This study investigates the sensitivity of a gas sensor to volatile organic compounds (VOCs) at various operating temperatures and catalysts. Nano-sized powdered $WO_3$ prepared by sol-gel and chemical precipitation methods was mixed with various metal oxides. Next, transition metals (Pt, Ru, Pd, and In) were doped on the surface of the mixture. Metal-$WO_3$ thick films were prepared using the screen-printing method. The physical and chemical properties of the films were studied by SEM/EDS, XRD, and BET techniques. The measured sensitivity to VOCs is defined as the ratio ($R_a/R_g$) of resistance ($R_{air}$) of $WO_3$ film in the air to resistance ($R_{gas}$) of $WO_3$ film in a VOCs test gas. The sensitivity and selectivity of the films were tested with various VOCs such as acetaldehyde, formaldehyde, methyl alcohol, and BTEX. The thick $WO_3$ film containing 1 wt % of Ru and 5 wt % of $SnO_2$ showed the best sensitivity and selectivity to acetaldehyde gas at an operating temperature of 300 $^{\circ}C$.
오존 가스센서는 저가이고 휴대 및 사용이 간편하며 감도가 높고 우수한 선택성을 지닌 반도체식 가스센서가 대안으로 부각되고 있다. 본 연구에서는 R.F. magnetron sputtering법을 이용하여 ITO($In_2O_3 95%,\;SnO_2$ 5%) 박막을 알루미나 기판위에 증착시켰다. 증착시 기판온도는 300$^{\circ}C$와 500$^{\circ}C$였고, 시편의 일부를 공기중 500$^{\circ}C$에서 4시간 동안 열처리하였다. ITO 가스 감지막은 열처리 전${\cdot}$후 모두 결정을 형성하였다. 오존 가스에 대한 감도측정 결과, 300$^{\circ}C$에서 증착한 다음 열처리한 센서에서 가장 높은 감도(1 ppm이하 감지 가능)를 나타내었다. 작동온도가 높을수록 감도는 줄어들었지만 빠른 응답 특성과 안정성을 가졌다.
$SnO_2$ thin films were prepared on the Si substrate by radio frequency (RF) magnetron sputtering and then surface of the films were irradiated with intense Ar ion beam to investigate the effect of Ar ion irradiation on the properties and hydrogen gas sensitivity of the films. From atomic force microscope observation, it is supposed that intense Ar bombardments promote rough surface and increase gas sensitivity of $SnO_2$ films for hydrogen gas. The films that Ar ion beam irradiated at 6 keV show the higher sensitivity than the films were irradiated at 3 keV and 9 keV. These results suggest that the $SnO_2$ thin films irradiated with optimized Ar ion beam are promising for practical high-performance hydrogen gas sensors.
Nano-sized $SnO_2$ thick films were prepared by a screen-printing method onto $Al_2O_3$ substrates. The sensing characteristics were investigated by measuring the electrical resistance of each sensor in a test box as a function of the detection gas. The nano-sized $SnO_2$ thick film sensors were treated in a $N_2$ atmosphere. The structural properties of the nano $SnO_2$with a rutile structure according to XRD showed a (110) dominant $SnO_2$ peak. The particle size of $SnO_2$:Ni nano powders at Ni 8 wt% was about 45 nm, and the $SnO_2$ particles were found to contain many pores according to the SEM analysis. The sensitivity of the nano $SnO_2$-based sensors was measured for 5 ppm $CH_4$ gas and $CH_3CH_2CH_3$ gas at room temperature by comparing the resistance in air with that in the target gases. The results showed that the best sensitivity of $SnO_2$:Ni and $SnO_2$:Co sensors for $CH_4$ gas and $CH_3CH_2CH_3$ gas at room temperature was observed in $SnO_2$:Ni sensors doped with 8 wt% Ni. The response time of the $SnO_2$:Ni gas sensors was 10 seconds and recovery time was 15 seconds for the $CH_4$ and $CH_3CH_2CH_3$ gases.
본 연구의 목적은 $\"{O}$.Arslan et al.(2006)의 연구방법론을 적용하여 국내 기업의 현금보유(cash holdings)가 투자-현금흐름 민감도(investment-cash flow sensitivity)에 어떤 영향을 주는지를 분석하는 데 있다. 1981년부터 2009년까지 외환위기 이전과 이후 그리고 외환위기 기간으로 분류하여 각 기간별로 현금보유가 투자-현금흐름 민감도에 어떤 영향을 주는 지를 비교 분석하였다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 전체 기업을 재무적 제약(financial constraint) 에 대한 고려 없이 3개의 기간으로 분류해서 살펴본 결과 외환위기 기간을 제외한 외환위기 이전과 이후 기간에서는 현금보유가 많은 기업일수록 투자-현금흐름 민감도는 감소하였다. 둘째, 기업규모나 배당지급 기준에 의해 재무적 제약하에 있지 않은 기업으로 분류된 경우에는 현금보유가 많을수록 투자-현금흐름 민감도는 오히려 증가하는 것으로 나타났다. 이는 $\"{O}$.Arslan et al.(2006)의 연구와 일치하지 않는 결과인데 첫째, 기업규모나 배당지급 여부는 국내에서는 기업의 재무적 제약을 나타내는 기준으로 불완전하며 둘째, 본 연구에서 고려하지 못한 투자-현금흐름 민감도에 영향을 주는 다른 요인들이 존재할 수 있기 때문이다. 하지만 현금보유기준에 의해 재무적 제약하의 기업으로 분류된 경우에는 투자-현금흐름 민감도는 낮게 나타났다. 이는 $\"{O}$.Arslan et al.(2006)의 연구결과와 일치한다. 끝으로 전체 기간 동안 현금보유 결정요인은 다음과 같다. 현금흐름(cash flow)과 시장가/장부가비율(market to book ratio)은 증가할수록, 단기부채와 투자지출 그리고 기업규모는 감소할수록, 기업의 현금보유증가에 양(+)의 영향을 주는 것으로 나타났다.
