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제안 방법
- 본 연구에서는 전기도금법으로 팔라듐 나노선이 채워진 알루미늄 양극 산화막에서 단일 팔라듐 나노선을 추출하여 초소형 단일 팔라듐 나노선 수소센서를 제작하였다. 제작된 수소센서를 수소에 노출하면 팔라듐 나노선의 저항이 약 11% 증가하는 현상을 관찰 할 수 있는데, 이는 팔라듐에 침투된 수소 원자가 전자의 흐름을 방해하는 요인으로 작용하기 때문에 일어나는 현상이다.
- 따라서, 본 연구에서는 팔라듐 나노선을 전기도금법을 사용하여 알루미늄 양극산화 형판(型板)에 성장시켰다. 성장된팔라듐 나노선 다발에서 분산공정 통해 단일 팔라듐 나노선을 추출하였으며, 포토리소그래피와 전자빔 리소그래피를 이용하는 소자공정을 거쳐 초소형 단일 팔라듐 나노선 수소센서를 제작하여 그의 검출특성을 조사였다.
- 1 V를 인가하여 팔라듐 나노선을 성장하였다. 제작된 소자의 4-단자 전기저항 측정을 위해 박막 표면과 인쇄회로기판을 가는 금선으로 연결하고, 인쇄회로기판을 측정용 체임버 안에 장착하였다. 기체는 질량흐름 조절기로 조절하여 기체 주입구를 통해 체임버 안으로 들어가고, 방출구를 통해 바깥으로 빠진다.
- 분산된 단일 팔라듐 나노선은 좌표 분석을 통해 전자빔리소그래피 공정을 이용하여 나노선상에 전극을 형성하여 그림 1 (b)에 주사전자현미경사진으로 나타내었다. 챔버내에 수소 가스와 질소가스를 혼합하여 수소의 농도를 2 % 에서부터 0.1 % 까지 변화를 주면서 주입하였으며, 이에 따른 팔라듐 나노선의 저항 변화를 측정하였다. 측정 시 10 μA ~ 100 μA의 직류 전류를 인가하였으며 모든 실험은 상온에서 챔버내 압력을 상압으로 유지시킨 상태로 수행하였다.
- 측정 시 10 μA ~ 100 μA의 직류 전류를 인가하였으며 모든 실험은 상온에서 챔버내 압력을 상압으로 유지시킨 상태로 수행하였다.
- 팔라듐 나노선 성장은 기공(pore)의 크기가 200 nm인 알루미늄 양극 산화막 형판 내에 전기도금법을 사용하여 성장하였다. 팔라듐 수용액은 탈이온수에 PdCl2, HCl을 첨가하여 제조하였으며, 기준전극은 Ag/AgCl을, 상대전극 탄소를 사용하여, 기준전극에 대해 0.1 V를 인가하여 팔라듐 나노선을 성장하였다. 제작된 소자의 4-단자 전기저항 측정을 위해 박막 표면과 인쇄회로기판을 가는 금선으로 연결하고, 인쇄회로기판을 측정용 체임버 안에 장착하였다.
- 그림 1 (a)는 팔라듐 나노선을 성장시킨 알루미늄 양극 산화막 형판의 주사전자현미경 단면 이미지를 보여주고 있다. 팔라듐 이 채워진 알루미늄 양극 산화막를 NaOH 용액을 사용하여 알루미늄 양극 산화막층을 제거하고, 단일 팔라듐 나노선을 추출하여 포토리소그래피를 통해 외부 전극이 형성되어 있는 산화막 기판위에 분산하였다.
이론/모형
- 따라서, 본 연구에서는 팔라듐 나노선을 전기도금법을 사용하여 알루미늄 양극산화 형판(型板)에 성장시켰다. 성장된팔라듐 나노선 다발에서 분산공정 통해 단일 팔라듐 나노선을 추출하였으며, 포토리소그래피와 전자빔 리소그래피를 이용하는 소자공정을 거쳐 초소형 단일 팔라듐 나노선 수소센서를 제작하여 그의 검출특성을 조사였다.
- 팔라듐 나노선 성장은 기공(pore)의 크기가 200 nm인 알루미늄 양극 산화막 형판 내에 전기도금법을 사용하여 성장하였다. 팔라듐 수용액은 탈이온수에 PdCl2, HCl을 첨가하여 제조하였으며, 기준전극은 Ag/AgCl을, 상대전극 탄소를 사용하여, 기준전극에 대해 0.
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