Photonic-Crystal-Based Thin Film Sensor for Detecting Volatile Organic Compounds

휘발성 유기화합물과 같은 환경유해물질의 조기 검지는 인체 및 환경보호를 위한 중요성을 가진다. 그러나 기존의 모니터링 기술은 많은 시간과 값비싼 장비를 필요로 하고 있다. 본 논문에서는, 무전원으로 작동가능하며, 휴대가 용이하고 빠른 응답속도를 가지는 광결정 기반의 VOC 검출용 박막센서를 제안하였다. 휘발성 유기 화합물은 Polydimethylsiloxane(PDMS)를 팽창시키는 능력을 가지고 있어, 제안된 센서에 휘발성 유기 화합물이 노출되면 PDMS 가 팽창함에 따라 광결정의 구조변화를 가져오므로 색이 변하게 된다. 이러한 원리에 기초하여 휘발성 유기 화합물에 노출되었을 때 가시광선 영역의 정량적 색변화를 통해 검출할 수 있는 환경센서를 구현하였다. 제안된 센서는 수 초 이내의 빠른 반응속도를 보이며, 기체 상태의 휘발성 유기 화합물에도 색 변화를 일으키는 것을 성공적으로 확인하였다.