| 초록 |
4차 산업혁명은 현대의 정보 융합 기술에서 화학저항형 가스센서를 모바일 장치와 같은 휴대용 장치에 내장하는 것을 요구하고 있다. 하지만 기존의 화학저항형 가스센서는 센서의 감응을 위해 추가적인 외부 열원을 필요로 하며, 이로 인해 높은 소비전력을 갖는 것뿐만 아니라 특정 가스에 대한 선택적 검출이 어렵다는 문제로 인해 저비용, 소형화, 고감도, 그리고 뛰어난 안정성 등의 다양한 고유의 장점들에도 불구하고, 휴대용 장치에 적용하는데 어려움을 갖고 있다. 따라서 본 연구에서는, Pt 금속입자를 다양한 쉘 층 두께를 갖는 SnO2-ZnO 코어-쉘 나노선에 기능화시킴으로써 자가발열이 가능한 코어-쉘 구조와 함께 Pt 금속입자를 이용한 촉매 효과를 동시에 부여했으며, 이를 통해 낮은 소비전력과 톨루엔 가스에 대한 우수한 선택성을 갖는 화학저항형 가스센서 플랫폼을 제안했다. 열화상카메라를 통해 측정된 센서의 온도는 ZnO 쉘 층의 두께 증가에 비례하여 향상됨을 확인했으며, 높은 온도의 발열 없이도 상온에서 톨루엔 가스에 대한 우수한 감지 성능을 나타냄을 확인했다. 최종적으로 제안된 85 nm의 ZnO 쉘 층 두께를 갖는 센서 플랫폼은 자가발열에 의해 약 31 ɥW의 매우 낮은 소비전력을 필요로 했다. 이러한 결과를 통해, 본 연구에서 제안된 센서 플랫폼이 4차 산업혁명에서 요구되는 다양한 응용분야들에 적용될 수 있는 잠재력을 갖추고 있음을 확인했다. |
