• KSBB Journal
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• 제13권5호
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• pp.477-482
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• 1998

A biosensor with PZT piezoelectric ceramic crystal was developed for the detection of formaldehyde gas. Poled PZT piezoelectric ceramic disk was made from ZrO2, TiO2 and Nb2O5, together with the addition of PbO and polyvinyl alcohol, through various processes of mixing, calcination drying, crushing, forming, sintering, polishing, ion coating and poling. Oscillator circuit of sensor was made of operational amplifier(AD811AN). Formaldehyde dehydrogenase was immobilized onto a piezoelectic ceramic crystal, together with the cofactors, reduced glutathione and nicotinamide adenine dinucleotide. The effect of flow rate on the sensitivity was determined by varing the flow rate of carrier gas from 24.7mL/min to 111.7mL/min through detector cell. The results indicated that as the flow rate was increased, the recovery rate was increased. And a significant increase in the sensitivity was observed in enhanced flow rate of carrier gas. Frequency difference(ΔF) of immobilized PZT piezoelectic disk increased proportionally to the concentration gas and reproduced to repeated exposures of formaldehyde gas(28ppm, Δ68Hz).

• 센서학회지
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• 제31권5호
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• pp.343-347
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• 2022

Recently, the problem of global warming caused by greenhouse gases is getting serious due to the development of industry and the increase in transportation means. Accordingly, the need for a technology to reduce carbon dioxide, which accounts for most of the greenhouse gas, is increasing. Among them, a catalyst for converting carbon dioxide into fuel is being actively studied. Catalysts for reducing carbon dioxide are classified into thermal catalysts and photocatalysts. In particular, the photocatalyst has the advantage that carbon dioxide can be reduced only by irradiating ultraviolet rays at room temperature without high temperature or additional gas. TiO₂ is widely used as a photocatalyst because it is non-toxic and has high stability, but has a disadvantage of low carbon dioxide reduction efficiency. To increase the reduction efficiency, 1-propanol was used in the synthesis process. This prevents agglomeration of the catalyst and increases the specific surface area and pores of TiO₂, thereby increasing the surface area in contact with carbon dioxide. As a result of measuring the CO₂ reduction efficiency, it was confirmed that the efficiency of TiO₂ with 1-propanol and TiO₂ without 1-propanol was 19% and 12.3%, respectively, and the former showed a 1.5 times improved efficiency.

• 센서학회지
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• 제11권2호
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• pp.77-83
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• 2002

저비용과 휴대성을 고려한 알코올 경보기의 제작을 위해 동작온도가 낮고 감도가 높은 반도체 가스 센서를 제작하였다. $Fe_2O_3$에 금속 산화물인 $MoO_3$, $V_2O_5$, $TiO_2$, 그리고 CdO 등을 첨가하여 스크린 프린팅법을 이용하여 센서를 제작하였다. 센서의 전기적 안정성을 위하여 질소 분위기에서 $700^{\circ}C$, 2시간 동안 열처리를 하였다. 알코올, 탄화수소계 가스와 담배연기 등을 사용하여 센서의 가스 감도를 조사하였다. $V_2O_5$를 첨가한 센서가 알코올 가스 1,000 ppm에 대해서 약 $80{\sim}90%$의 감도를 보이며, 타 가스에 대한 선택성도 가짐을 알 수 있었다. 제작된 센서와 PIC-chip을 사용하여 휴대 가능한 경보기를 제작할 수 있었다.

• 센서학회지
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• 제9권1호
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• pp.36-43
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• 2000

휘발성염기질소가스 중에서 TMA 가스의 선택성을 향상시키고 동작온도가 낮고 저농도에서 감도가 높은 반도체가스센서를 제작하기 위해 ZnO에 촉매불순물 $Al_2O_3$, $TiO_2$, $In_2O_3$ 및 $V_2O_5$등의 다양한 무게비가 함유된 ZnO계 타겟을 제작한 후 RF 마그네트론 스펏터링법으로 산소분위기에서 박막을 증착시켰다. 센서의 전기적 안정성을 위해 $700^{\circ}C$에서 1시간동안 산소분위기에서 열처리한 ZnO계 박막으로 센서를 제작한 후 DMA(dimethylamine), 암모니아($NH_3$) 및 TMA(trimethylamine) 가스의 감도를 조사하였다. TMA 가스선택성은 DMA 및 암모니아가스에 대한 TMA 가스의 감도비($S_{TMA}/S_{DMA}$, $S_{TMA}/S_{NH3}$)로 정의하였다. $ZnO+Al_2O_3(4\;wt.%)+TiO_2(1\;wt.%)+In_2O_3(1\;wt.%)$ 센서는 160 ppm의 가스농도와 동작온도 $300^{\circ}C$에서 DMA와 암모니아가스에 대한 TMA 가스의 최대 감도비가 각각 5.9와 26을 나타내어 선택성이 향상되었음을 알 수 있었다.

