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포스텍 백창기 교수팀, 극미량 불소·불산 5초 만에 감지 '원천센서기술' 개발

열증착 기법 최적화...저가·고성능 신속 정확한 센서 개발 기대


포스텍 백창기 교수(사진 왼쪽)와 김기현 교수(사진 오른쪽) (사진 = 포스텍)

(경북=NSP통신) 최병수 기자 = 포스텍(포항공대, 총장 김도연) 창의IT융합공학과 백창기 교수·김기현 교수·박사과정 조현수 씨는 산업 현장에서 극미량의 불소와 불산 등 유독물질을 감지할 수 있는 열증착 기법을 활용한 원천센서기술을 개발했다.

이 연구는 센서 분야 저명 학술지인 ‘센서와 작동기 B: 화학(Sensors and Actuators B: Chemical)’ 온라인판에 게재됐다.

기존에는 무색무취여서 조기 감지가 쉽지 않은 불소와 불산을 감지하기 위해 다결정 감지막과 산화물 반도체 소자를 활용했으나, 원천 기술 부족으로 핵심 센서의 대부분을 수입하고 있고 제조공정이 복잡하고 생산비용이 비싸서 가장 필요한 산업 현장에서는 활용하기가 어려웠다.

이에 연구팀은 실리콘 재료를 활용하고 반도체 공정 기술을 이용해 불소·불산 센서를 제작해, 열증착 기법을 최적화해서 다결정 불소·불산 감지막 (poly LaF3)의 화학적·물리적 성질을 개선해 수중에 존재하는 불소와 불산을 우수한 검출한계(불소:1.9pbb, 불산: 4.5 ppb)로 검출하는 데 성공했다.

이번 연구결과로 기존의 다결정 감지막 기반의 불소센서 대비 검출한계가 약 20배 이상 향상됐다.

또한 이 기술은 실리콘과 반도체 공정 기술을 활용했기 때문에 대량 생산이 쉽고, 0.2㎟의 작은 크기여서 초소형 센서 및 모바일 센서로 개발 가능하다는 장점도 있으며, 또 불산을 5초 만에 감지할 수 있어서 산업 현장에서 검출 센서로 바로 활용할 수 있을 전망이다.

이번 연구를 주도한 김기현 교수는 “기존의 불소·불산 센서 대비 약 10% 수준으로 가격 절감이 예상돼 상용화 가능성이 매우 높은 기술이며 유독물질인 불소·불산의 유출을 산업 현장에서 조기 감지하는 기술을 국산화하고 안전한 산업환경을 구축하는 계기가 될 것이다”고 기대했다.

한편, 이번 연구는 과학기술정보통신부 정보통신기술진흥센터(IITP) ICT명품인재양성사업의 지원으로 수행됐다.

NSP통신/NSP TV 최병수 기자, fundcbs@nspna.com