| 초록 |
1차원 소재인 나노선과 같은 금속산화물 반도체는 비표면적이 크며, 가스 감응성이 우수하여 여러 종류의 가스센서 연구에 이용되고 있다. 그 중 CuO 나노선은 p-type 금속산화물로서, 황화수소(H2S) 가스에 대해 우수한 선택성이 있다는 연구 결과들이 보고되고 있다. 그러나 단일 나노선의 경우 신뢰성, 공정의 복잡 등의 한계가 있다. 이를 해결하기 위해, 본 연구에서는 Pd 및 Pt 금속입자를 기능화시킨 네트워크된 Pd-CuO, Pt-CuO 나노선을 제작하여 H2S 가스에 대한 감응특성을 조사하였다. 제작된 센서들은 H2S 가스에 대해 뛰어난 선택성을 보여주었으며, 그 중 Pd-CuO 나노선 센서는 자가발열 효과를 통해 상온, 5V 전압 그리고 100 ppm의 H2S 가스 농도에서 감응도(R=Rg/Ra) 1.894를 얻었다. 이와 같은 센싱 거동의 메커니즘은 Pd 금속 나노입자의 chemical sensitization에 의한 촉매효과와 Pd 금속입자와 CuO나노선의 heterojunctions 형성에 의한 electronic sensitization 효과에 기인한다. 이와 달리 Pt-CuO 나노선 센서는 단일 CuO 나노선에 비해 감응도가 감소하는 거동을 보여주었다. 이러한 결과는 가스 분자에 대한 Pt 금속의 촉매활성에 기인하는 것으로 추정된다. 이 외에도 다양한 분석 및 센싱 측정 등을 통해 촉매 금속입자 기능화된 CuO 나노선의 센싱 메커니즘을 체계적으로 해석하고자 하였다. |
