본문 바로가기
KERD
논문KCI 등재

NO2 감응을 위한 Ag 금속입자가 기능화된 SnO2 나노선 기반 저온동작 센서

Ag-functionalized SnO2 Nanowires Based Sensor for NO2 Detection at Low Operating Temperature

김민영|안지혜|최승준|이규형|최명식
한국마이크로전자및패키징학회 (The Microelectronics And Packaging Society)|2020.06|마이크로전자 및 패키징학회지 (Jornal of the Microelectronics and Packaging Society)|제27권 제2호|pp. 11-17

1

조회

0

다운로드

0

인용

0

참고문헌

키워드

SensorSnO2NO2NanowiresAg
주제분류재료공학

초록

본 연구에서는 Ag 금속입자가 기능화된 SnO2 나노선을 제작 및 저온 NO2 가스 센싱 특성을 평가하였다. Vapor–liquid–solid 공법을 이용하여 SnO2 나노선을 합성하였고, flame chemical vapour deposition 공법을 이용하여 Ag 금속입자를 SnO2나노선표면에기능화하였다. 합성된 Ag 금속입자가기능화된 SnO2나노선을이용하여 50oC에서 NO2 10 ppm에대한 가스 센싱 테스트를 진행한 결과, 감응도(Rg/Ra) 1.252를얻었다. 본연구를 통하여, 금속입자가 기능화된나노선을 이용한 저온동작 반도체식 가스센서의 산업 적용을 현실화 할 수 있을 것으로 기대된다.

Abstract

In this study, Ag-functionalized SnO2 nanowires are presented for NO2 gas sensitive sensors at low temperatures (50oC). SnO2 nanowires were synthesized using vapor-liquid-solid method, and Ag metal particles were functionalized on the surface of SnO2 nanowires using flame chemical vapor deposition method. As a result of the sensing test about Ag-functionalized SnO2 nanowires based sensor, the response (Rg/Ra) to 10 ppm NO2 was 1.252 at 50oC. We believe that metal-functionalizing is a one of good way to increase the feasibility about semiconductor gas sensor.

참고문헌 (33)

  1. S. G. Chatterjee, "Graphene–metal oxide nanohybrids for toxic gas sensor: A review", Sens. Actuators B-Chem, 221, pp.1170~ (2015)
  2. N. Yamazoe, "Toward innovations of gas sensor technology", Sens. Actuators B-Chem, 108, pp.2~ (2005)
  3. S. Mahajan, "Metal-oxide semiconductors for carbon monoxide (CO) gas sensing: A review", Appl. Mater. Today, 18, pp.100483~ (2020)
  4. A. Dey, "Semiconductor metal oxide gas sensors: A review", Mater. Sci. Eng., B, 229, pp.206~ (2018)
  5. R. S. E. Shamy, "Mid infrared optical gas sensor using plasmonic Mach-Zehnder interferometer", Sci. Rep, 10, pp.1293~ (2020)
  6. K. M. Yoo, "InGaAs membrane waveguide: a promising platform for monolithic integrated mid-infrared optical gas sensor", ACS Sens, 5, pp.861~ (2020)
  7. H. Wan, "High sensitive reduced graphene oxide-based room temperature ionic liquid electrochemical gas sensor with carbon-gold nanocomposites amplification", Sens. Actuators B-Chem, 299, pp.126952~ (2019)
  8. M. A. H. Khan, "Recent advances in electrochemical sensors for detecting toxic gases: NO2, SO2and H2S", Sens, 19, pp.905~ (2019)
  9. N. Joshi, "A review on chemiresistive room temperature gas sensors based on metal oxide nanostructures, graphene and 2D transition metal dichalcogenides", Microchim. Acta, 185, pp.213~ (2018)
  10. R. Godbole, "Low temperature HFCVD synthesis of tungsten oxide thin film for high response hydrogen gas sensor appli-cation", Mater. Lett, 254, pp.398~ (2019)
  11. Q. Wang, "Design of NiCo2O4@SnO2 heterostructure nanofiber and their low temperature ethanol sensing properties", J. Alloys Compd, 791, pp.1025~ (2019)
  12. R. S. Ganesh, "Sensitivity enhancement of ammonia gas sensor based on Ag", ZnO flower and nanoellipsoids at low temperature, 2018, pp.255, 672~
  13. R. Kumar, "Zinc oxide nanostructures for NO2 gas–sensor applications: A review", Nanomicro Lett, 7, pp.97~ (2015)
  14. 박진영, "신축성 전자소자를 위한 신축성 전극 및 스트레인 센서 개발 동향", 마이크로전자 및 패키징학회지, 25(4), pp.25~34 (2018), 한국마이크로전자및패키징학회
  15. 신유빈, "금속 나노와이어 기반 전극 기술 개발 동향", 마이크로전자 및 패키징학회지, 26(4), pp.15~22 (2019), 한국마이크로전자및패키징학회
  16. M. S. Choi, "Promotional effects of ZnObranching and Au-functionalization on the surface of SnO2nanowires for NO2 sensing", J. Alloys Compd, 786, pp.27~ (2019)
  17. M. S. Choi, "Synthesis of Au", SnO2 nanostructures allowing process variable control, 2020, pp.10, 346~
  18. M. S. Choi, "Exploration of the use of p-TeO2-branch", n-SnO2 core nanowires nanocomposites for gas sensing, 2019, pp.484, 1102~
  19. V. N. Singh, "Enhanced gas sensing properties of In2O3:Ag composite nanoparticle layers; electronic interaction, size and surface induced effects", Sens. Actuators B-Chem, 125, pp.482~ (2007)
  20. J. Zhang, "Surface silver clusters as oxidation catalysts on semiconductor gas sensors", Sens. Actuators BChem, 40, pp.47~ (1997)
  21. Q. Xiang, "Ag nanoparticle embedded-ZnO nanorods synthesized via a photochemical method and its gas-sensing properties", Sens. Actuators B-Chem, 143, pp.635~ (2000)
  22. P. Hu, "Enhancement of ethanol vapor sensing of TiO2nanobelts by surface engineering", ACS Appl. Mater. Interfaces, 2, pp.3263~ (2010)
  23. Z. Wen, "Formaldehyde gas sensing property and mechanism of TiO2–Ag nanocomposite", Physica B-Condens. Matter, 405, pp.4235~ (2010)
  24. J. Wang, "Synthesis, characterization, and gas-sensing property for HCHO of Agdoped In2O3 nanocrystalline powders", Mater. Chem. Phys, 117, pp.489~ (2009)
  25. Y. Wang, "Low-temperature H2S sensors based on Ag-doped α-Fe2O3 nanoparticles", Sens. Actuators B-Chem, 131, pp.183~ (2008)
  26. Z. Li, "Hydrothermally synthesized CeO2 nanowires for H2S sensing at room temperature", J. Alloys Compd, 682, pp.647~ (2016)
  27. J. -H. Kim, "Low power-consumption CO gas sensors based on Au-functionalized SnO2-ZnO core-shell nanowires", Sens. Actuators BChem, 267, pp.597~ (2018)
  28. S. -W. Choi, "Improvement in sensing properties of SnO2 nanowires by functionalizing with Pt nanodots synthesized by γ-ray radiolysis", J. Nanosci. Nanotechno, 12, pp.1526~ (2012)
  29. L. Wang, "A novel low temperature gas sensor based on Pt-decorated hierarchical 3D SnO2 nanocomposites", Sens. Actuators BChem, 232, pp.91~ (2016)
  30. A. S. M. I. Uddin, "Low temperature acetylene gas sensor based on Ag nanoparticlesloaded ZnO-reduced graphene oxide hybrid", Sens. Actuators B-Chem, 207, pp.362~ (2015)
  31. F. Wang, "Low temperature and fast response hydrogen gas sensor with Pd coated SnO2 nanofiber rods", Int. J. Hydrog. Energy, 45, pp.7234~ (2020)
  32. S. Matsushima, "Electronic interaction between metal additives and tin dioxide in tin dioxide-based gas sensors", Jpn. J. Appl. Phys, 27, pp.1798~ (1988)
  33. X. Xu, "Highly sensitive VOCs-acetone sensor based on Agdecorated SnO2 hollow nanofibers", J. Alloys Compd, 703, pp.572~ (2017)