The effect of Cu coating on the sensing properties of nano $SnO_2:Cu$ based sensors for the $CH_4$, $CH_3CH_2CH_3$ gas was studied. This work was focussed on investigating the change of sensitivity of nano $SnO_2:Cu$ based sensors for $CH_4$, $CH_3CH_2CH_3$ gas by Cu coating. Nano sized $SnO_2$ powders were prepared by solution reduction method using stannous chloride($SnCl_2{\cdot}2H_2O$), hydrazine($N_2H_2$) and NaOH and subsequent heat treatment. XRD patterns showed that nano $SnO_2$ powders with rutile structure were grown with (110), (101), (211) dominant peak. The particle size of nano $SnO_2:Cu$ powders at 8 wt% Cu was about 50 nm. $SnO_2$ particles were found to contain many pores, according to SEM analysis. The sensitivity of nano $SnO_2:Cu$ based sensors was measured for 5 ppm $CH_4$ gas and $CH_3CH_2CH_3$ gas at room temperature by comparing the resistance in air with that in target gases. The sensitivity for both $CH_4$ and $CH_3CH_2CH_3$ gases was improved by Cu coating on the nano $SnO_2$ surface. The response time and recovery time of the $SnO_2:Cu$ gas sensors for the $CH_4$ and $CH_3CH_2CH_3$ gases were 18~20 seconds, and 13~15 seconds, respectively.
Gas sensor materials capable of detecting hydrogen gases (H$_2$) or nitrogen oxides (NO$\_$x/, primarily NO and NO$_2$) with high sensitivity have attracted much interest in conjunction with the growing concern to the protection of global environments. Beside conventional sensor materials, such as semiconductors., conducting polymers and solid electrolytes, the potential of sensor materials with a new method for detecting hydrogen gases or nitrogen oxides gas has also been tested. The breakdown voltage of porous varistors shifted to a low electric field upon exposure to H$_2$ gas, whereas it shifted to a reverse direction in an atmosphere containing oxidizing gases such as O$_3$ and NO$_2$ in the temperature range of 300 to 600$^{\circ}C$. Furthermore, it was found that the magnitude of the breakdown voltage shift, i. e. the magnitude of sensitivity, was well correlated with gas concentration, and that the H$_2$ sensitivity was improved by controlling the composition of the Bi$_2$O$_3$ rich grain boundary phase. However, NO$\_$x/ sensing properties of porous varistors have not been studies in detail. The objective of the present study is to investigate the effect of the composition of the Bi$_2$O$_3$ rich grain boundary phase and other additive such as A1$_2$O$_3$ on the hydrogen gases (H$_2$) sensing properties of porous ZnO based varistors.
CO 가스 감지를 위한 두께 500-600 nm $In_2O_3$를 기저 물질로한 박막센서를 rf magnetron 방법을 이용하여 제작하였다. CO가스에 대한 감도 향상 및 -CH가 포함된 탄화수소 가스들과의 선택성을 높이기 위해 전이 금속인 Cobalt 촉매를 rf sputtering을 이용하여 초박막 형태로 0.7-2.8 nm 까지 두께를 조절하여 증착하고 $500^{\circ}C$ 열처리 후 가스 감도 특성을 조사하였다. CO에 대한 감도는 Co 두께 2.1 nm, 작동온도 $350^{\circ}C$에서 가장 우수하였고, $350^{\circ}C{\sim}400^{\circ}C$, Co (1.4 nm) 에서 $C_3H_8$에 대한 감도가 우수함을 알 수 있었다. 광전자 분석법 (x-ray photoelectron spectroscopy;XPS)을 통하여 초박막 Co가 표면이 $Co_2O_3$가 덮어진 CoO 형태로 존재함을 알 수 있었고, $(n-type)In_2O_3$-(p-type)CoO의 p-n junction 이 형성되었음을 확인하였다. 이러한 p-n junction type 가스센서에는 접합 경계면에서 형성된 전하 공핍층 (depletion layer)의 두께 변화에 따른 저항 변화에 의해 환원성 가스에 대한 감응 기구 (sensing mechanism)를 설명할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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