• 센서학회지
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• 제7권3호
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• pp.188-196
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• 1998

$WO_{3}$계 n-형 반도체 가스센서의 검지특성 및 전기적 특성을 조사하였다. 공기중에서 결합제가 첨가되지 않은 $WO_{3}:TiO_{2}$(4 wt. %) 센서의 낱알경계에서의 전위장벽의 크기는 0.26 V로 나타났으며, 결합제로서 $Al_{2}O_{3}$, PVA (polyvinyl alcohol ), silica sol이 첨가된 센서의 경우는 전위장벽이 각각 0.17, 0.22, 0.26 V로 관측되었다. 이들 시료를 $NO_{x}$가 120 ppm 첨가된 분위기에 노출시켰을 때, 결합제가 첨가되지 않은 센서의 경우는 낱알경계에서의 전위장벽이 0.59 V로 증가하였으며, 결합제로서 $Al_{2}O_{3}$, PVA, silica sol이 첨가된 경우는 전위장벽이 각각 0.43, 0.66, 0.52 V로 나타나, PVA가 첨가된 센서에서 전위장벽의 변화가 가장 높아 감도가 우수하게 되는 것을 알 수가 있었다. 한편 센서 최적 작동온도 이상의 온도에서 나타나는 감도의 감소는 흡착가스 입자의 탈착보다는 공기중에서 다결정이 보이는 저항의 온도 의존성에 따라 나타남이 판명되었다. 또한 결합제가 첨가되지 않은 센서와 결합제로서 Pt가 첨가된 센서의 경우, CO가 250 ppm 존재할 때까지도 전위장벽의 크기가 약 0.2 V로 공기중에서와 비슷한 크기를 나타내어, CO와 $NO_{x}$가 혼합된 분위기에서 $NO_{x}$만을 선택적으로 검지하는데 유리함이 밝혀졌다.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제14권2호
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• pp.67-70
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• 2013

In this study, we changed the input parameters (gas mixing ratio, RF power, DC bias voltage, and process pressure), and then monitored the effect on TiN etch rate and selectivity with $SiO_2$. When the RF power, DC-bias voltage, and process pressure were fixed at 700 W, - 150 V, and 15 mTorr, the etch rate of TiN increased with increasing $CF_4$ content from 0 to 20 % in $CF_4$/Ar plasma. The TiN etch rate reached maximum at 20% $CF_4$ addition. As RF power, DC bias voltage, and process pressure increased, all ranges of etch rates for TiN thin films showed increasing trends. The analysis of x-ray photoelectron spectroscopy (XPS) was carried out to investigate the chemical reactions between the surfaces of TiN and etch species. Based on experimental data, ion-assisted chemical etching was proposed as the main etch mechanism for TiN thin films in $CF_4$/Ar plasma.

• 센서학회지
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• 제5권1호
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• pp.30-36
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• 1996

적당한 크기의 저항률을 가지며 안정된 고감도 가스 센서 개발을 위해 ZnO를 기본물질로 하여 $Al_{2}O_{3}$를 4wt. %, $TiO_{2}$를 1wt. % 및 $V_{2}O_{5}$를 0.2 wt. %의 비율로 첨가시켜 타겟을 제작하여 RF 마그네트론 스퍼터링법 으로 ZnO 박막을 성장시켰다. 기판은 $SiO_{2}/Si$를 사용하였고, 박막의 부착이 좋도록 기판온도는 $250^{\circ}C$로 유지시켰으며, 10 mTorr의 산소분위기에서 약 80 W의 RF power로 10분간 박막을 성장시켰다. 보다 안정된 고감도의 박막을 제작하기 위해 $400^{\circ}C-800^{\circ}C$까지 열처리 한 결과, 산소분위기에서 $700^{\circ}C$로 60분 동안 열처리를 한 박막이 기타 다른 가스류(類)보다 TMA 가스에 대해 좋은 감지 특성을 나타냈으며 TMA 가스 농도 160 ppm에서 최대 550의 감도를 보였고, 안정성 및 선형성이 우수하였다.

