리소그래피 공정 없이 제작 가능한 대기전력이 없는 수소 감지 스위치 개발

기계공학과 김종백 교수 연구팀은 팔라듐(Pd)의 선택적 수소 흡착 및 팽창 특성을 이용한 이중층 구조를 적용하여, 리소그래피 공정없이 제작 가능한 대기 전력 소모 없는 화학-기계식 수소 감지 스위치를 개발하였다. 본 연구팀은 정렬된 폴리머 나노섬유를 희생 구조로 활용하고, 크로뮴(Cr)과 Pd 박막을 경사 증착하여 나노갭을 갖는 Pd/Cr 이중층 캔틸레버 스위치를 제작하였다. 제작된 스위치는 수소가 없는 환경에서는 대기 전력을 거의 소모하지 않으며, 수소 노출 시 Pd 층의 선택적 수소 흡착에 의한 격자 팽창으로 인해 나노갭에서 접촉이 형성되는 스위칭 메커니즘을 구현하였다. 그 결과 0.3% H2의 검출 한계, 1.35 × 10^5 이상의 높은 on/off 전류비, 그리고 50회 이상의 반복 스위칭 구동 안정성을 확보하였다. 본 연구 결과는 Instruments & Instrumentation 분야 1위 국제학술지인 Microsystems & Nanoengineering (IF: 9.9) 에 게재되었다.

관련 논문 링크: https://www.nature.com/articles/s41378-026-01269-2