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본 연구에서는 1차원 포토닉 크리스탈과 금속-유기 구조체 (MOF) 물질인 Hong Kong University of Science and Technology (HKUST-1)을 이용한 수분 감지 컬러 센서를 제안한다. 1차원 포토닉 크리스탈은 주기적인 굴절률 변화에 의해 포토닉 밴드갭이 존재하고, 특정한 파장 대역의 광 성분을 차단 및 반사한다. HKUST-1의 굴절률은 건조한 환경과 습한 환경에서 그 값이 서로 다르다. 여기서 우리는 포토닉 밴드갭의 유무를 활용하여 FDTD 시뮬레이션으로 센서를 설계하였다. 광학 해석 결과, 투과된 광의 색 변환보다 반사된 광의 색 변환이 우수하여 반사된 광을 이용하였다. 그리고 포토닉 밴드갭의 중심 파장이 550 nm인 경우, 건조한 환경 대비 습한 환경의 최대 피크 값이 약 9.5배로 증가했으며, 무채색에서 녹색으로 색 변환이 가능하여 센서로의 특성이 우수하였다. 본 연구 결과는 MOF 물질의 수분 감지 컬러 센서로의 활용을 제시하였으며, MOF 물질의 나노 구조 설계로 산업 디바이스로의 활용성도 확대할 것이다.
목차
I. 서론
II. 수분 감지 컬러 센서의 광학 설계 방법
III. HKUST-1의 굴절률 및 층수 변화에 따른 색 변환
IV. 결론
References
참고문헌 (30)
참고문헌 신청
Q. Yan / 2007 / Artificial defect engineering in three-dimensional colloidal photonic crystals / Adv. Funct. Mater 17:3695~3706
K. Tsakmakidis / 2012 / In the limelight / Nat. Mater 11:1000~1001
S. John / 2012 / Why trap light? / Nat. Mater 11:997~999
Y. Zhao / 2012 / Bio-inspired variable structural color materials / Chem. Soc. Rev 41:3297~3317
C. Paquet / 2008 / Nanostructured polymers for photonics / Mater. Today 11:48~56
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Y. Zhao / 2012 / Bio-inspired variable structural color materials / Chem. Soc. Rev 41:3297~3317
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