에어로졸 화염 증착법에 의해 증착된 (1-x)SiO_(2)+xAl_(2)O_(3) 촉매층이 SnO_(2)가스센서의 CH_(4) 가스 선택성에 미치는 영향 (The) effects of (1-x)SiO_(2)+xAl_(2)O_(3) catalytic layers deposited by aerosol flame deposition method on the CH_(4) selectivity of SnO_(2) gas senser원문보기
본 연구에서는 박막형 SnO₂ 감지막 위에 증착된 (1-x)SiO₂+ xAl₂O₃촉매층이 SnO₂가스센서의 가스검지 특성과 CH₄가스 선택성에 미치는 영향을 조사하였다. SnO₂ 가스센서는 RF magnetron sputtering법을 이용하여 다결정 polished 알루미나 기판에 Pt 발열체와 전극, SnO₂감지막을 증착하여 제작하였다. 그리고 spillover 효과와 Fermi 에너지 ...
본 연구에서는 박막형 SnO₂ 감지막 위에 증착된 (1-x)SiO₂+ xAl₂O₃촉매층이 SnO₂가스센서의 가스검지 특성과 CH₄가스 선택성에 미치는 영향을 조사하였다. SnO₂ 가스센서는 RF magnetron sputtering법을 이용하여 다결정 polished 알루미나 기판에 Pt 발열체와 전극, SnO₂감지막을 증착하여 제작하였다. 그리고 spillover 효과와 Fermi 에너지 조절 효과에 의한 가스 감도 증가를 목적으로 SnO₂감지막의 표면에 Pd 30Å을 증착하였다. 이 때 제작된 Pd/SnO₂감지막 위에 Aluminum nitrate, TEOS (Tetraethylorthosilicate) 그리고 Palladium(II) acetate를 출발물질로 사용하여 에어로졸 화염 증착(Aerosol flame deposition; AFD)법으로 Pd 3wt% 첨가된 (1-x)SiO₂+ xAl₂O₃ (x=0, 0.25, 0.5, 0.75. 1mol) 촉매층을 제작하였다. 촉매층이 증착된 소자는 동작 온도와 가스 농도의 변화에 따른 CO와 CH₄가스에 대한 가스 검지 특성을 조사하였고, CO 가스가 CH₄가스의 감도와 선택성에 미치는 영향을 조사하였다. AFD법을 이용하여 제작된 촉매층은 기공률이 매우 큰 다공질 형태를 하고 있으며 , SiO₂는 비정질상(phase)을 보인 반면 Al₂O₃는 γ-Al₂O₃와 δ-Al₂O₃결정상이 되었다. Pd/SnO₂감지막 소자는 순수한 SnO₂감지막 소자에 비해 CO와 CH₄가스에 대한 감도가 향상되었다. CO 가스 감도는 저온에서 증가하고, CH₄가스 감도는 350℃에서 최대를 나타내었다. 또한 전체 온도구간에서 CH₄가스 감도가 CO 가스 감도보다 더 크게 향상되었다. SiO₂ 촉매층이 증착된 Pd/SnO₂소자는 CO와 CH₄가스에 대한 감도가 매우 낮았으나, SiO₂에 Al₂O₃가 첨가될수록 감도가 증가하였다. 그리고 촉매층이 증착된 모든 소자는 350℃에서 CH₄가스에 대한 최대 감도를 보였고, Al₂O₃ 촉매층이 증착된 소자가 전체 온도구간에서 가장 높은 감도 특성을 나타내었다. 하지만 CH₄가스에 대한 선택성은 CH₄가스 감도가 높고 CO 가스 감도가 매우 낮은 400℃에서 가장 좋았으며, Al₂O₃와 0.25SiO₂+ 0.75Al₂O₃촉매층이 증착된 소자에서 가장 높은 선택성을 나타내었다. 또한 이들 촉매층이 증착된 소자는 CH₄가스량 변화에 대한 감도 변화가 매우 커서 CH₄농도를 측정하는 센서로서도 좋은 특성을 나타내었다.
