이번 개발된 IT-NT관련 원천기술은 USN(유비쿼터스 센서 네트워크)환경에서 초소형, 초저전력으로 작동할 수 있는 SOI CMOS 기반의 ‘스마트 가스 센서 플랫폼’에 관한 것으로 향후 산업현장에서 유해 가스(산화질소, 이산화황, 일산화탄소 등)의 유출감지는 물론 휴대폰과 결합, 대기환경이나 새집 증후군의 모니터링 등에 광범위하게 적용할 수 있다.
또한 IT-BT 원천기술 분야에서는 박막 압전체의 표면 탄성파로 극미량의 생화학 물질의 이송, 혼합 및 감지를 동시에 수행할 수 있는 ‘바이오 센서 칩’기술로 암 등 인간의 질환이나 구제역 등 가축질병의 조기 감지, 한우 DNA판별, 그리고, 농약과 항생제 등 수자원 환경 모니터링에 적용할 수 있다.
이번 연구 결과는 지난해 말, 미국 워싱턴 DC에서 개최된 국제전자소자회의(IEDM)에서 2편의 논문을 통해 발표했으며, 어플라이드 피직스 레터(APL), 나노테크놀로지 등의 학술지에 관련 내용이 실렸다. 국내외 특허는 5건을 출원했다.
본 연구는 정보통신부의 지원을 받아 ETRI IT융합.부품연구소 연구진들과 영국 켐브리지대학의 고등광자 및 전자 연구센터(CAPE) 연구진들이 광전자소자 및 생화학센서 플랫폼 개발을 목표로 공동수행 했으며, ETRI측에서는 맹성렬 박사가 두 편의 발표논문 모두에 공동 교신저자로 참여했다.
지금까지 유비쿼터스 센서 네트워크(USN)를 위한 소프트 웨어나 네트워크 기술은 상당수준으로 개발되었으나 이를 구현하기 위한 하드웨어 플랫폼 기술에 한계가 지적되어 왔다.
이번 ETRI에서 개발한 ‘스마트 가스 센서 플랫폼’은 기존 반도체 공정 기술에 MEMS 기술을 접목, 동일 기판에 회로와 센서를 집적시킴으로써 센서 플랫폼의 초소형화를 가능하게 했다.
또한 고성능 마이크로 히터를 사용하여 기존 센서 플랫폼의 10%이하의 초저전력 작동을 가능하게 하였고, 나노물질을 센서로 사용하여 빠른 반응속도를 구현함으로써 관련 전문가들로부터 향후 유비쿼터스 환경에서 광범위하게 사용될 수 있는 핵심기술이 구현되었다는 평가를 받고 있으며, 향후 그 부가가치가 매우 클 것으로 ETRI는 전망했다.
또한, 이번에 개발된 일체형 ‘바이오 센서칩’ 기술의 경우 기존의 바이오 센서칩 기술에서 문제가 된 복잡한 작동방식, 실리콘 기반의 집적 회로와의 일체화의 어려움, 고가의 칩 가격, 소형화의 한계 등을 극복할 수 있는 것으로 평가되어 u-헬스, u-환경 등에 널리 사용될 수 있을 것으로 보인다.
ETRI 맹성렬 박사는 “향후 이번 연구성과를 기반으로 국내외 기업체와 공동으로 기술상용화를 이루는데 매진하겠다”고 말했다.
유인태 기자 lo1212@empal.com
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