| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2018년 봄 (05/16 ~ 05/18, 삼척 쏠비치 호텔&리조트) |
| 권호 | 24권 1호 |
| 발표분야 | E. 환경/센서 재료 분과 |
| 제목 | ZnO-Co3O4 p-n 복합나노섬유의 가스감응특성 |
| 초록 | 1차원 구조 나노재료는 넓은 반응표면적과 화학적, 전기적으로 안정적인 특성으로 인하여 가스센서 재료로서 널리 알려져 있다. 가스센서의 감응도 및 선택성 향상을 위해 코어-쉘 구조, 금속입자 기능화, p-n 헤테로 접합을 형성한 복합나노섬유 관련 연구가 활발히 진행 중이다. 그 중 ZnO는 일정 온도 이상에서 수소가스와 반응 시 표면에 metallic Zn가 형성되어 센서의 큰 저항변화를 야기한다. 이 특성으로 인하여 ZnO 기반 물질은 타 가스에 비해 수소가스에 선택성을 갖는다고 발표된 바 있다. 본 연구에서는 n형 ZnO에 p형 물질을 첨가하여 p-n 헤테로 접합을 형성시켜 가스센서의 감응도를 향상하기 위한 연구를 진행하였다. p형 물질로는 촉매효과가 크고 산소의 흡착에 유리한 Co3O4를 선택하여 첨가량을 0.03에서 0.15 wt%로 변화시키며 나노섬유를 합성하였다. ZnO-Co3O4 복합나노섬유는 전기방사 후 열처리 하는 방법으로 합성되었고, 그 위에 Ti (~50 nm), Pt (~200 nm)를 증착하여 센서 측정용 전극을 형성하였다. 제작된 시편들을 센서 작동 최적온도인 300℃에서 조성(0.03, 0.05, 0.1, 0.15 wt%)과 여러 가스 (H2, NO2, CO)에 대한 감응 특성을 조사하였고, 최적 Co3O4 함유량과 수소가스에 대한 선택성을 확인하였다. 이러한 결과를 바탕으로 n-p 복합나노섬유의 가스감응 메커니즘을 이종접합의 에너지밴드 변에 기반하여 설명하고자 한다. |
| 저자 | 이재형, 김재훈, 김진영, 김상섭 |
| 소속 | 인하대 |
| 키워드 | <P>ZnO; Co<SUB>3</SUB>O<SUB>4</SUB>; nanofiber; H<SUB>2</SUB> gas</P> |
