• 에너지공학
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• 제19권1호
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• pp.21-24
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• 2010

본 연구에서는 금속 전극사이에 팔라듐 나노선을 성장시키기 위해 직류와 이중전기영동 방법을 이용한 전기화학적 방법을 제안하였다. 팔라듐 나노선의 최적 성장 조건들을 파악하기 위해 교류의 인가 주파수 및 전압의 영향들이 조사되었다. 합성된 팔라듐 나노선들은 수백 나노미터의 직경과 $8\;{\mu}m$ 길이를 갖고 있으며, $1\;k{\Omega}$의 우수한 전기적 저항 특성을 보였다. 최종적으로 완성된 팔라듐 나노선들은 상온에서 수소 농도 100 ppm에서 2500 ppm의 범위에서 수소검출 평가를 수행하였으며, 수소센서에 적합한 우수한 검출 감도 및 응답시간을 보였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2004년도 하계학술대회 논문집 A
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• pp.602-603
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• 2004

전력용 변압기에 아크나 코로나가 발생하여 국부가열이 존재하면 절연유나 절연지가 분해하여 저분자의 탄화수소, 수소, 탄화가스, 일산화탄소 둥이 발생하여 절연유에 용해된다. 절연유에 용해된 가스를 실시간 분석하여 변압기의 이상을 조기에 발견하여 운전의 효율성을 높이고 고장을 사전에 예방하기 위한 기술이 전개되고 있다. 경제적인 측면에서 단일 수소가스 검출센서가 널리 보급되어 실용화되고 있는 실증이다. 이 논문에서는 전력용 변압기의 국부적 고온인 경우의 가열온도, 가열시간 및 방전에 대하여 수소가스 주도형 센서의 응답특성에 관하여 고찰하였다.

• KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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• 제5권1호
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• pp.39-43
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• 2019

에너지 고갈 문제에 대한 대처 방안으로 수소에너지는 직간접적인 긍정적 효과를 가져온 반면, 사용시 안정성이 매우 중요한 사항이기 때문에 수소가스에 대한 정확하고 빠른 감지를 가능하게 하는 센서 기술이 요구된다. 본 연구에서는 AlGaN/GaN 이종접합 반도체 플렛폼을 활용하여 Pd 촉매 기반의 수소센서를 개발하였으며 감도를 높이기 위하여 식각 구조를 도입하였다. 온도 및 바이어스 전압이 센서의 반응도에 미치는 영향을 수소가스 위험도 최하한선 농도인 4% 수소 농도에 노출된 경우에 대하여 세심하게 분석하였다. AlGaN/GaN 이종접합의 우수한 특성에 식각 구조가 도입된 결과 56%의 높은 반응도와 0.75 초의 빠른 응답 속도 성능을 달성하였다.

• 센서학회지
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• 제8권6호
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• pp.448-453
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• 1999

Pd-SiC 쇼트키 다이오드를 이용한 수소 가스 센서를 개발하였다. Pd-SiC 쇼트키 다이오드의 수소 가스 감지특성을 I-V 및 ${\Delta}I$-t 분석을 통하여 수소 농도와 온도 함수로서 분석하였다. 또한, 수소 흡착에 의한 Pd-SiC 쇼트키 다이오드의 장벽 높이의 변화를 조사하였다. 수소 원자의 흡착이 다이오드의 장벽 높이의 변화와 관계되는 것을 I-V 분석을 이용하여 정상 상태에서의 가스 반응 속도론에 의하여 확인하였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제8권4호
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• pp.145-154
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• 1997

Pd, Pd-Rh 게이트 MOS센서의 $H_2$, $H_2S$ 검지특성과 Pd박막의 중착조건이 감지특성에 미치는 영향에 대해서 조사하였다. rf power의 증가와 증착온도의 증가는 모두 센서의 감도와 초기반응속도를 감소시켰으며 rf power의 변화보다는 증착온도의 변화에 의한 효과가 현저하였다. Pd-Rh 센서의 경우 순수한 Pd 센서에 비해 감도가 낮았으며 Rh의 양이 증가할수록 감도는 감소하였다. Pd-Rh 센서에서 $H_2$가 $H_2S$보다 더 뛰어난 감도를 보여주었다. rf power, 증착온도, 기판의 변화가 MOS센서의 감도나 초기반응속도 등의 센서특성에 영향을 미친다는 사실을 확인할 수 있었다.

