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[재료공학]산화물 나노구조를 이용한 가스센서

저작시기 2006.04 |등록일 2006.07.30 한글파일한글 (hwp) | 6페이지 | 가격 1,200원

소개글

알찬 자료!!

목차

1. 반도체형 가스 센서의 감응 원리
2. 나노 구조가 가스 감응성에 미치는 영향
3. References

본문내용

1. 반도체형 가스 센서의 감응 원리
반도체식 가스센서는 세라믹 반도체 표면에 가스가 접촉했을 때 일어나는 전기전도도의 변화를 이용하는 것이 많으며 대부분 대기 중에서 가열하여 사용되는 일이 많아 고온에서 안정한 금속산화물(세라믹스)이 주로 사용된다. 금속 산화물은 반도체의 성질을 나타내는 것이 많고, 이중 금속원자가 과잉(산소 결핍)인 경우에는 n형 반도체, 금속원자가 결핍인 경우에는 p형 반도체가 된다.
이러한 세라믹반도체 중 전기전도도가 크고 융점이 높아서 사용온도 영역에서 열적으로 안정한 성질을 가진 반도체가 센서에 이용되고 있다. 반도체 가스센서는
1) 대부분 유독가스, 가연성가스에 어떤 응답을 나타내어 감지할 수 있는 가스의 종류가 많고,
2) 센서제작이 용이하고 검출회로의 구성이 간단하다는 특징이 있다. 그러나 감지 하려는 가스만을 감지할 수 있는 선택성이 우수한 가스센서는 적고 아직도 연 구개발 중에 있다.

세라믹반도체 가스센서는 고체의 표면과 기체와의 반응을 이용하는 것으로 기체가 흡착하는 속도와 흡착되는 기체의 선택성은 센서의 동작온도뿐만 아니라 촉매성분과 양, 센서주위의 분위기에 크게 영향을 받는다. SnO2 입자 내에는 열에너지가 주어지면 자유로이 움직일 수 있는 전자가 많이 있다. 여기에 산소기체(O2)가 흡착하면 이들 자유전자는 입자표면의 산소기체에 포획된다. 따라서 SnO2 입자계면(입계)에 전위장벽이 형성되어 입자간의 전기전도도는 낮아진다. 환원성 기체 또는 가연성기체는 산소기체와 만나 산화되기 때문에 이들 기체가 존재하게 되면 SnO2표면에 흡착되어 있는 산소기체를 제거하게 되고 산소기체에 포획되었던 자유전자는 SnO2 입자내로 들어가게 되어 전위장벽은 낮아져 입자간의 전기전도도는 커지게 된다. 결국 산소기체의 흡착 량과 탈착 량은 센서의 감도를 좌우하게 된다. 기본적으로 산소 흡착 량을 많게 하기 위해서는 SnO2 분말의 비표면적이 커야하며 산소기체의 흡착이 최대가 되는 온도로 높여주어야 한다. SnO2 가스센서에서 사용되는 분말입자는 30나노미터 (1나노미터는 10억분의 1 m)정도이고 표면온도는 350 ~400 °C 정도이다.

참고 자료

http://efml.korea.ac.kr/research_kor/research_kor_gas_semi.php
http://kin.naver.com/open100/entry.php?docid=193586
http://kr.ks.yahoo.com/service/wiki_know/know_view.html?tnum=37674
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