나노전자 나노가스센서
페이지 정보
- 용어
- 나노가스센서
- 요약
- 나노구조재료 및 나노기술을 기반으로, 기존 센서의 성능을 향상시킴으로써 다양한 종류의 기체에 대한 보다 높은 분해능을 가지며 극한 작업환경에서도 구동이 가능한 가스센서
- 참고문헌
- - L.F.Dong, Z.L.Cui, Z.K.Zhang Nanostructured Materials, Vol.8, No.7, pp815-823(1997)
- E.Comini, G.Faglia, G.Sberveglieri, Sensors and Actuators B 111-112 (2005) 2-6
- R.Rella, P.Siciliano, S.Capone Sensors and Actuators B 58 (1999) 283-288 - 분류
- 나노전자 > 나노전자공학
본문
산업안전, 보건, 환경감시 및 공정제어에 있어서 가스검출 장비에 대한 요구가 날로 증가하고 있다. 이와 같은 요구를 충족시키기 위하여 새로운 센서의 개발에 대한 많은 연구가 진행되고 있으며, 대표적인 예로서 나노기술을 통한 기존 소자들의 성능향상을 들 수 있다. 특히 지난 수십 년 동안 인화성 혹은 독성 가스를 적은 비용으로 검출하는 데에 사용된 산화물 센서의 경우, 민감성 (sensitivity), 선택성 (selectivity) 및 안정성 (stability)에 대한 문제점이 지속적으로 제기되어 응용의 폭이 좁아지거나, 고가의 재료를 사용해야 하는 단점이 있었다. 센서의 성능은 노출면적의 부피와 비례관계를 갖고 있기 때문에, 최근 나노재료의 개발은 센서재료의 응답속도 (response)를 한층 향상시킬 수 있는 구동력이 되었다.
가스센서에 적용할 수 있는 나노기술은 비표면적이 넓은 나노구조재료를 사용하는 것과 센서 제조시 새로운 나노공정기술을 도입하는 것으로 구분할 수 있다. 먼저 나노구조재료를 사용하는 가스센서의 경우, 입자 크기의 감소 (100 nm 이하)에 따른 비표면적의 증가로 인하여, 흡착되는 가스의 양이 증가하므로 응답속도, 민감성, 선택성 등을 향상시킬 수 있다 (그림 2). 센서 제조시 나노공정기술을 도입하는 경우는, 대표적인 예로 센서의 표면전도도를 감소시키는 것을 들 수 있다. Field-effect transistor (FET) 가스센서의 경우, 공기중의 수분이 표면에 흡착되면, 전기전도도에 변화가 생기므로 센서의 오작동을 유발할 수 있다. 따라서 이와 같은 수분의 흡착을 예방하기 위하여 flouropolymer와 같은 초소수성 막을 나노미터 두께로 코팅하여 우수한 민감도를 유지할 수 있다.