관련 논문AI추천

SnO2 나노와이어를 이용한 저온동작 고감도 고선택성 NO2 가스센서김유종, 박소영, 우경완, 이문석, 이상현, 이세형, 이정석한국센서학회 · 센서학회지2021 · 제30권 제3호졸-겔법으로 증착된 ZnO 나노막대를 이용한 고감도 이산화질소 가스 센서 제작 및 특성 연구곽준혁, 김규태, 김종대, 문승언, 박강호, 박소정, 박종혁, 이홍열한국센서학회 · 센서학회지2008 · 제17권 제2호Pd 나노입자가 코팅된 β-Bi2O3 나노와이어의 NO2 검출 특성강우승, 박성훈한국표면공학회 · 한국표면공학회지2015 · 제48권 제6호산화주석 나노선을 이용한 VOCs 센서김선중, 김윤성, 이종흔, 주병권, 황인성한국센서학회 · 센서학회지2008 · 제17권 제1호Highly Sensitive and Selective Gas Sensors Using Catalyst-Loaded SnO2 Nanowires이종흔, 황인성한국센서학회 · 센서학회지2012 · 제21권 제3호Sol-Gel 방법으로 제작된 SnO2 seed layer를 적용한 고반응성 ZnO 가스 센서김상우, 박소영, 이문석, 이세형, 한예지, 한태희한국센서학회 · 센서학회지2020 · 제29권 제6호

이 간행물의 다른 논문 (7건)

이미지 센서의 최근 기술 동향과 향후 전망박상식, 우형수, 신범재pp. 1-10Mechanical Modeling of Rollable OLED Display Apparatus Considering Spring Component김택수, 김완선, 마부수, 조우성pp. 19-26Enhancement in the Textural Properties and Hydrophobicity of Tetraethoxysilane-based Silica Aerogels by Phenyl Surface Modification정해누리, 이규연, 김태희, 박형호, 김용헌, Rushikesh P. Dhavale, Vinayak G. Parale, 최해령pp. 27-32산소발생용 Cobalt–phosphate (Co–pi) 촉매를 이용한 Gallium Nitride (GaN) 광전극의 광전기화학적 특성성채원, 하준석, 배효정, Vishal Vilas Burungalepp. 33-38차세대 웨어러블 디바이스를 위한 높은 기계적/전기적 특성을 갖는 CNT-Ni-Fabric 유연기판이민정, 하준석, 노호균, 차안나, 김형구pp. 39-44
원문 보기