| 초록 |
본 연구에서는 소결 시간을 달리하여 다양한 입자 크기로 튜닝된 ZnO-SnO2 복합나노섬유를 사용해 입자 크기와 수소(H2) 가스의 연관성을 확인하였으며, 특정 입자 크기에서 수소 가스에 대해 뛰어난 선택적 감지가 가능한 센서소재를 개발했다. 소결 시간이 증가함에 따라 ZnO-SnO2 복합나노섬유의 입자 크기가 증가하는 경향을 보여주었으며, 소결 시간이 가장 적었던 시편의 경우, 입자 크기가 12 nm로 나타났고, 100 ppb의 아주 낮은 수소 가스 농도에서 높은 감응도(R=78)를 나타냈다. 또한, 이 같이 뛰어난 감지 성능을 나타내는 센싱 메커니즘은 두 가지 효과에 기인한다. 첫 째, 입자 크기가 작아짐에 따라 ZnO와 SnO2 입자들의 이종접합(heterojunction)의 수가 증가하여 센서의 저항이 증가함에 따라 감도가 증가하는 것이며, 둘 째, ZnO 입자들이 수소 가스에 의해 표면금속화 효과를 가지게 되어 수소에 대한 높은 선택성을 보여주게 된다. 이러한 결과들은 수소를 감지하는 센싱 플렛폼으로서 입자 크기가 튜닝된 ZnO-SnO2 복합나노섬유를 사용하는 것이 매우 유망하다는 것을 보여준다. 본 연구를 활용한 센서를 이용하면 산업재료, 자동화기기, 연료전지 등을 포함한 미래의 센서 응용 분야에 적용이 가능할 것으로 판단된다. |
