| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2009년 봄 (05/21 ~ 05/22, 무주리조트) |
| 권호 | 15권 1호 |
| 발표분야 | 에너지환경재료 |
| 제목 | 저전력 마이크로 플랫폼 상에 MWCNT와 나노 입자 SnO2 혼합 재료를 이용하여 제조된 가스센서의 다종 가스 감지 특성 |
| 초록 | 유비쿼터스 센서 네트 워크를 이용한 대기 환경 모니터링을 위하여 저전력 구동으로 다종의 가스를 감지 할 수 있는 환경 센서에 대한 연구가 최근 활발히 진행되고 있다. 이를 위하여, 본 연구에서는 저전력 구동이 가능한 마이크로 발열체와 감지전극을 포함하는 초소형 마이크로 플랫폼 상에, 고감도, 선택성을 갖는 감지 재료를 적용한 마이크로 가스 센서를 제조하고, 이를 이용하여, 다종의 가스를 연속적으로 감지하여 그 감도와 선택성에 대하여 조사되었다. 마이크로 플랫폼은 MEMS공정을 이용하여 SiNx멤브레인 상에 마이크로 발열체와 감지전극을 절연체를 중간에 이용하는 적층 구조로 제조되어 300 ℃ 구동을 약 47.58 ㎽에서 할 수 있는 저전력 구동을 확보하였다. 감지재료는 도체 특성을 갖는 다공질 MWCNT와 나노 사이즈의 반도체 특성의 SnO2입자를 혼합하여 페이스트화하여 마이크로 플랫폼 상의 감지 전극 상에 도포하였다. 전압 인가를 통해 마이크로 발열체를 직접 발열시켜 감지재료에서 유기물을 제거하고, 소결되도록 함으로써 큰 비표면적과 안정적인 저항을 갖도록 유도하였다. 이상과 같이 제조된 마이크로 가스 센서는 측정 대상 가스와의 빠른 흡탈착을 유도하기 위하여, 마이크로 플랫폼의 발열체에 일정 전압을 인가시켰으며, 이 때, 일정한 용량의 가스 챔버에 일정한 농도의 NO2, NH3 그리고 Xylene 등을 주입하면서 감지 재료와의 반응에 의한 저항변화를 전압 값으로 변환하여 감지 전극을 통해 측정함으로써 가스 감지 특성이 조사 되었다. NO2 가스의 경우 3.6 ppm 에서 4.80, Xylene은 3.6 ppm 에서 0.35, 그리고 NH3는 90ppm 에서 0.31의 감도가 측정되었다. 또한, NO2 가스가 0.6 ppm 에서 0.32의 감도를 측정됨으로써 저 농도의 NO2 가스 검출이 가능한 것으로 확인되었으며, 이상의 검출된 가스 감지 결과로부터 NO2 가스에 대한 선택성이 현저한 것으로 확인되었다. ＜감사의 글＞ 본 연구는 지식경제부 및 정보통신연구진흥원의 IT원천기술개발사업의 일환으로 수행되었습니다 [2006-S-078-04, 나노선 나노튜브를 이용한 환경 검지 경보 시스템]. 연구비 지원에 감사드립니다. |
| 저자 | 최광용1, 박준식2, 박광범1, 김성동1, 김현재1 |
| 소속 | 1전자부품(연), 2연세대 |
| 키워드 | 저전력; 마이크로 플랫폼; MWCNT; SnO2; 가스 센서 |
