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제안 방법
- 먼저, Whatman 사의 지름이 90 mm이고 0.2 μm의 기공(pore)을 가지는 Cellulose nitrate막 필터를 이용하여, 감지물질을 여과하여 감지막을 형성하였다.
- 를 합성 · 증착시켰다. 그리고 감지막(SWNTs-PdOx)을 페키징(packaging)하여 소자화한 후, 수소에 대한 감응실험을 수행하였다.
- 2 μm의 기공(pore)을 가지는 Cellulose nitrate막 필터를 이용하여, 감지물질을 여과하여 감지막을 형성하였다. 그리고 희석된 H2SO4 용액에 백금전극이 형성된 Si 웨이퍼를 담그고 만들어 놓은 Cellulose nitrate 감지막 필터를 부양한 후 용해시키며 서서히 가라앉혀 감지물질(SWNTs-PdOx(2.0 wt%))이백금전극이 형성된 Si 웨이퍼 위에 증착되도록 하였다.
- 7647-10-1) 물질을 녹인 후, 탈이온화수(deionized water)에 희석하여 사용하였으며, SWNTs 는 아크방전(arc discharge)에 의해 자체 제조한 것을 사용하였다[18,19]. 마지막으로 감지막을 가지는 센서기판은 감응측정을 위해 전극 핀(pin)이 있는 센서몸체에 일체화(package) 하였다.
- 정밀한 가스농도 제어에 따른 출력신호 측정을 위해 유량방식의 측정시스템을 구현(Fig. 2)하였고, 실시간 측정 및 신호수집(data acquisition)이 가능하도록 하였다. 감지가스 유량은 1000 sccm으로 일정하게 유지시켰으며, 상온(약 25 oC) 및 상압분위기에서 출력신호 검출이 이루어졌다.
- 2)하였고, 실시간 측정 및 신호수집(data acquisition)이 가능하도록 하였다. 감지가스 유량은 1000 sccm으로 일정하게 유지시켰으며, 상온(약 25 oC) 및 상압분위기에서 출력신호 검출이 이루어졌다. 측정 전에 O2 분위기로 센서를 안정시킨 후 감응특성을 측정하였다.
- 센서는 가스의 우수한 흡 · 탈착을 위해 감지막 배면(back side)에 있는 마이크로 히터에 전압 공급을 통해 약 150 oC 동작온도(working temperature)가 유지되도록 하였고, 온도가 일정하게 안정된 후 감응특성을 시험하였다.
- 반도체 주요공정을 통해 센서기판을 제조하고 진공 여과증착법(vacuum filtering deposition method)을 통 해, SWNTs-PdOx(2.0 wt%)와 순수 SWNTs의 감지막을 합성 · 증착하여 어레이(array)화된 감지막을 만들어 전극 핀(pin)을 가지는 센서몸체에 일체화(package)시 켜 수소센서를 제작하였다.
- 먼저, 수소감응과 첨가물의 영향을 함께 알아보기 위해 PdOx(2.0 wt%)가 혼합된 SWNTs와 순수한 SWNTs의 감지막을 가지는 두 종류의 센서를 제조하였다. 센서는 가스의 우수한 흡 · 탈착을 위해 감지막 배면(back side)에 있는 마이크로 히터에 전압 공급을 통해 약 150 oC 동작온도(working temperature)가 유지되도록 하였고, 온도가 일정하게 안정된 후 감응특성을 시험하였다.
- 0 wt%)와 순수 SWNTs의 감지막을 합성 · 증착하여 어레이(array)화된 감지막을 만들어 전극 핀(pin)을 가지는 센서몸체에 일체화(package)시 켜 수소센서를 제작하였다. 그리고 제조된 센서를 이용하여 수소에 대한 감응 실험을 수행하였다. SWNTs계 센서의 수소 감응특성은 다음과 같다.
대상 데이터
- 수소센서의 기판은 반도체 주요공정을 이용하여 Si 웨이퍼 위에 1.0 × 1.0 mm(width × length) 크기의 감지막을 갖는 300여 개의 어레이(array)로 구성하였다.
- 0 wt%))을 전극 위에 증착시킨 후, 500 oC에서 10분간 열처리하였다. 여기서, 감지물질인 PdOx는 Aldrich사의 염화팔라듐(PdCl2; palladium(II) chloride, 99.9 % CAS No. 7647-10-1) 물질을 녹인 후, 탈이온화수(deionized water)에 희석하여 사용하였으며, SWNTs 는 아크방전(arc discharge)에 의해 자체 제조한 것을 사용하였다[18,19]. 마지막으로 감지막을 가지는 센서기판은 감응측정을 위해 전극 핀(pin)이 있는 센서몸체에 일체화(package) 하였다.
이론/모형
- 본 연구에서는 고감도를 고려한 수소 감지막 제조를 위하여 합성 · 증착방식인 진공여과증착법(vacuum filtering deposition method)[16,17]을 이용해 단일막탄소나노튜브 (SWNTs : single walled carbon nanotubes)와 PdOx를 합성 · 증착시켰다.
- 0 mm(width × length) 크기의 감지막을 갖는 300여 개의 어레이(array)로 구성하였다. Fig. 1 은 진공여과증착법(vacuum filtering deposition method)[17] 을 이용하여, 감지막(SWNTs-PdOx(2.0 wt%))을 형성시키는 과정과 준비된 Si 웨이퍼에 위에 이 막을 증착시킨 수소센서의 제조공정을 나타내었다. 먼저, Whatman 사의 지름이 90 mm이고 0.
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