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박막형 습도센서의 전기적 특성에 대한 연구
A Study on the Electrical Properties of Thin Film Type Humidity Sensor 원문보기

전기학회논문지 = The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers, v.57 no.6, 2008년, pp.1012 - 1016  

유도현 (안산공과대학 전기과)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

[ $TiO_2-V_2O_5$ ] sol was fabricated using sol-gel method and $TiO_2-V_2O_5$ thin films were fabricated using dip-coating method. $V_2O_5$ sol was added 0.01mole, 0.03mole, 0.05mole into $TiO_2$ sol. As a results of crystalline properties, $V_2O_5$

주제어

#$TiO_2-V_2O_5$ Thin Films   #Sol-Gel Method   #Capacitance of Thin Films   #Adsorption Time   #Desorption Time  

AI 본문요약
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제안 방법

  • 그 후 상대습도가 45[%RH]인 상태에 있던 소자를 9이%RH]인 곳으로 이동시킬 때 소자의 정전용량값이 먼저측정하였던 9이%RH]일 때의 측정값에 이르기까지 걸리는흡습시간을 측정하였으며, 반대로 상대습도가 90[%RH]인상태에 있던 소자를 45[%RH]인 곳으로 이동시킬 때 소자의정전용량값이 먼저 측정하였던 45[%RH]일 때의 측정값에이르기까지 걸리는 탈습시간을 측정하였다. 측정장치는 항온항습조 (HC 7005, Heraeus VOtsch) 와 LF Impedance Analyzer(4192A, Hewlett Packard) 그리고 Stop Watch(TT-002, Time Art)를 이용하였다.
  • 따라서 본 연구에서는 솔셀법에 의해 금속 알콕사이드인 Ti(OCsH7)4를 출발용액으로 하여 TiO2 솔을 제작하고 첨가제로서 VO(OC3Hz)3를 0.01, 0.03, 0.05[mole] 평량하여 솔을 제작한 후, 미리 제작한 TiO2 솔에 V2O5 솔을 혼합하여 TiO2-V2O5 솔을 제작하였다. 이와 같이 제작한 TiO2-V2Os 솔 내에 기판을 dipping하여 dipping횟수에 따른 박막의 두께를 측정하였고, 솔을 젤화시켜 젤 분말의 결정구조를 분석하였다.
  • 또한 C2H5OH/VO(OC3H7)3을 각각 0.01, 0.03, 0.05 [mole] 비율로 혼합하여 V2O5 솔을 제작한 후 이미 제작한 TiO2 솔과 혼합함으로써 TiO2-V2O5 솔을 제작한다. TiO2-V2O5 솔의 제작도를 그림 1에 나타낸다.
  • 이와 같이 제작한 TiO2-V2Os 솔 내에 기판을 dipping하여 dipping횟수에 따른 박막의 두께를 측정하였고, 솔을 젤화시켜 젤 분말의 결정구조를 분석하였다. 또한 열처리온도와 V2O5비에 따른 박막의 습도 감지 특성 및 흡착, 탈착에 따른 반응시간을 검토하였다.
  • 매 회 dipping - withdrawing °] 끝난 후에는 Nz 가스 분위기에서 10분 동안 건조하고 50이/C]에서 10분 간 예비 열처리를 실시하였다. Dipping이 모두 끝난 후에는 50이℃], 600 [℃], 70이。C]에서 최종 열처리를 하였으며 최종 열처리 조건은 각각의 열처리온도까지의 승온속도를 5[℃/분], 각각의온도에서 2시간 유지, 각각의 온도에서 상온까지의 하강속도를 L67[℃/분]으로 하였다.
  • 미리 제작한 TiO2-V2Os 솔 내에 기판을 dipping 과 withdrawing과정을 반복함으로써 TiOz-VzOs 박막을 제작하였다. 이때 박막제작용 기판으로는 A1 이 빗살무늬 형태로 증착된 알루미나기판을 이용하였으며 제작한 박막형태를 그림 2에 나타낸다.
  • 본 논문에서는 솔젤법에 의해 금속 알콕사이드인 Ti(OCsH7)4에 VO(OC3H7)3를 첨가하여 TiO2-V2O5 솔을 제작한 후, V2O5비에 따른 젤 분말의 결정구조를 분석하였고 dipping 횟수에 따른 박막의 두께변화를 측정하였다. 또한열처리온도와 V2O5비에 따른 박막의 습도감지특성 및 흡착, 탈착에 따른 반응시간을 검토한 결과, 다음과 같은 결론을얻었다.
  • 상대습도에 따른 정전용량변화를 측정하기 위하여 박막을 제작한 후 측정온도를 25[℃], 상대습도를 30~9아; %RH]로변화시켜 가면서 박막의 정전용량을 측정하였다. 측정장치는항온항습조(HC 7005, Heraeus VOtsch)와 LF Impedance Analyzer(4192A, Hewlett Packard)를 이용하였다.
  • 05[mole] 평량하여 솔을 제작한 후, 미리 제작한 TiO2 솔에 V2O5 솔을 혼합하여 TiO2-V2O5 솔을 제작하였다. 이와 같이 제작한 TiO2-V2Os 솔 내에 기판을 dipping하여 dipping횟수에 따른 박막의 두께를 측정하였고, 솔을 젤화시켜 젤 분말의 결정구조를 분석하였다. 또한 열처리온도와 V2O5비에 따른 박막의 습도 감지 특성 및 흡착, 탈착에 따른 반응시간을 검토하였다.
  • 항온항습조에 습도센서소자를 넣어 두고 항온항습조 내의측정온도를 25μC] 로 맞춘 채, 상대습도를 각각 45, 90[%RH]로 유지하였을 때의 정전용량값을 먼저 측정해둔다. 그 후 상대습도가 45[%RH]인 상태에 있던 소자를 9이%RH]인 곳으로 이동시킬 때 소자의 정전용량값이 먼저측정하였던 9이%RH]일 때의 측정값에 이르기까지 걸리는흡습시간을 측정하였으며, 반대로 상대습도가 90[%RH]인상태에 있던 소자를 45[%RH]인 곳으로 이동시킬 때 소자의정전용량값이 먼저 측정하였던 45[%RH]일 때의 측정값에이르기까지 걸리는 탈습시간을 측정하였다.

