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사업화 대상기술

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기술명 : pH 센서, 이온센서, 바이오의료 센서에 적용 가능한 나노전계효과트랜지스터 센서

기술문의
  • Key-word(국문)나노전계효과트랜지스터 | 확장게이트 | 감지전극 | 기준전극 | pH 센서
  • Key-word(영문)nanoFET | extended gate electrode | sensing electrode | reference electrode | pH sensor

기술의 개요

  • 배경
    nanoFET 센서는 용액의 pH 검출, 이온검출 및 바이오화학분자의 검출이 가능하고 소형이고 저가격이며 저전력 구동 등의 장점이 있음. 환경분야, 바이오의료분야 등에서 센서로 활용될 수 있어서 응용연구가 매우 활발함. 
  • 개요

    nanoFET 의 확장게이트 전극 구조를 활용하여 소자는 반영구적으로 사용하고 감지전극만 검사 환경에 노출시켜 일회용으로 사용함. 검사 시료의 pH 검출, 이온농도, 생화학분자의 실시간 검출에 적용 가능한 센서 기술로써, 감지전극의 재료를 어떤 것으로든 간단하게 교체하여 센서 최적화 연구에 활용 가능.


    <기술 개요도 >

    그림입니다.

원본 그림의 이름: CLP00000bc00e02.bmp

원본 그림의 크기: 가로 941pixel, 세로 264pixel

     

    왼쪽: 감지부(일회용)

    오른쪽: 회로부 (몸체, 영구적 사용)

     

    10: nanoFET 소자

    24: 확장전극

    26: 감지전극

    22: 기준전극

    그림입니다.

원본 그림의 이름: CLP00000bc00001.bmp

원본 그림의 크기: 가로 1146pixel, 세로 546pixel

     

    24: 감지전극소재,

    26: 확장게이트전극

    [FET 소자와 확장 게이트 전극을 이용한 바이오센서 및 그 동작방법]

    (관련특허 : 10-2020-0044765)

기술의 구현수준(TRL)

6단계

기술의 장점(경쟁기술과의 차별성)

  ○ 당해단계 기술명세
      - 문턱 전압이 낮은 우수한 IV 특성의 n형과 p형 nanoFET 소자를 이용
      - nanoFET 소자를 반영구적으로, 감지전극은 일회용으로 사용    
      - 간단한 read-out 회로로 구현된 소형 센서 기기
      - 하나의 nanoFET 소자의 전도성 변화를 측정하는 I-V 변환 회로와 ADC, MCU, 무선통신회로로 구동되어 소형기기에 적합
      - 센서 어레이는 스위치 소자를 이용하여 순차적으로 측정 가능   

  ○ 추후단계 확보대상 기술명세
      - 타겟 바이오분자의 흡착에 의한 nanoFET 소자의 나노채널 전도성 변화 안정성 및 일관성 확인 등 바이오센서 적용 개발
      - 응용분야별 센싱 전극 최적선정 및 표면처리 통한 시제품 개발 

  ○ 보유기술 장점 및 차별성(경쟁기술대비)
      - 감지전극은 pH, 이온농도, 타겟분자 등 검출대상에 따라 소재를 자유자재로 변경 가능하여 센싱 전극의 소재 최적화에 용이
      - 다양한 소재의 감지전극 어레이로 구성하여 pH 변화, 이온농도 변화 등 복수 검출인자의 국부적 변화를 검출하는데 적용 가능 : e-nose sensor
      - 하나의 확장게이트 전극과 복수개의 감지 전극으로 구성하여 센싱 인자의 농도변화나 종류에 대한 분석 실험에 적용 가능
      - 확장게이트전극과 감지전극을 분리하여 사용과 분석이 간편함.
      - 동일 nanoFET 소자의 영구적 사용으로 특성 분석 용이함.   

활용범위 및 응용분야

○ 수질오염관련 pH 변화나 이온농도 변화 등을 모니터링하는 환경센서
○ 세포의 대사산물이나 이온채널 동작을 측정하는 바이오센서
○ 전자코 용 센서 소자
○ 헬스케어 센서: 스마트 칫솔, 소변 일상 모니터링 센서 등

지식재산권 현황

지식재산권 현황 리스트
구분 발명의 명칭 출원번호 (출원일) 등록번호 (등록일)
특허 FET 소자와 확장 게이트 전극을 이용한 바이오센서 및 그 동작방법 10-2020-0044765 2020.04.13
특허 FET 소자와 확장 게이트 전극을 이용한 바이오센서 및 그 동작방법 10-2019-0148513 2019.11.19.
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