$SnO_2$ 가스 센서의 전기적 성질에 미치는 미세구조의 영향

Abstract

$SnO_2$ 는 높은 감도를 보이기 때문에 널리 쓰이는 센서재료이다. SnO2를 이용한 반도체형 센서는 구조상 간단하고 제조가 쉽기 때문에 널리 쓰이는 반면, 표면 화학, 전극의 구조, 필터, 미세구조의 영향 등으로 복잡한 감지 거동을 보인다. 이중에서 미세구조는 전기적 기계적 성질에 중요한 변수로서 미세구조의 이해는 센서기구를 확인하고 실제 제품을 생산하는데 필수적이다. 미세구조의 영향을 확인하는데 어려움은 하나의 공정이라도 변화시키게 되면, 미세구조가 변화하는데 있다. 이를 극복하기 위하여 미세구조 변수를 3가지로 분리하여 연구하였다. 3장에서는 물리적으로 미세구조를 변화시키며 전기적 특성을 측정하였다. 시편의 크기 효과와 밀도를 변화시켰을 때의 전기적 성질의 변화를 먼저 확인하였다. 감도를 증진시키기 위하여 시편 내에 거대한 기공을 형성하여 미세구조와 전기적 특성의 변화를 확인하였다. 4장에서는 소결 온도를 변화시키며 전기적 성질을 측정하였다. 소결온도와 성형압이 증가할수록 전기전도도와 감도는 낮아 졌다. 이를 방지하기 위하여 분말상태에서 열처리를 하여 전기전도도와 감도의 저하를 줄였다. 5장에서는 새로운 후막센서로서 원심부착법을 도입하여, 후막의 두께와 밀도를 변화시키기고 이에 따른 미세구조와 감도의 변화를 측정하였다.