• 센서학회지
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• 제5권3호
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• pp.41-48
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• 1996

SOx 가스를 고감도로 감지할 수 있는 SAW 가스 센서를 개발하였다. 이는 SAW device 위에 SOx 가스에 감응하는 재료를 박막으로 증착함으로써 고감도의 마이크로 센서형으로 한 것이다. SOx 감응 재료로서 CdS를 선정하였으며, 이를 SAW device 위에 박막화하기 위해 초음파 분무 노즐을 이용한 분무 열분해의 박막 증착공정을 응용하였다. 초음파 분무 노즐을 통하여 생성된 균일하고 미세한 입자들은 기판위에서 안정한 열분해 환경을 조성함으로써 센서 감응막을 위한 넓은 표면적의 박막을 증착 시켰는데 기판의 온도는 $300^{\circ}C$ 내외에서 최소 50 nm수준의 결정립의 박막을 얻었다. 이렇게 하여 얻은 SAW 가스 센서는 $SO_{2}$ 가스에 감응하였으며 재현성도 보였다. 다른 가스의 존재하에서 $SO_{2}$ 가스에 대한 선택성에 관하여는 계속적인 연구가 필요하다.

• 한국세라믹학회지
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• 제36권3호
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• pp.237-243
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• 1999

스크린 프린팅법을 이용하여 NOX 감지용 WO3 후막형 가스센서를 제조하였다. 본 실험에서는 감지막의 소성 온도에따른 감도변화 및 Ru을 첨가함으로써 감도의 증진을 중점적으로 조사하였다. 또한 NO2 50 ppm하에서 CO, H2, CH4 그리고 i-C4H10등의 가스에 대하여 cross sensitivity를 조사하였다. WO3 가스센서는 소성온도 50$0^{\circ}C$, 작동온도 30$0^{\circ}C$에서 최대감도를 얻었다. 순수한 WO3에 Ru(0.004 wt%)을 첨가시 NO2 및 NO 가스에 대한 감도가 크게 증진되었다. 그러나 순수한 WO3 센서는 Ru(0.004 wt%)이 첨가된 WO3 센서보다 더 우수한 cross sensitivity를 보였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 1998년도 추계학술대회 논문집
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• pp.105-108
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• 1998

Pt-WO$_3$-Si$_3$N$_4$-SiO$_2$-Si-Al 캐패시터를 이용한 NO$_2$ 가스 센서를 개발하였다. 표준 실리콘 MNOS구조에 촉매 게이트로 Pt와 가스 흡착층으로 WO$_3$를 이용함으로서 전통적인 세라믹 가스 센서보다 낮은 온도에서 NO$_2$ 가스를 감지할 수 있었다. 은도 변화와 NO$_2$ 가스 농도의 변화에 따라서 디바이스의 NO$_2$ 가스 감도를 조사하였다. Pt-WO$_3$ 계면에서 NO$_2$ 이온농도의 변화에 기초로 한 가스 감지 모델을 제시하였다. 제시된 가스 감지 모델을 계면에서의 가스 반응 속도론에 의하여 분석함으로서 확인하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2006년도 제37회 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1637-1638
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• 2006

