The easy integration of ICs with optical or mechanical systems (MOEMS) has allowed the creation of the so-called Systems-on-chip (SoCs) which are the systems that contain a lot of different devices, fabricated by different technologies, and integrated into a single electronic system.

 In the application of light in an engineering context such as in display, lighting and optical communications, units that describe intensity, radiance, flux, irradiance and exitance are used. To describe the visual sensation of color, another unit to measure color is needed. This lecture introduces these units and provide simple examples of their applications.

image sensor 개발에 필요한 반도체 소자의 특성, sensor 개발에 따라 기술적 바탕 제공

 The acronym FD-SOI is composed of two important words. All devices from now to the end of the roadmap will be Fully Depleted (FD) whatever their intrinsic architecture: FinFET, planar, 3D, or nanowire FET. They need to be thin in at least one direction which makes FD inevitable.

Crystalline oxides form a broad class of materials with a wide range of properties including ferroelectric, ferromagnetic, piezoelectric, pyroelectric, electro-optic and superconducting.

분광계는 산업 및 연구 전반에 걸쳐 빛을 감지하고 분석하는 데 널리 사용됩니다. 분광계는 무지개의 색상과 같이 다양한 파장에서 강도를 나타내는 빛의 스펙트럼을 측정하며 표본과 재료를 식별하고 분석하는 데 필수적인 도구입니다. 2차원 물질의 반데르발스 이종 접합 구조 기반 마이크로 칩 크기의 단일 센서와 인공지능 알고리즘을 결합한 높은 피크 파장 정확도, 높은 스펙트럼 분해능 및 넓은 작동 대역폭을 갖춘 고감도 분광기를 소개합니다. 이 초소형 고감도 일체형 지능형 전산 분광기는 광학 및 기계 부품과 같은 기존 하드웨어를 대체하기 위해 인공 지능을 사용하여 칩 위의 광전자공학 실험실을 가능하게 합니다. 특히, 빛을 분산하고 여과하기 위해 별도의 부피가 큰 구성 요소나 센서 어레이 설계를 필요로 하지 않고 우리 손끝에서 온전히 전기적으로 빛의 스펙트럼을 제어 및 분석할 수 있으므로 스마트폰 및 드론과 같은 휴대용 장치에 대한 확장성과 통합 가능성을 갖습니다. 나아가, 품질 검사 플랫폼, 보안 센서, 생체 시료 분석기, 의료 시스템, 환경 모니터링 도구 및 우주 망원경을 비롯한 다양한 기술에 큰 도움이 됩니다.

In the last few decades, there has been increasing interest and investment in developing advances in analysis equipment to study the nervous system. The aim of neuroscientific studies is to explain the function of a neural circuit which is a population of neurons interconnected by synapses. Currently, two-photon fluorescence microscopy is widely used. However, this equipment requires expensive and huge implementations such as precise alignments and lenses, in general. In addition, it is necessary to carry out a pretreatment, like the fluorescent labeling of biomolecules in samples. To overcome these limitations, we proposed a bio-image sensor that not only is a portable and customizable device but also has potential in implantation for long-term recording. In order to image spatiotemporal activities of different neurotransmitters simultaneously, this sensor has been designed to consist of an enzyme-immobilized ISFET array and an integrated readout circuit. The details of the sensor and its future application will be given in this talk.

Quantum dot
lasers epitaxially grown on Si are promising for an efficient light source for
silicon photonics. In the talk, I will present record-high performance and
excellent reliability of 1.3 μm quantum dot lasers on Si enabled by a low
threading dislocation density GaAs buffer layer. Continuous-wave threshold
currents as low as 4.8 mA and output powers of 185 mw have been achieved from
narrow ridge-waveguide lasers at 20 °C. P-modulation doped lasers operated up
to 107 °C. 1800-hour reliability tests at 35 °C showed an extrapolated
mean-time-to-failure of more than a million hours. Micro-ring QD lasers on Si
were also fabricated and showed an ultralow threshold current of 0.5 mA. I will
also present a preliminary result on monolithically integrated III/V laser,
waveguide, and photodetectors on Si. This represents a significant stride
toward efficient, scalable, and reliable III-V lasers on on-axis Si substrates for
photonic integrate circuits that are fully compatible with CMOS foundries.

LED 및 실리콘광센서를 이용하여 microfluidics chip을 통한 미세조류 등 의 환경시료를 분석할 수 있는 현장진단형 형광센서시스템의 설계 및 그 활용에 대해 발표하고, 다양한 분야에 대한 응용에 대해 논의하고자 함.

형광센서 모델은 타겟 분석물을 자극하기 위한 3가지 상이한 파장의 발광다이오드 (LED)를 사용하고, 샘플로부터 낮은 형광 방출을 검출하기 위해 매우 정밀한 SiPM(Silicon Photomultiplier)을 사용함. 그에 대응하는 형광 측정을 위한 정밀한 광 검출기를 사용함. 각 분석물로부터 얻어진 형광 방출 패턴에 기초하여, 다중 분석물의 혼합물에서 하나의 분석물을 검출이 가능함.

또한 루이지애나주립대에서 진행 중인 다양한 센서 연구에 대해 소개하고자 함.