본 연구에서는 박막형 SnO₂ 감지막 위에 증착된 (1-x)SiO₂+ xAl₂O₃촉매층이 SnO₂가스센서의 가스검지 특성과 CH₄가스 선택성에 미치는 영향을 조사하였다. SnO₂ 가스센서는 RF magnetron sputtering법을 이용하여 다결정 polished 알루미나 기판에 Pt 발열체와 전극, SnO₂감지막을 증착하여 제작하였다. 그리고 spillover 효과와 Fermi 에너지 조절 효과에 의한 가스 감도 증가를 목적으로 SnO₂감지막의 표면에 Pd 30Å을 증착하였다. 이 때 제작된 Pd/SnO₂감지막 위에 Aluminum nitrate, TEOS (Tetraethylorthosilicate) 그리고 Palladium(II) acetate를 출발물질로 사용하여 에어로졸 화염 증착(Aerosol flame deposition; AFD)법으로 Pd 3wt% 첨가된 (1-x)SiO₂+ xAl₂O₃ (x=0, 0.25, 0.5, 0.75. 1mol) 촉매층을 제작하였다. 촉매층이 증착된 소자는 동작 온도와 가스 농도의 변화에 따른 CO와 CH₄가스에 대한 가스 검지 특성을 조사하였고, CO 가스가 CH₄가스의 감도와 선택성에 미치는 영향을 조사하였다. AFD법을 이용하여 제작된 촉매층은 기공률이 매우 큰 다공질 형태를 하고 있으며 , SiO₂는 비정질상(phase)을 보인 반면 Al₂O₃는 γ-Al₂O₃와 δ-Al₂O₃결정상이 되었다. Pd/SnO₂감지막 소자는 순수한 SnO₂감지막 소자에 비해 CO와 CH₄가스에 대한 감도가 향상되었다. CO 가스 감도는 저온에서 증가하고, CH₄가스 감도는 350℃에서 최대를 나타내었다. 또한 전체 온도구간에서 CH₄가스 감도가 CO 가스 감도보다 더 크게 향상되었다. SiO₂ 촉매층이 증착된 Pd/SnO₂소자는 CO와 CH₄가스에 대한 감도가 매우 낮았으나, SiO₂에 Al₂O₃가 첨가될수록 감도가 증가하였다. 그리고 촉매층이 증착된 모든 소자는 350℃에서 CH₄가스에 대한 최대 감도를 보였고, Al₂O₃ 촉매층이 증착된 소자가 전체 온도구간에서 가장 높은 감도 특성을 나타내었다. 하지만 CH₄가스에 대한 선택성은 CH₄가스 감도가 높고 CO 가스 감도가 매우 낮은 400℃에서 가장 좋았으며, Al₂O₃와 0.25SiO₂+ 0.75Al₂O₃촉매층이 증착된 소자에서 가장 높은 선택성을 나타내었다. 또한 이들 촉매층이 증착된 소자는 CH₄가스량 변화에 대한 감도 변화가 매우 커서 CH₄농도를 측정하는 센서로서도 좋은 특성을 나타내었다.
In this study, when the (l-x)SiO₂+xA1₂O₃ catalytic layers was deposited on the sensing layer of SnO₂ thin film, Effects of the catalytic layers on the sensing properties and CH₄ selectivity of SnO₂ gas sensor were investigated. SnO₂ gas sensor was manufactured by depositing Pt heater and electrode, ...
