$Co_{3}O_{4}$ butane gas sensor operating at low temperature (I)

저온동작용 $Co_{3}O_{4}$ 부탄가스 감지 소자(I)

In order to develop gas sensor operating at low temperature, thick film $Co_{3}O_{4}$ sensor was fabricated. $Co_{3}O_{4}$ powder was prepared by precipitation from cobalt nitrate solution and the powders containing ethylene glycol as a binder was screen-printed on alumina substrate. Characteristics of sensitivity, response time, and recovery were investigated in terms of binder content and heat treating conditions. The $Co_{3}O_{4}$ sensor contained 15% ethylene glycol and heat-treated at $300^{\circ}C$ for 24hr showed the highest sensitivity at the operating temperature of $250^{\circ}C$. Its sensitivity of 1.1 to 5000ppm butane gas was very high, as compared with $0.8{\sim}0.85$ at the operating temperature of $350{\sim}400^{\circ}C$ for a commercial $SnO_{2}$ gas sensor. It is found that response time was fast, but recovery was poor for the sensor.

저온에서 동작 가능한 센서를 개발하기 위하여 $Co_{3}O_{4}$ 후막 소자를 제조하였다. $Co_{3}O_{4}$ 분말은 질산코발트 수용액으로부터 침전하여 얻었으며 binder인 ethylene glycol과 혼합하여 알루미나 기판상에 후막을 인쇄하였다. 제조된 후막에 대해 binder 함량 및 열처리 조건에 따른 부탄가스의 감도 및 회복성을 조사하였다. 동작 온도 $250^{\circ}C$에서 15% ethylene glycol을 함유한 $Co_{3}O_{4}$ 분말을 $300^{\circ}C$ 에서 24시간 동안 열처리한 소자가 부탄가스에 대하여 최고의 감도를 나타내었다. 감도는 500ppm 부탄가스에 대하여 1.1 정도로, 동작 온도 $350{\sim}400^{\circ}C$에서 상용 $SnO_{2}$ 가스 감지 소자의 감도 $0.8{\sim}0.85$와 비교할 때 매우 높았다. 응답 특성은 매우 좋았으나 회복성은 나쁜 것으로 나타났다.