경희대학교(총장 한균태) 화학공학과 오진영 교수 연구팀이 피부처럼 늘어나는 성질에 체온을 측정할 수 있는 초저전력 고감도 전자 피부용 반도체 온도 센서를 개발했다고 지난 4일 밝혔다.

피부처럼 늘어나는 반도체 소자 개발에 강점을 가진 오진영 교수 연구팀은 이번 연구에도 늘어나도 전기적으로 안정적인 반도체 트랜지스터 소자가 활용됐다.

특히, 초저전력 고감도 온도 측정이 가능할 수 있도록 문턱 전압 이하에서의 트랜지스터 전류(문턱 밑 전류, Subthreshold conduction)를 활용했다.

신축성 대비 온도변화 감도를 보면, 문턱 밑 전류는 전압변화 대비 가장 높은 전류 증가 효율을 갖는데, 개발한 센서는 100% 늘어난 상태에서도 1°당 9.4%의 높은 온도변화 감도를 기록하며 높은 정확성과 안정성을 보였다고 연구팀은 설명했다.

오진영 교수는 “문턱 전압(Threshold Voltage)의 변화가 없어 측정 기준점이 굉장히 정확하다”고 강조했다.

또한, 반도체 트랜지스터는 액티브 매트릭스(Active Matrix) 방식으로 설계돼 고집적 반도체 소자로 개발됐으며, 그 결과 매우 낮은 전압에서도 작동해 1나노와트 (nW) 이하의 전력을 소비해 기존 마이크로 와트 대비 소비전력은 1,000배 이상 감소했다.

오진영 교수는 “이번 연구로 전자 피부용 웨어러블 센서의 원천 기술을 확보했다”며 “체온 외에도 땀과 같은 다양한 생체 신호를 측정하는 센서를 개발할 계획”이라고 말했다.

한편, 이번 연구 결과는 한국연구재단, 한국산업기술기획평가원, 경기도(GRRC)의 지원을 받아 수행됐으며, 연구 결과 내용은 1월 4일 소재 분야 학술지 (Advanced Functional Materials, IF=19.00)에 표지논문에 게재됐다. 부제목인 ‘Skin-Like Temperature Sensors’로 확인할 수 있다.

베타뉴스 강규수 기자 ()
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