In this study, when the (l-x)SiO₂+xA1₂O₃ catalytic layers was deposited on the sensing layer of SnO₂ thin film, Effects of the catalytic layers on the sensing properties and CH₄ selectivity of SnO₂ gas sensor were investigated. SnO₂ gas sensor was manufactured by depositing Pt heater and electrode, SnO₂ sensing layer on the polycrystalline alumina substrates by RF magnetron sputtering method. and Pd catalyst of 3OA° in thickness on SnO₂ sensing layer was supported to improve sensitivity with spillover effect and Fermi energy control. and then Pd doped (l-x)SiO₂+xAl₂O₃ (x=0, 0.25, 0.5, 0.75, 1mol) catalytic layers were manufactured using Aluminum nitrate, TEOS(Tetraethylorthosilicate) and Palladium(II) acetate by aerosol flame deposition(AFD) method. The sensing properties of the gas sensor to CO and CH₄ gases were investigated to varied with operating temperatures and gas concentration. All of the catalytic layer composed non-crystallized SiO₂ or r-Al₂O₃ and δ-Al₂O₃ phase were very porous. The sensitivity of Pd doped SnO₂ gas sensor device was higher than that of pure SnO₂ gas sensor device for both CO and CH₄ gases. The sensitivity to CO gas of the gas sensor was improved in lower temperature and that to CH₄ gas was highest at 350℃. Also, The gas sensor appeared more improvement of sensitivity to CH₄ gas than that to CO gas at all operating temperature. The sensitivity of Pd doped SnO₂ device with SiO₂ catalytic layer was very low but the more addition of Al₂O₃, the more improvement for the sensitivity of the Pd doped SnO₂ device with SiO₂ added Al₂O₃ catalytic layer was resulted. and the sensitivities of all Pd doped SnO₂ device with catalytic layer to CH₄ gas were highest at 350℃. Also The sensitivity of Pd doped SnO₂ device with Al₂O₃ catalytic layer was highest at all operating temperatures. However The selectivity of CH₄ gas was more improved at 400℃ than 350℃ and was highest in Pd doped SnO₂ device with Al₂O₃ and 0.25SiO₂+0.75Al₂O₃ catalytic layers. Also the devices were available for detecting CH₄ concentration because variation in sensitivity varied with CH₄ concentration is very wide.
In this study, when the (l-x)SiO₂+xA1₂O₃ catalytic layers was deposited on the sensing layer of SnO₂ thin film, Effects of the catalytic layers on the sensing properties and CH₄ selectivity of SnO₂ gas sensor were investigated. SnO₂ gas sensor was manufactured by depositing Pt heater and electrode, SnO₂ sensing layer on the polycrystalline alumina substrates by RF magnetron sputtering method. and Pd catalyst of 3OA° in thickness on SnO₂ sensing layer was supported to improve sensitivity with spillover effect and Fermi energy control. and then Pd doped (l-x)SiO₂+xAl₂O₃ (x=0, 0.25, 0.5, 0.75, 1mol) catalytic layers were manufactured using Aluminum nitrate, TEOS(Tetraethylorthosilicate) and Palladium(II) acetate by aerosol flame deposition(AFD) method. The sensing properties of the gas sensor to CO and CH₄ gases were investigated to varied with operating temperatures and gas concentration. All of the catalytic layer composed non-crystallized SiO₂ or r-Al₂O₃ and δ-Al₂O₃ phase were very porous. The sensitivity of Pd doped SnO₂ gas sensor device was higher than that of pure SnO₂ gas sensor device for both CO and CH₄ gases. The sensitivity to CO gas of the gas sensor was improved in lower temperature and that to CH₄ gas was highest at 350℃. Also, The gas sensor appeared more improvement of sensitivity to CH₄ gas than that to CO gas at all operating temperature. The sensitivity of Pd doped SnO₂ device with SiO₂ catalytic layer was very low but the more addition of Al₂O₃, the more improvement for the sensitivity of the Pd doped SnO₂ device with SiO₂ added Al₂O₃ catalytic layer was resulted. and the sensitivities of all Pd doped SnO₂ device with catalytic layer to CH₄ gas were highest at 350℃. Also The sensitivity of Pd doped SnO₂ device with Al₂O₃ catalytic layer was highest at all operating temperatures. However The selectivity of CH₄ gas was more improved at 400℃ than 350℃ and was highest in Pd doped SnO₂ device with Al₂O₃ and 0.25SiO₂+0.75Al₂O₃ catalytic layers. Also the devices were available for detecting CH₄ concentration because variation in sensitivity varied with CH₄ concentration is very wide.
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