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이차원 소재기반 가스센서 연구 현황 원문보기

세라미스트 = Ceramist, v.20 no.3, 2017년, pp.60 - 71  

유영준 (충남대학교 물리학과)

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AI 본문요약
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문제 정의

  • 34,44,45) 일 예로 Fig. 10(a)와 같이 가스 분자들의graphene FET에 흡착되는 신호를 진동수(frequency) 대역으로 측정하여 각각의 분자들에 따라 확인 하는 방법을 실험하여 보고 하였다.44) 또한 Fig.
  • 2(c)와 같이 이러한 뛰어난 볼륨 당 면적 비율(surface-to-volume ratio)을 기반으로 원하는 가스분자들과의 높은 상호작용(interaction)을 이용함으로써 기존의 3차원 스케일의 반도체 가스센서보다 다양한 장점을 보여 주고 있다.13-48) 본문에서는 이러한 이차원 물질을 기반으로 하는 가스센서 연구에 대한 연구결과들과 함께 지금까지 진행되어온 현황들을 소개하도록 하겠다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
이차원 물질의 구조는 어떻게 되는가? 최근 원자 층 두께이면서 다양한 전기적 특성을 가진 이차원 물질(2D materials)들에 대한 기초 및 응용연구에 대해 활발히 진행 되고 있다.1-12) 기본적으로 그 두께가 3 ~ 6 Å 이면서(Fig. 1(a)), 전기적 에너지 밴드갭(Electrical Energy Band-gap)이 0 eV ~ 2 eV, 그리고~6 eV까지 다양한 구조를 가지고 있어서(Fig. 1(b)) 이들을 이용한 광 및 전자 소자 응용연구가 활발히 진행 되고 있다.
이차원 물질을 이용한 가스센서의 동작 원리는? 즉 Fig. 3(a)와 같이 공기 중에 측정하고자 하는 분자가 퍼져 있을 때 그 분자들이 이차원 물질의 표면에 흡착(adsorption)되면서 상호간에 전하(electron)가 이동하는 방향과 정도에 따라 분자들을 감지하는 원리이다. 이때 각각의 분자들과 이차원 물질 표면간의 흡착되는 에너지는 그 구조 및 전기적 에너지 밴드에 의해 결정 되며 매우 다양하다.
대표적인 이차원 물질은 무엇인가? 4-12) 특히 Fig. 2(a)와 같이 대표적인 이차원 물질인 그래핀(graphene)과 헥사고날 보른 나이트라이드(h-BN)에 대한 연구의 경우 2004년 부터 활발히 진행되어 왔으며, 2008~ 2010년부터 다양한 반도체 특성의 transition metal dichalcogenides(TMDCs)와 Black Phosphorus(BP)등의 새로운 이차원 물질에 대한 연구가 꾸준히 진행 되고 있다.11) 게다가 이러한 원자층 두께의 이차원 물질의 경우 다양한 전기적 특성을 살려 고성능의 전기적 특성을 얻는 연구 외에도 투명하며 유연한 소자로서의 응용연구가 Fig.
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참고문헌 (48)

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