초고감도실리콘 양자점이 부착된 다공성 실리콘 나노입자연 = Extra Sensitive Silicon Quantum Dots-embedded Porous Silicon Nanoparticles

국문 초록 (Abstract)

최근 수 십 년간 전기․전자 및 금속․반도체기술이 눈부신 발전을 이룩하였다면 21세기 현대과학에서는 새로운 형태나 특성을 연구하는 영역으로 나노과학 및 나노기술이 급속히 발전하고 있다. 현대 화학이 여러 분야로 세분화되고, 전문화되어지면서 광화학 이나 나노화학 에 대한 관심도가 매우 높아지고 있다. 특히, 나노소재를 이용한 분야가 매우 빠른 속도로 발전하고 있다. 나노과학은 나노소재의 합성 및 응용분야로 분류된다. “나노센서󰡓는 나노과학의 한 응용분야로서 분자 수준의 조작이 가능한 분자센서의 집적화 또는 나노소재 나 나노구조물 의 특성을 이용한 센서를 의미한다. 나노소재로는 나노다공질재료 , 금속 및 반도체소재의 나노와이어, 나노입자, 나노튜브 등이 있으며 기질을 인지 또는 감지할 수 있는 나노소재로부터 장치를 만들었을 경우 나노센서라 일컫는다.
최근 나노센서 또는 나노바이오센서 등에 대한 관심이 나노과학의 한 분야로서 지대한 관심의 대상이 되고 있는데 그 이유는 고감도, 초소형의 센서 구현을 통해서 생명현상인 분자 간의 상호작용을 나노크기의 수준에서 탐구하려는 학문적인 관심과 함께 응용적인 측면에서 보건의료, 식품, 환경, 국방 등의 다양한 분야에서 활용되는 센서를 개발하기 위한 실질적인 중요성 때문에 학계와 연구소, 그리고 산업체에서 활발히 연구되고 있다. 특히 나노 신소재 개발 분야는 기초과학에서부터 첨단과학까지의 융합학제 간 학문 분야로 미래기술의 선점 및 국가경쟁력 확보에 있어서 우위를 차지하는데 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.
본 연구는 현재 전 세계 폭발물로 인한 테러위협이 증가함에 따른 효과적인 폭발물 스크리닝 시스템에 대한 요구에 응한 것이다. 지금 ion mobility spectrometry (IMS) 및 가스 크로마토그래피와 같은 현재의 폭발물 감지 기술에 사용되는 대부분의 일반적인 탐지 기술은 위에 요구를 충족시키기에는 제한적인 부분인 많다. 사용하기 위해 많은 시간과 넓은 공간이 필요로 때문이다. 이 연구의 초점은 위의 문제에 대해 가능한 해결책의 하나로서, 다공성 실리콘을 사용한 감지 플랫폼의 연구 및 계발이다. 다공성 실리콘의 기공 크기를 자유롭게 조율 가능하며, 효율적인 가시광선 방출과 큰 비표면적과 같은 흥미로운 특징을 통해 폭발물 감지기를 제조하는 데 활용할 수 있다. 또한 비교적 간단한 감지기 구조의 구현을 가능하게 한다.

목차 (Table of Contents)

• PART I. QUANTUM DOTS FOR EXPLOSIVE SENSORS CHAPTER ONE DETECTION OF PETN AND RDX BASED ON CdSe QUANTUM DOTS 2
• 1.1 Introduction 2
• 1.2 Results and Discussion 3
• 1.3 Conclusions 8
• 1.4 References 8
• PART II. EXPLOSIVE SENSOR PLATFORM BASED ON SILICON QUANTUM DOTS-EMBEDDED POROUS SILICON CHAPTER ONE PHOTOLUMINESCENT POROUS SILICON FOR TNT VAPOR SENSOR 10
• 1.1 Introduction 11
• 1.2 Experiments 12
• 1.3 Results and Discussion 14
• 1.4 Conclusions 18
• 1.5 References 19
• CHAPTER TWO. MULTI-QUANTUM DOT EMBEDDED SILICON PARTICLES FOR ULTRA-SENSITIVE EXPLOSIVES DETECTION 20
• 2.1 Introduction 20
• 2.2 Experiments. 22
• 2.3 Results and Discussion 25
• 2.4 Conclusions 47
• 2.5 References 48
• APPENDICES 52
• APPENDIX : CURRICULUM VITAE 53