초록 ▼

□ 연구개요
본 연구에서는 물리적, 화학적으로 안정한 GaN 계열의 화합물 반도체를 이용하여 극한 환경에서 적용이 가능한 고내구성, 저전력, 초소형, 빠른 응답속도, 고감도의 복합가스 센서를 개발하고자 함.
- 센서의 활성층 적용을 위한 다양한 나노구조물의 합성 및 센서 적용
- 고습, 응결, 빙결 환경에서의 안정적 가스센서 작동을 위한 다공성 보호막 연구
- GaN의 결정면에 따른 목표 가스의 센싱원리 규명 및 반응성 분석

□ 연구 목표대비 연구결과
고도의 내구성을 지닌 AlGaN/GaN H

□ 연구개요
본 연구에서는 물리적, 화학적으로 안정한 GaN 계열의 화합물 반도체를 이용하여 극한 환경에서 적용이 가능한 고내구성, 저전력, 초소형, 빠른 응답속도, 고감도의 복합가스 센서를 개발하고자 함.
- 센서의 활성층 적용을 위한 다양한 나노구조물의 합성 및 센서 적용
- 고습, 응결, 빙결 환경에서의 안정적 가스센서 작동을 위한 다공성 보호막 연구
- GaN의 결정면에 따른 목표 가스의 센싱원리 규명 및 반응성 분석

□ 연구 목표대비 연구결과
고도의 내구성을 지닌 AlGaN/GaN HEMT (high electron mobility transistor) 기반 복합가스 센서 구현을 위한 연구 내용은 아래와 같음.
(1) 1차년도(2015)
박막 형태의 활성금속층에 다공성 보호막이 적용된 단일 가스센서 개발
- 박막 형태의 활성금속층 표면에 다공성 보호막 형성 연구
- 박막 형태의 활성금속층에 다공성 보호막이 적용된 단일 가스센서 제작 및 평가
- 2차년도 적용을 위한 목표 가스에 대한 촉매활성을 띄는 다양한 나노구조물 합성
- GaN 결정면에 따른 목표가스의 반응성 연구
2) 2차년도(2016)
나노구조물 형태의 활성금속층에 다공성 보호막이 적용된 단일 가스센서 개발
- 나노구조물 형태의 활성금속층 표면에 다공성 보호막 형성 연구
- 나노구조물 형태의 활성금속층에 다공성 보호막이 적용된 단일 가스센서 제작 및 평가
- 3차년도 적용을 위한 목표 가스에 대한 최적 GaN 결정면 모색 연구
(3) 3차년도(2017)
나노구조물 형태의 활성금속층에 다공성 보호막이 적용된 복합 가스센서 개발
- 복합가스에 대한 센서 선택도 향상을 위한 다공성 보호막 최적화
- 복합가스 측정을 위한 나노구조물 형태의 활성금속층 및 다공성 보호막 적용 가스센서 제작 및 평가
- 복합가스에 대한 최적 반응성을 나타내는 GaN 최적 결정면 연구

□ 연구개발결과의 중요성
- 현재 활발히 연구되고 있는 고감도 가스센서의 실용화에 가장 큰 걸림돌인 고온, 고습의 환경에 대한 내구성 및 신뢰성 저하의 문제를 물리적, 화학적으로 매우 안정한 GaN 계열의 화합물 반도체 및 다공성 보호막 적용 기술을 통하여 극복함으로써 고감도, 초소형, 복합가스 센서의 실용화를 앞당김.
- 고온, 고습의 연료전지자동차 적용을 비롯한 정유 및 화학 공장, 발전소, 식품공정 등의 다양한 산업 환경에 우수한 신뢰성을 갖는 초소형 가스센서가 활용될 수 있음. 또한, 본 기술은 각종 실시간 대기 오염 모니터링 시스템에 사용될 수 있으며, 가정용 가전기기와의 결합을 통하여 실내 공기 오염센서로도 사용될 수 있음.
- IoT(Internet of Things) 기술과의 결합을 통하여 다양한 장소에 초소형, 저전력 복합가스 센서를 설치함으로써 멀리 떨어진 곳에서도 실시간으로 유해가스를 탐지하는 통합적 위험물 관리 시스템의 구축에도 활용이 될 수 있음.
- 다공성 보호막 및 나노구조의 활성층이 적용된 AlGaN/GaN HEMT 기반 복합가스 센서 기술은 고감도 센서의 실용화를 위한 핵심 기술로 센서의 활용범위를 크게 확대시킬 것으로 예상됨.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 가. 연구의 개요 ... 4
• 나. 연구의 필요성 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 6
• 가. AlGaN/GaN 기판 적용을 위한 다양한 나노구조의 센싱물질 합성 ... 6
• 나. 나노구조의 센서물질 적용 AlGaN/GaN 기반 가스센서 개발 ... 6
• 다. 수분 침투 방지를 위한 다공성 보호막 개발 및 다공성 보호막 적용 가스센서 개발 ... 7
• 라. GaN 기판의 결정면에 따른 수소가스 센싱 반응성 연구 ... 7
• 마. 수소 및 암모니아 탐지를 위한 AlGaN/GaN 기반 복합가스 센서 개발 ... 8
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 8
• 4. 참고문헌 ... 9
• 5. 연구성과 ... 10
• 끝페이지 ... 19