| 초록 |
수열합성법에 의해 합성된 투명한 p-타입 산화구리 나노막대의 일산화질소 가스 감지 특성을 조사하였다. 특히, 본 연구에서는 전형적인 수열합성법 공정 중 Cu(NO3)2•3H2O(질산구리(II) 3수화물)와 C6H12N4(헥사메틸렌 테트라민)를 이용하여 ITO기판위에 두 재료의 합성 몰 비율 변화와 합성온도, 성장시간을 조절하여 다양한 p-타입 산화구리 나노구조를 제작하고 결정화하였다. p-타입 산화구리를 수열합성하기 위해서 Cu(NO3)2•3H2O(질산구리(II) 3수화물)분말과 C6H12N4(헥사메틸렌 테트라민)을 증류수100mL와 혼합시킨다. 분말이 완전히 용해될 때까지 약 20분간 500rpm으로 휘젓기(stirring)를 상온에서 진행하였다. 이와 같이 만들어진 용액을 이용해 수열합성을 하였다. Cu(NO3)2•3H2O(질산구리(II) 3수화물)와 C6H12N4(헥사메틸렌 테트라민)의 합성 몰 비율은 1:1~1:4로 진행되었고 또한 수열합성 시간과 온도 또한 1~3시간, 80~105℃로 달리하며 단계적으로 미세구조의 변화를 조사하였다. 이렇게 조사된 산화구리 나노막대 샘플들은 X-선회절분석기(XRD), 장방출주사전자현미경(SEM), 가시광선 분광 광도계(UV visible spectrophotometer)를 이용하여 성분 및 미세 구조, 투명성 분석을 진행하였다. 일산화질소 가스 감지 센서로 투명한 나노막대 구조의 산화구리의 가능성을 확인하기 위해 자체 제작된 전류-전압 측정 장치(I-V measurement)가 사용되었다. 작동온도 및 일산화질소 농도를 변화를 통해 저항 변화 곡선을 얻을 수 있었다. 나노막대 구조 산화구리 가스 센서는 비교적 낮은 작동온도 100℃에서 일산화질소 농도 10ppm일 때 최대감도 ~500%를 나타냈다. 특히, 일산화질소 농도 수 ppm의 레벨까지도 검출 가능한 것으로 확인되었다. 이러한 연구 결과들은 수열합성법으로 투명한 나노막대 구조 산화구리 가스 센서의 제작이 용이하고 공정단계가 비교적 간단하며 제작 비용이 낮은 점을 장점으로 갖는 가스센서가 될 것임을 시사해준다. |
