| 초록 |
n-p 헤테로접합의 이용은 화학저항형 가스센서의 성능을 향상시키는 가장 보편적인 방법으로써 활용되고 있지만, n-p 헤테로접합에서의 n-형과 p-형의 최적 조성을 결정하기 위한 체계적인 연구는 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는, (n) xSnO2-(p) (1-x) Co3O4 (x=0.1, 0.3, 0.5, 0.7 and 0.9)의 다양한 조성을 갖는 SnO2-Co3O4 복합체 나노섬유를 제작하여 이들에 대한 체계적인 연구 결과를 보고한다. 제작된 복합체 나노섬유는 다양한 조성의 전구체를 이용해 전기방사법으로 각각 합성되었으며, 각각의 샘플들은 600 ˚C의 온도에서 어닐링하여 최종적으로, 결정질을 갖는 복합체 나노섬유를 얻을 수 있었다. 제작된 센서들은 조성비에 따라 각각 n-형 및 p-형의 센서 거동을 보여주었고, 다양한 가스들에 의해 측정된 감응 특성 결과를 통해 0.5SnO2-0.5Co3O4의 조성을 갖는 센서가 가장 우수한 센싱 특성을 나타냄을 확인했다. 이와 같은, 센서의 거동에 대한 메커니즘으로써 n-p 헤테로접합으로 인한 p-형 재료의 전자 저장소로써의 역할에 더해, Sn+4 사이트에서 Co+2/Co+3의 치환과 Co3O4의 촉매효과, 그리고 결함 발생에 따른 2차적인 원인들을 제안했다. 이러한 결과를 통해, n-p 복합체 나노섬유에서 최적의 가스 검출 성능을 갖는 센서를 얻기 위해서는 n-형 및 p-형 금속산화물들의 조성이 매우 중요한 인자임을 확인했다. |