HVAC 시스템은 쾌적하고 깨끗한 운전환경을 만들어 줌으로써 운전자에게 향상된 안락성과 안전성을 제공한다. 이때 센서는 시시각각으로 변화하는 차실 내외의 환경변화에 대한 정보를 검출하여 HVAC 제어 유니트에 제공한다. 현재 HVAC 시스템에 사용되고 있는 후막 가스센서는 소자 크기와 소비전력이 크고, 제작공정이 까다로워 생산성이 낮은 단점이 있다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위해서 최근에는 초소형화, 저소비전력, 대량생산에 의한 저가격화가 가능한 MEMS 가스센서의 연구개발이 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 MEMS 구조체를 이용한 마이크로 가스센서를 설계 및 제작하였고, 감도특성을 고찰하였다. 가스 감지막은 금속산화물 페이스트를 스크린 프린팅 하는 종래의 방법 대신 MEMS 구조체에 적용 가능한 sol-gel 프로세스에 의해 형성하였다. 또 가스 감지전극과 micro-heater를 동일 평면상에 제작, 공정을 간소화하여 저가화를 시도하였다. MEMS 구조체 위에 제작된 Pt 박막 micro-heater의 인가전압에 따른 발열특성을 조사한 결과, 발열온도가 인가전압에 비례하는 이상적인 선형성을 나타내었으며, $300^{\circ}C$의 동작 온도에 도달하기 위해 65mW 이하의 저전력 동작이 가능하였다. 가스 센서의 감도특성 확인 실험은 CO 가스 10ppm, NO 가스 0.3ppm을 기준으로 수행되었으며, CO 및 NO에 대해 Rs(sensitivity, 가스반응저항/초기저항) 값은 각각 0.753 과 2.416로 우수한 성능을 나타내었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2002년도 하계학술대회 논문집 Vol.3 No.2
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• pp.711-714
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• 2002

촉매 구조에 따른 반도체식 가스센서의 가스 감지 특성이 고찰되었다. 촉매로는 Pd를 사용하였고, 0.5 ~ 10wt% 의 다양한 농도로 약 15nm 크기의 $SnO_2$ 분말에 도핑, 가스센서를 제작하였다. 또한 열처리 온도를 $500{\sim}600^{\circ}C$로 다르게 하여 각 촉매 구조에 따른 특성의 변화를 관찰하였다. 그 결과 가스 감지 특성은 열처리 온도가 높을수록 감지 특성이 향상되었고, Pd 농도가 5wt% 에서 감도가 0.65로 좋은 감지 특성을 나타내었다. 5wt% Pd가 도핑된 가스센서는 2시간 동안 $400^{\circ}C$에서 aging 후에도 감도 값이 안정된 우수한 특성을 나타내었다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2010년도 춘계학술발표대회
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• pp.33.2-33.2
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• 2010

산화물 반도체 나노선 가스센서는 기존의 벌크 및 박막재료에 비해 체적-표면적비가 매우 커서 극미량의 화학물질에 대한 감응특성이 유리하여 많은 각광을 받고 있다. 현재, 다양한 물질들의 나노선 합성 및 센서 소자 구현에 대한 연구가 국내외적으로 활발하게 진행되고 있다. 이와 같은 나노선 센서의 실용화를 위해 특정 물질에 대한 선택성과 감응특성의 증진이 여전히 요구되고 있으며, 이에 대한 여러 방향에서의 연구가 진행되고 있다. 특히, 촉매특성이 뛰어난 귀금속 나노입자를 나노선 표면에 부착시킨, 기능화된 나노선 센서소자에 관련된 연구가 활발하다. 본 연구에서는 기상법을 이용하여 합성한 산화물 나노선에 감마선을 조사하여 Au, Pt 및 Pd 금속나노입자를 형성시켰다. 이와 같이 금속나노입자가 고착된 산화물 나노선의 미세구조와 가스 감응특성을 조사하였으며, 기능화된 금속 나노입자가 가스 감응에 미치는 영향과 가스 감응 메커니즘을 제시하고자 한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2003년도 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1410-1412
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• 2003

PTC 자기발열기판을 사용해서 저전력 방폭형 CO센서를 제작하고 그 특성을 고찰하였다. CO가스센서의 감지특성을 향상시키기 위하여 Pt가 island 형상을 갖는 다층 Pt/$SnO_2$ 박막구조를 도입하였으며, 이와 같은 구조는 Pt/$SnO_2$ 위에 다시 $SnO_2$ 및 Pt cluster 층들을 연속적으로 증착함으로서 제작되었다. 200ppm의 CO가스농도에서 측정된 다층 $Pt/SnO_2$박막 센서의 감도는 1.72($R_{air}/R_{CO}$)로, 단충 Pt/$SnO_2$ 박막 센서의 최대감도(1.23)보다 훨씬 더 높았다 이것은 Pt와 $SnO_2$사이의 계면적 증대에 기인하는 것으로 생각된다. 제작된 Pt/$SnO_2$ 가스센서의 평균 소비전력은 38.5mW이며, 측정농도범위($30{\sim}1,000ppm$)에서 매우 양호한 감지특성을 나타내었다.

