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Ammonia gas sensing characteristics of LaFeO3 thick-films With Al2O3 additives

Al2O3를 첨가한 LaFeO3 후막의 암모니아 가스 감지특성

  • Kim, Jun-Gon (Dept. of Electrical and Electronics Enginering, Gyeongsang National University) ;
  • Ahn, Byeong-Yeol (Dept. of Electrical and Electronics Enginering, Gyeongsang National University) ;
  • Ma, Tae-Young (Dept. of Electrical and Electronics Enginering, Gyeongsang National University) ;
  • Park, Ki-Cheol (Dept. of Electrical and Electronics Enginering, Gyeongsang National University) ;
  • Kim, Jeong-Gyoo (Dept. of Electrical and Electronics Enginering, Gyeongsang National University)
  • 김준곤 (경상대학교 공과대학 전기전자공학부, 공학연구원 컴퓨터 자동화 응용기술연구센터) ;
  • 안병렬 (경상대학교 공과대학 전기전자공학부, 공학연구원 컴퓨터 자동화 응용기술연구센터) ;
  • 마대영 (경상대학교 공과대학 전기전자공학부, 공학연구원 컴퓨터 자동화 응용기술연구센터) ;
  • 박기철 (경상대학교 공과대학 전기전자공학부, 공학연구원 컴퓨터 자동화 응용기술연구센터) ;
  • 김정규 (경상대학교 공과대학 전기전자공학부, 공학연구원 컴퓨터 자동화 응용기술연구센터)
  • Published : 2002.01.31

Abstract

$LaFeO_3$-based thick films with 2wt.%, 5wt.% and 10wt.% $Al_2O_3$ additives were fabricated by screen printing method on $Al_2O_3$ substrates. Structural, electrical and ammonia gas sensing characteristics of the thick films with different heat treatment temperatures were examined. From XRD results, the compound of $LaFeO_3$ and $Al_2O_3$ was not found until the heat treatment at $1200^{\circ}C$. SEM microphotograph showed similar grain growth despite the amount of $Al_2O_3$ additives with the heat treatment. Thick films with high activation energy and low resistance in the electrical properties showed high sensitivity for gases. Thick films with 2wt % $Al_2O_3$ additives heat-treated at $1200^{\circ}C$ showed the sensitivities of 210% for 100 ppm $NH_3$ gas at the working temperature of $350^{\circ}C$. The thick films showed food selectivity to $NH_3$ gas.

스크린 프린팅법으로 $Al_2O_3$ 기판 위에 $LaFeO_3$를 기본물질로 하여 $Al_2O_3$를 각각 2Wt.%, 5wt.%, 10wt.%를 첨가한 후막을 제조하였다. 열처리 온도에 따른 후막의 구조적, 전기적 특성과 암모니아 가스에 대한 감지특성을 조사하였다. X선 회절에서, 첨가한 $Al_2O_3$$1200^{\circ}C$까지의 열처리에도 $LaFeO_3$와 반응하여 화합물을 형성하지 않음을 확인하였다. 전자현미경 사진에서 $Al_2O_3$의 첨가량에 따른 열처리에 대한 입자의 변화는 차이를 보이지 않았다. 후만의 전기적 특성에서 활성화 에너지가 높고 전기저항이 작은 시료에서 가스감도가 좋았다. $Al_2O_3$를 2wt.% 첨가하여 $1200^{\circ}C$에서 열처리한 후막은 100ppm $NH_3$ 가스에 대해 동작온도 $350^{\circ}C$에서 210%의 감도를 보였다. 이 후막은 $NH_3$ 가스에 대해 우수한 선택성을 보였다.

Keywords

References

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