| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2017년 가을 (11/15 ~ 11/17, 경주 현대호텔) |
| 권호 | 23권 2호 |
| 발표분야 | G. 나노/박막 재료 분과 |
| 제목 | Ag 나노 입자의 플라즈모닉 효과를 이용한 ZnO 나노 막대 기반 유연 가스/자외선 듀얼 센서 (ZnO nanorods-based flexible gas/ultraviolet dual sensor using plasmonic effect of Ag nanoparticles) |
| 초록 | 산업 기술 및 공정의 발전과 함께 오존층 파괴와 여러 종류의 유독 가스의 배출 등의 심각한 환경 문제가 초래되고 있다. 이러한 문제는 환경적, 산업적인 요구뿐만 아니라 생명체의 생존에도 직접적인 영향을 끼치기 때문에 자외선 및 유독 가스 감지를 위한 다양한 센서 개발의 중요성이 대두되고 있다. 그 중에서도 산화물 반도체중 하나인 산화아연 (ZnO) 기반 센서는 간단한 구동원리, 낮은 생산원가, 그리고 가스와 자외선에 대한 반응성을 동시에 가지고 있다는 장점을 지니고 있다. 특히, 자외선 및 가스와 반응하는 활성층의 부피대비 표면적의 증가는 센서 특성에 매우 중요한 요소이므로 나노 구조체로 쉽게 제작이 가능한 ZnO가 더욱 주목 받고 있다. 하지만 ZnO 기반 센서는 낮은 반응성, 느린 응답 특성, 고온구동 등 여전히 개선되어야 할 문제점들이 있으며, 이종의 물질에서 직접 성장되지 않으므로 균일한 성장을 위해서는 동종의 씨앗층 사용이 필수적이라는 단점을 가지고 있다. 본 연구에서는 이러한 산화아연 기반 센서의 문제점을 극복하기 위해 ZnO 나노 막대를 Ag 나노 입자 위에 직접 성장시켜서 나노 구조체의 단위 부피대비 표면적을 극대화 시킨 자외선 및 가스 센서를 제작 하였다. Ag 나노 입자는 ZnO 나노 막대의 성장을 위한 씨앗층의 역할과 플라즈모닉 효과를 통한 센서 특성 향상에 사용되었다. Ag 박막의 rapid thermal annealing (RTA) 처리를 통해 Ag를 나노 입자로 제작한 뒤 저온의 수열 합성법을 통해 ZnO 나노 막대를 Ag 나노 입자 위에 직접 성장시켰다. 나노 물질들의 표면 및 단면은 scanning electron microscopy (SEM)과 transmission electron microscope (TEM)으로 분석하였고, 결정학적 특성은 X-ray diffractometer (XRD)를 이용하여 분석하였다. 자외선과 NO2 가스에 대한 노출 전후의 전기전도도 변화를 시간에 따라 측정함으로써 ZnO 센서의 자외선 및 유독 가스 감지 특성을 확인하였고, 센서의 유연성을 평가하기 위하여 휨 반경 5 mm에서 굽힘시험을 진행하였다. |
| 저자 | 권도균, 안희주, 김현민, 명재민 |
| 소속 | 연세대 |
| 키워드 | Ag nanoparticle; zinc oxide nanorod; sensor; plasmonic effect; flexible device |