• 한국재료학회지
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• 제6권7호
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• pp.716-722
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• 1996

박막 형 가스 센서의 막 두께가 가스 감지 특성에 미치는 영향을 단순화된 모델로부터 수식으로 유도하여 해석하였고, 그것을 ${SnO}_{2}$와 CuO-${SnO}_{2}$ 박막의 ${H}_{2}S$ 감응 특성에 대한 실험 결과에 적용하였다. 유도된 수식으로부터 박막 가스 센서의 가스 감지 특성은 가스의 박막 안으로의 확산성에 크게 의존하며, 그 가스 확산성은 박막의 두께, 가스의 센서 재료의 반응성, 작동 온도 등에 의해서 결정됨을 알 수 있었다. 또한 이 수식은 CuO-${SnO}_{2}$ 박막의 ${H}_{2}S$ 감응 특성에 대한 실험 결과와 비교적 잘 일치하였고, CuO-${SnO}_{2}$ 박막과 ${SnO}_{2}$ 박막의 서로 판이한 ${H}_{2}S$ 감응 특성에 대한 설명에 적용되었다. 이로부터, 일반적인 산화물 반도체식 가스 센서의 가스 감지 특성이 가스 확산성에 의해서 어떻게 지배되는가를 구체적으로 제안하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제5권2호
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• pp.132-136
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• 2004

대기중의 NO₂ 가스 농도를 측정하기 위한 마이크로 가스센서를 MEMS 공정을 이용하여 제작하였다. WO₃와 같은 가스 감응물질을 목표 온도까지 가열하기 위해서 마이크로 핫플레이트를 가스센서에 장착하였다. 마이크로 가스센서의 열전달 현상을 상용 열유동 해석 전용 프로그램인 FLUENT를 이용하여 해석하였다. 해석 결과 실리콘 웨이퍼 기판의 온도가 거의 상온에 가까워 핫플레이트에서 발생한 열이 가스 감응물질을 효과적으로 가열하여서 가스감응물질의 열적 고립상태를 유지하고 있는 것을 알 수 있었다. 마이크로 핫플레이트의 형상을 변경함으로써 가스 감지물질의 온도 균일도를 높일 수 있다.

• 센서학회지
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• 제8권6호
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• pp.461-468
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• 1999

다중 센서 어레이와 신경회로망을 이용하여 메탄, 프로판, 부탄 등의 폭발성 가스의 종류 및 농도를 실시간으로 분석하고, 인식하여 결과를 실시간으로 출력할 수 있는 가스 인식 시스템을 구현하였다. 정유 공장이나 도시가스 배관 등에 비교적 많이 분포하는 폭발성 가스인 메탄, 프로판, 부탄 등의 가스들을 분류하고, 그 농도를 인식할 수 있는 시스템의 구현을 위해, 우선 9개의 후막형 반도체식 가스 센서로 구성된 가스 센서 어레이로부터 얻어지는 다차원 신호를 Principal Component Analysis(PCA)를 이용하여 그 특성을 분석하였다. 분석 결과를 바탕으로 오차역전파 학습 알고리즘을 갖는 다층 구조 신경회로망을 이용하여 가스 종류 및 농도를 정확하게 인식할 수 있는 가스 인식 시스템을 구현하였으며, 실시간 처리 시스템을 위해 TMS320C31 DSP 보드를 이용하여 가스인식 시스템을 구현하였다.