| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2017년 봄 (05/17 ~ 05/19, 목포 현대호텔) |
| 권호 | 23권 1호 |
| 발표분야 | G. 나노/박막 재료 분과 |
| 제목 | Polystyrene 입자 정렬을 이용한 성게 구조 ZnO 나노막대 가스 센서의 특성 (Properties of urchin-structured ZnO nanorod gas sensor by using PS sphere array) |
| 초록 | 대기 오염 가스의 감지는 환경적, 산업적인 요구뿐만 아니라 생명체의 생존에도 직접적인 영향을 끼치기 때문에 그 중요성이 증가하고 있다. 일반적으로 가스 센서는 가스의 물리·화학적인 흡착이나 탈착, 화학반응 등을 이용하기 때문에 반응을 촉진시키는 금속 촉매의 첨가나 표면처리 등에 대한 연구가 주를 이루며 특히, 표면처리 및 가스와 반응하는 활성층의 부피대비 표면적의 증가는 가스 센서 특성에 매우 중요한 요소이므로 나노선, 나노막대, 나노벨트와 같은 나노 구조체를 이용한 연구가 활발히 진행되고 있다. 대표적으로, 산화아연 (ZnO)은 나노 구조체로의 합성이 용이할 뿐만 아니라 친환경적 특성과 높은 열적 안정성으로 인해 가스 센서 소재로서 다양한 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 ZnO 나노막대를 3차원의 ZnO shell에 성장 시킴으로써 나노 구조체의 단위 부피대비 표면적을 극대화 시켜 우수한 특성을 보이는 가스 센서를 제작하였다. 단층으로 정렬된 polystyrene (PS) 입자에 ZnO를 RF sputtering으로 증착한 후 이를 기판에 전사하였다. 이어서 rapid thermal annealing (RTA) 처리를 통해 PS를 제거하여 3차원의 ZnO shell 구조체를 얻었다. 이렇게 형성된 ZnO shell에 ZnO 나노막대를 저온의 수열 합성법을 통해 직접 성장시킴으로써 3차원의 극대화된 표면적을 갖는 성게 구조의 가스 센서를 제작하였다. ZnO 나노막대와 shell의 표면 및 단면은 scanning electron microscopy (SEM)를 이용하여 확인하였고, 결정학적 특성은 x-ray diffractometer (XRD)를 이용하여 분석하였다. 가스 노출 전후의 전기전도도 변화를 시간에 따라 측정함으로써 성게 구조 ZnO 가스 센서의 감지 특성을 평가하였다. |
| 저자 | 김종우, 김도훈, 기태훈, 박정혁, 명재민 |
| 소속 | 연세대 |
| 키워드 | ZnO nanorod; ZnO shell; polystyrene micro-sphere; urchin structure; Gas sensor |
