반도체 가스센서의 미세구조 제어기술 동향

전문가 제언

○ 가스센서는 가연성 또는 독성가스를 조기에 감지하여 신속한 대응을 하기 위한 센서소자로서 여러 가지 검출방법을 이용하는 많은 가스센서가 연구되었다. 검지대상이 되는 가스는 H2나 CH4 같은 폭발성 가스와 CO, NOx, H2S, NH3, SO2 등의 유독가스 외에 습도, 연기, 악취가스, O2 등 다양하다. 이러한 가스를 검지하기 위해 다양한 가스센서가 사용되고 있다.

 

○ 반도체식 가스센서는 산화물 반도체 표면에 가스가 접촉되었을 때 일어나는 전기전도도 변화를 이용한다. 대부분 대기 중에서 가열하여 사용하는 것이 많아 고온에서 안정한 산화 세라믹스가 주로 이용된다. 금속이 함유한 산화물(세라믹스)은 반도체 성질을 나타내는 것이 많고, 이들 중에 금속원자가 과잉(산소 결핍)인 경우 n형 반도체, 금속원자가 결핍인 경우는 p형 반도체가 된다.

 

○ 가스센서의 고감도화를 위한 방법 중의 하나가 센서재료를 다공화하여 표면적을 넓게 만드는 것이다. 고감도 반도체 가스센서 재료설계와 개발을 위해서는 센서재료의 입자 및 후막 중의 메조？마이크로 세공구조와 세공표면을 정밀하게 제어하는 것이 중요하다. 이 문헌에서는 반도체 가스센서 재료의 세공구조 제어와 3차원 형태제어에 대한 최근 연구개발 동향을 소개하였다. 특히, 본문에 각종 메조세공과 삼차원형태제어에 대한 연구 예를 많이 분석하여 표로 정리하고 있다.

 

○ 이 분야는 선진국인 미국, 일본, 독일 등에서 많이 연구되고 있다. 미국은 DOE의 지원 하에 NASA 등 여러 연구기관이 참여하고 있다. 일본은 NEDO의 지원 하에 대학교, 연구소 등이 연구를 수행하였다.

 

○ 국내에서는 그간 국책과제가 20건 수행되었다. 또한 KIST 등 연구소와 경북대 센서기술연구소, 한양대학, 전북대학, 서울시립대학 등 많은 대학에서도 연구와 학위논문만도 250건 정도 수행되었다. 향후 국내에서 다양한 센서용 재료에 대한 개발을 실시하고, 상용화가 가능한 기술은 조기에 시장에 진입할 수 있도록 정부가 지원하는 것이 필요하다.

 

저자

shimizu yasuhiro

자료유형

니즈학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

재료

연도

2015

권(호)

83(4)

잡지명

電氣化學および工業物理化學

과학기술
표준분류

재료

페이지

276~281

분석자

김*환

분석물

• 반도체 가스센서의 미세구조 제어기술 동향.pdf [483,544 byte]

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