Gas Sensing Characteristics of $SnO_{2}(Ca)/Pt$ Thick Film Using Pt Electrode for Hydrocarbon Gases

Pt 전극을 사용한 $SnO_{2}(Ca)/Pt$ 후막소자의 탄화수소계가스에 대한 감응특성

A coprecipitation method was used for preparing Ca and Pt doped $SnO_{2}$-based material. Crystallite size and specific surface area were investigated by TEM, XRD and BET analysis. $SnO_{2}(Ca)/Pt$ based thick film devices were prepared by a screen printing technique for hydrocarbon gas detecting. Then the electrical and sensing characteristics of devices were investigated. As Ca and Pt addition, the crystal growth of $SnO_{2}$ was suppressed during calcining and sintering, and the sensitivity of $SnO_{2}(Ca)/Pt$ thick film to gas was enhanced. Also any difference in the sensing properties has to be attributed to the Pt and Au electrode. For the 2000 ppm $CH_{4}$, the sensitivity of $SnO_{2}(Ca)/Pt$ thick film devices were about 83% at an operating temperature of $400^{\circ}C$.

공침법을 이용하여 Ca 및 Pt 가 첨가된 $SnO_{2}$ 미세 분말을 제조하였다. 제조한 미세분말에 대해 TEM, XRD 및 BET 분석으로 결정크기 및 비표면적을 분석하였으며, 제조한 원료분말을 이용하여 스크린 인쇄법으로 후막형 가스 감지 소자를 제작하고, 그 특성과 탄화수소계가스에 대한 감지 특성을 조사하였다. 첨가된 Ca 및 Pt에 의해 하소와 소성의 열처리 과정 중에 $SnO_{2}$ 결정 성장이 억제되었으며, 탄화수소계가스에 대한 응답특성의 향상을 가져왔다. 한편, 소자의 전극으로써 Au 와 Pt를 사용하여 비교 분석하였는데, Au를 전극으로 사용할 경우에 Pt에 비해 가스 감응 특성 면에서 큰 저하를 가져왔다. 이는 Pt 전극도 $CH_{4}$의 산화에 기여했기 때문이다. Ca 및 Pt를 각각 0.1, 1 wt% 첨가한 $SnO_{2}$ 후막소자의 경우 2000 ppm의 $CH_{4}$에 대해 약 83%의 감도를 보였다.