| 초록 |
이번 연구에서는 수열합성법을 이용하여 고밀도의 산화아연 나노막대를 성장시키고, 이를 가스센서로 활용하기 위해 일산화질소 가스에 대한 감지 특성을 연구하였다. 특히, 나노막대의 길이와 일산화질소 가스 감지 효과의 상관관계를 조사하며 최적의 산화아연 나노막대 길이를 밝히고 있다. 먼저, 고밀도 산화아연 나노로드 가스센서를 제작하기 위해 rf 떼려내기 방법으로 실리콘 기판 위에 10nm가량의 전구체를 매끄러운 박막형태로 성장시킨다. 이후, Zn(NO3)2•6H2O와 hexamethylenetetramine(HMT)를 증류수에 일정 비율로 혼합해 용액을 만들었다. 만들어진 용액에 전구체가 성장된 기판을 담궈두고 90℃를 유지하여 고밀도의 산화아연 나노막대가 성장되었다. 여기서, 전구체가 성장된 기판을 담궈두는 시간을 변수로 두고 산화아연 나노막대의 길이를 조절하였다. 고밀도의 산화아연 나노막대의 표면과 측면 분석은 냉전계형 주사전자현미경을 이용하였다. X선 회절 분석기(XRD)와 에너지분광검출기(EDS)를 사용해 산화아연의 성분분석과 결정성을 조사하였다. 산화아연 나노막대 가스센서의 성장시간에 따른 일산화질소 가스 감지에 대한 특성 평가를 위해 자체 제작된 전류-전압 측정 장치(I-V measurement)가 사용되었다. 다양한 작동온도와 다양한 일산화질소 가스 농도의 변화를 주며 얻어진 저항 응답 곡선을 통해서, 수열합성법을 이용하여 성장된 고밀도의 산화아연 나노막대 가스 센서는 두드러질만큼 좋은 응답도를 가졌고 작동 온도 200°C에서 일산화질소 가스에 대한 최대 민감도를 보임을 확인하였다. 특히, 약 1μm길이의 산화아연 나노막대 가스센서는 sub-ppm의 낮은 일산화질소 가스 또한 감지할 수 있음을 분명하게 확인하였다. 이러한 결과들을 통해 수열합성법을 이용하여 성장된 산화아연 나노막대 가스센서는 저비용, 고감도, 공정제어의 간단함의 장점을 갖는 일산화질소 가스 센서가 될 것임을 알 수 있었다. |
