형광 나노 포러스 박막을 이용한 온도장 가시화에 대한 연구

Abstract

온도장 측정 방법으로 과거에는 열전대(Thermocouple)를 이용한 접촉식 온도측정 방법이 주를 이루었으나, 최근에는 연구 대상의 관심영역이 나노스케일 까지 접근함에 따라 열전대를 이용한 온도측정은 불가능하게 되었다. 이에 따라 형광염료를 이용한 LIF(Laser Induced Fluorescence)기술이 온도를 측정하는 연구에 활용되고 있다. 그러나 LIF실험에서는 형광염료를 다양한 용매에 녹여 열유동장에 대한 온도장 측정에 사용하고 있어, 용매에 녹인 형광염료분자들은 항상 유동의 영향을 받기 때문에 고정된 지점의 온도를 측정하는데 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 미소디바이스의 표면온도를 측정하고자 나노 포러스 구조를 가진 박막의 기공 안에 형광염료를 주입하여 시편을 제작하였고 실험장치를 통해 온도장을 형성하여 나타나는 영역별 형광강도차이를 알아보고자 하였다. 이를 위해 나노 포러스 박막의 제작과정에서 존재하는 변수들의 영향을 분석하여 형광성능이 가장 우수한 최적조건을 구하였으며, 이렇게 결정한 최적조건을 적용하여 우수한 성능을 지닌 형광 나노 포러스 박막을 제작하였다. 그리고 온도 변화에 따른 형광성능 변화를 측정하였고, 온도장 형성장치에 만들어진 다양한 온도분포를 형광세기 분포의 측정을 통하여 온도장을 가시화하였다.