 Water assisted transfer printing은 물속에서 금속과 SiO2의 adhesion force가 작아지는 특성을 이용하여 donor substrate로부터 receiver substrate로 쉽게 transfer 하여 패턴을 형성하는 방법이다. 이를 통해 low temperature tolerant substrate에 surface defect가 적게 패턴을 전사할 수 있다. 이번 연구을 통해 donor substrate에 nanoimprint lithography를 통해 TiO2, Si3N4 등의 물질로 line pattern을 형성한 후 water assisted transfer printing을 이용해 패턴을 전사하여 optical fiber Bragg grating strain sensor를 제작할 것이다. 그리고 이 소자에 strain을 가하면 반사도 peak가 red shift되는 특성을 확인할 것이다. 또한 이동하는 peak의 최대 반사도와 FWHM을 측정하여 strain sensor로의 가능성을 확인 할 수 있다. |
| 저자 | 김원중, 허대홍, 김수정, 성영훈, 이헌 |
| 소속 | 고려대 |
| 키워드 | water assisted transfer printing; TiO<SUB>2; </SUB>nanoimprint lithography; strain sensor |
