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탄소나노튜브 전계효과 트랜지스터; 기초 NH3가스센서의 게이트 변조

전문가 제언: ○ 탄소나노튜브(CNT)는 우수한 전기와 전자적 성질 때문에 나노전자 바이어스를 조립할 수 있는 유망한 빌딩블록으로 여겨왔다. 비록 CNT를 이용하여 바이어스를 조립하는데 큰 관심을 끌어왔지만, 현 단계에서는 감지용 목적을 위하여 주요소로 CNT를 포함하는 각개 전자소재가 응용 가능성이 높다는 것이 과학자들의 일치된 견해이다.

○ 탄소족의 우수한 흡착성질 때문에 CNT의 전자성질은 그 화학적 환경에 매우 민감하다. CNT는 작은 직경과 함께, 극도로 큰 표면적 대 부피의 비 및 속빈구조는 나노척도 화학적 감지를 위한 적당한 후보물질이 되게 한다.

○ CNT 그물구조, 작용기화 된 CNT, CNT-폴리머 복합체 등은 감지요소들로 사용된다. 이 센서들은 두개의 전기단자 조건에서 작동되므로 그 성능은 조절되지 않아서 CNT 센서의 유연성과 신뢰성 응용들은 제한된다. 여기서 세 개의 단자조건에서 SWCNTFET-기초 NH3 센서는 우수한 성능을 가지며 그 감도와 가역성은 게이트 바이어스전압을 조절하여 변조할 수 있다.

○ 게이트 바이어스전압, VGS=+8V를 가함에 의하여 아주 높은 감도가 얻어지는데 이는 VGS=–8V의 경우보다 그 감도가 65배나 개선된 것이다. SWCNTFET 센서의 가역성은 적당한 플러스의 게이트전압에서 상당히 증강되므로 상온에서 전기적 방법으로 가역 CNT NH3센서의 빠른 회복이 가능하다는 것을 나타낸다.

○ 센서작동에 필요한 게이트전압은 사용된 500nm의 두꺼운 게이트산화물로 인해 비교적 커서 실제응용에 불리하므로, 게이트산화물 두께를 축소하여 SWCNTFET-기초 가스센서의 낮은 작동전압이 필요하다.

○ SWCNTFET-기초 NH3 가스센서의 게이트 바이어스 전압의 변조를 위한 감지요소들의 조합, 최적 플러스의 바이어스전압, 빠른 회복을 위한 가역성, 낮은 작동전압 등을 연구개발 하여 다른 가스센서에도 확대적용은 SWCNTFET-기초 가스센서들의 디자인, 제작 및 실용화에 필요하다.

저자: Ning Peng et al.
자료유형: 학술정보