• 센서학회지
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• 제30권5호
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• pp.320-325
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• 2021

Biochemical oxygen demand (BOD) and chemical oxygen demand (COD) methods are conventional analytical methods to analyze water quality. Both of these methods are technically indirect measurement methods, require complicated preconditions, and are time-consuming. On the other hand, the total organic carbon (TOC) method is a direct and fast measurement method which is more intuitive and accurate than the BOD and COD methods. However, general TOC analysis methods involve complicated processes and high power consumption owing to the process of phase transition from liquid to gas by a high-temperature heater. Furthermore, periodic consumables are also required for the removal of inorganic carbon (IC). Titanium dioxide (TiO₂) is one of the most suitable photocatalysts for simple processes. Its usage involves low power consumption because it only reacts with the organic carbon (OC) without the requirement of any other reagents and extra processes. We investigated a TiO₂ photocatalyst-based TOC analysis for simple and affordable products. TiO₂-coated fiber substrate maintained under carbon included water was exposed to ultraviolet (UV) radiation of wavelength 365 nm. This method is suitable for the real-time monitoring of water pollution because of its fast reaction time. Its linear property is also sufficient to match the real value.

• 센서학회지
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• 제22권4호
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• pp.244-248
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• 2013

The discovery of a two-dimensional electron gas (2DEG) in $LaAlO_3$ (LAO)/$SrTiO_3$ (STO) heterostructure has stimulated intense research activity. We suggest a new structure model based on $KNbO_3$ (KNO) material. The KNO thin films were grown on $TiO_2$-terminated STO substrates as a p-type structure ($NbO_2/KO/TiO_2$) to form a two-dimensional hole gas (2DHG). The STO thin films were grown on KNO/$TiO_2$-terminated STO substrates as an n-type structure to form a 2DEG. Oxygen pressure during the deposition of the KNO and STO thin films was changed so as to determine the effect of oxygen vacancies on 2DEGs. Our results showed conducting behavior in the n-type structure and insulating properties in the p-type structure. When both the KNO and STO thin films were deposited on a $TiO_2$-terminated STO substrate at a low oxygen pressure, the conductivity was found to be higher than that at higher oxygen pressures. Furthermore, the heterostructure formed at various oxygen pressures resulted in structures with different current values. An STO/KNO heterostructure was also grown on the STO substrate, without using the buffered oxide etchant (BOE) treatment, so as to confirm the effects of the polar catastrophe mechanism. An STO/KNO heterostructure grown on an STO substrate without BOE treatment did not exhibit conductivity. Therefore, we expect that the mechanics of 2DEGs in the STO/KNO heterostructures are governed by the oxygen vacancy mechanism and the polar catastrophe mechanism.

• 한국결정성장학회지
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• 제22권6호
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• pp.274-278
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• 2012

$TiO_2$는 반도성을 나타내는 산화물로 가스센서, 태양전지 및 광촉매 등에 주로 쓰인다. 전기방사는 간단하고 낮은 가격의 공정으로 첨가물을 이용하여 구조적, 전기적, 광학적 특성을 변화시킨 나노섬유를 합성하는데 주로 쓰인다. 전기방사에 의해 합성된 나노섬유는 화학 센서, 염료 감응형 태양전지 및 광촉매 등에 많이 응용되고 있다. 본 연구에서는 이러한 전기방사법을 이용하여 순수 $TiO_2$ 나노섬유 및 Ga이 첨가된 $TiO_2$ 나노섬유를 제작하였다. $TiO_2$ 용액은 TIP(Titanium isopropoxide), PVP(Poly vinyl pyrrolidone), Ethanol 및 Acetic acid를 전구체로 사용하였으며, 첨가물의 전구체는 갈륨질산염수화물을 사용하였으며 전기방사법을 이용하여 나노섬유를 제조하였다. 이 나노섬유를 공기중에서 $800^{\circ}C$로 열처리하였다. 순수 $TiO_2$ 나노섬유 및 Ga이 첨가된 $TiO_2$ 나노섬유는결정구조, 미세구조 및 특성의 변화에 대하여 알아보고자 XRD, SEM, TEM, EDX, XPS 그리고 Raman 등의 측정 및 분석을 실시하였다.