대상 데이터

  • 50[mole] C2H5H/l[mole] Ti(OC3H7)4 비율로 제작한 C2H5OH용액을 평량한다. N2 가스가 주입되고 있는 실온의 glove box 내에서 Ti(OC3H7)4 용액을 평량하고 이것을 미리 제작한 C2H5OH 용액과 혼합한 후 이렇게하여 제작한 혼합용액에 분액여두 속에 들어있는 용액을 교반기로 돌려주면서 천천히 혼합하여 TiO2 솔을 제작한다.
  • 0826[mole] HC1 수용액과 혼합하여 분액여두 속에넣어둔다. 또 다른 8.50[mole] C2H5H/l[mole] Ti(OC3H7)4 비율로 제작한 C2H5OH용액을 평량한다. N2 가스가 주입되고 있는 실온의 glove box 내에서 Ti(OC3H7)4 용액을 평량하고 이것을 미리 제작한 C2H5OH 용액과 혼합한 후 이렇게하여 제작한 혼합용액에 분액여두 속에 들어있는 용액을 교반기로 돌려주면서 천천히 혼합하여 TiO2 솔을 제작한다.
  • 측정장치는 XRD(PW 1730, Philips, 네덜란드)를 이용하였으며 측정조건은 인가전압 40[kV], 인가전류 25[mA], Target CuKa, Filter Ni, 주사속도 0.085[2e/sec], 주사범위 20°~90°로 하였다.
  • 그 후 상대습도가 45[%RH]인 상태에 있던 소자를 9이%RH]인 곳으로 이동시킬 때 소자의 정전용량값이 먼저측정하였던 9이%RH]일 때의 측정값에 이르기까지 걸리는흡습시간을 측정하였으며, 반대로 상대습도가 90[%RH]인상태에 있던 소자를 45[%RH]인 곳으로 이동시킬 때 소자의정전용량값이 먼저 측정하였던 45[%RH]일 때의 측정값에이르기까지 걸리는 탈습시간을 측정하였다. 측정장치는 항온항습조 (HC 7005, Heraeus VOtsch) 와 LF Impedance Analyzer(4192A, Hewlett Packard) 그리고 Stop Watch(TT-002, Time Art)를 이용하였다.

이론/모형

  • Dipping 횟수에 따른 박막의 두께변화를 측정하기 위해 a-step을 이용하였다.
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참고문헌 (10)

  1. K. Katayama, K. Hasegawa, Y. Takahashi, T. Akiba and H. Yanagita, "Humidity sensitivity of $Nb_2O_5$ -doped $TiO_2$ ceramics", Sensors and Actuators A, 24, pp.55-60, 1990 

    상세보기 crossref

  2. T. Y. Kim, D. H. Lee, Y. C. Shim, J. U. Bu and S. T. Kim, "Effects of alkaline oxide additives on the microstructure and humidity sensitivity of $MgCr_2O_4-TiO_2$ ", Sensors and Actuators B, 9, pp.221-225, 1992 

    상세보기 crossref

  3. T. Seiyama, N. Yamazoe and H. Arai, "Ceramic humidity sensors", Sensors and Actuators, 4, p.85, 1983 

    상세보기 crossref

  4. M. C. Glenn and J. A. Schuetz, "An IC compatible polymer humidity sensor", Transducer '85, PA. USA, p.217, 1985 

  5. 須藤 儀一, "セラミック感濕素子", 電子材料, No.19(9), pp.74-78, 1980 

  6. L. D. Landau and V. G. Levich, Acta Physica Chim, URSS, 17, 41, 1942 

  7. D. H. You, "Properties of $TiO_2-V_2O_5$ ceramics prepared by sol-gel method", Trans. KIEE, 56, 7, pp.1255-1260, 2007 

  8. T. Nitta, Z. Terada and S. Hayakawa, "Humidity-sensitive electrical conductivity of $MgCr_2O_4-TiO_2$ porous ceramics", Journal of the American Ceramic Society", 63, pp.295-300, 1980 

    상세보기 crossref

  9. E. Traversa, "Ceramic sensors for humidity detection : the state-of-the-art and future developments", Sensors and Actuators B23, p.135, 1995 

  10. J. H. Park and S. J. Park, "Studies of the impedance-humidity characteristics of $TiO_2-V_2O_5$ humidity sensor", Journal of the Korean Ceramic Society, 27, 4, pp.529-535, 1990 

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