| 초록 |
많은 화학공정에서 수소(H2)가스를 효율적으로 모니터링 하는 것이 중요하다. 또한 수소는 우리 사회가 직면하고 있는 주요 환경 문제를 해결하는데 기여할 수 있는 최고의 청정 에너지 중 하나로 간주된다. 따라서 수소센서의 개발이 매우 중요하고, 반도체 금속산화물 기반 센서 분야에서는 센서의 감지 특성을 향상시키기 위해 많은 노력을 기울이고 있다. 본 연구에서는 ZnO 나노선에 ALD 공정을 적용해 Pd 금속입자를 기능화하고, 얇은 ZIF-8(Zeolitic Imidazolate Framework-8) 분자 체 구조를 형성하여 수소가스에 대한 선택성을 향상시켰다. 최적화된 ZIF-8/Pd-ZnO 기반의 복합 나노선 센서는 10 ppm 수소 농도에서 높은 감응도(R=3.2)를 보여주었으나, 다른 환원성 가스들에서는 눈에 띄는 반응이 없어, 수소가스에 대해 뛰어난 선택성이 있음을 확인했다. 이러한 센싱 결과는 가스 센서의 성능이 Pd 금속입자의 첨가에 따른 촉매 역할로 인해 수소가스에 더욱 민감해지고, ZIF-8 분자 체 구조에 의해 수소 이외의 가스들에 대한 반응을 원천적으로 봉쇄시키는 것에 기인한다. 또한, 본 연구에서 제시된 전략은 사용되는 금속입자 및 MOF 물질을 현명하게 선택할 경우, 다른 가스 종의 감지를 위해 적극적으로 적용될 수 있다. 따라서, 고선택성을 갖는 가스센서 제작을 위한 새로운 방법을 제시하고자 한다. |