• 반도체공학회 논문지
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• 제1권1호
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• pp.9-13
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• 2023

본 연구에서는 SnO₂ 나노입자와 Pd 금속의 이중층으로 구성된 촉매층을 갖는 AlGaN/GaN 이종접합 기반의 상온동작 수소센서를 제작하여 해당 센서의 안정성 개선 연구를 수행하였다. 제작된 센서를 고온 환경이 아닌 상온에서 수소에 노출 및 차단을 반복하며 동작 시켰을 때 시간에 따라 대기전류가 감소하는 불안정한 전류 드리프트 (current drift) 현상이 발생하였지만, 자외선 (UV) 조사를 함께 진행하면서 반복 측정을 하였을 때 해당 불안정성의 가시적인 개선 효과를 이루었다.

• 센서학회지
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• 제5권4호
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• pp.41-46
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• 1996

변압기 절연유중 용존수소를 감지하기 위해 Pd/Pt 게이트 MISFET 센서를 제조하고 그 특성을 조사하였다. 동일 칩안에 내장형 히터와 온도측정용 다이오드를 제조하고 MISFET의 전압 드리프트를 줄이기 위해 차동형구조로 하였다. 수소유입 드리프트를 줄이기 위해, 양쪽 FET의 게이트 절연층을 실리콘 산화막과 실리콘 질화막의 2중 구조로 하였다. 수소감지막의 블리스터를 줄이기 위해 Pd/Pt 2중 금속층을 증착하였다. 제조된 센서의 변압기 절연유에 대한 수소감지 특성은 40mV/10ppm 감도와 0.14mV/day 안정도를 보였다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 1996년도 재료학회 추계학술발표회
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• pp.141-141
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• 1996

• 한국전기화학회:학술대회논문집
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• 한국전기화학회 2004년도 수소연료전지공동심포지움 2004논문집
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• pp.303-306
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• 2004

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2017년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.106-106
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• 2017

가스센서는 사내 및 산업 환경에서의 유독성 또는 폭발성 가스 검출, 환경 모니터링, 질병 진단 등 매우 다양한 응용분야에서 큰 관심을 가지고 있다. 반도체 금속산화물(SMOs) 기반의 센서 분야에서는 이들의 감도 및 선택성을 향상시키기 위해 많은 노력을 기울이고 있다. 이는 센서의 선택성을 부여하게 되면 다양한 가스들이 존재하는 환경에서도 검출자가 원하는 가스만의 응답을 얻을 수 있기 때문이다. 본 연구에서는 MOF(Metal-Organic Framwork) 기반 멤브레인으로 ZIF-8(Zeolitic Imidazolate Frameworks 구조들 중 하나) 멤브레인 쉘 층을 이용하여 ZnO 나노선에 형성하였다. ZnO 나노선은 VLS공정 (Vapor-Liquid-Solid)을 이용하여 패턴된 전극을 갖는 $SiO_2$-grown Si 웨이퍼 상에 성장되었고, 성장된 ZnO 나노선은 2-methyl imidazole과 methanol이 포함된 고용체에 넣고 폐쇄된 압력용기 속에서 가열시켜 얻게 된다. 이렇게 얻어진 ZIF-8@ZnO 나노선의 ZIF-8 멤브레인은 분자 체 구조(molecular sieving structure)를 갖게 되며, 이들의 pore 크기는 약 $3.4{\AA}$을 갖는다. 따라서 이보다 더 큰 동적 직경을(kinetic diameter) 갖는 가스 종은 이 멤브레인을 통과할 수 없음을 나타내므로 제작된 시편은 $H_2$(kinetic diameter : $2.89{\AA}$), $C_7H_8$(kinetic diameter : $5.92{\AA}$), 그리고 $C_6H_6$(kinetic diameter : $5.27{\AA}$) 가스들을 각각 사용함으로써 ZIF-8@ZnO 나노선의 센서 특성을 조사했으며, 보다 정확한 비교를 위해 순수한 ZnO 나노선 역시 동일한 조건에서 측정되었다. 결과를 통해, 수소 가스를 제외한 다른 가스들에 대해서는 반응을 하지 않고, 오직 수소 가스에 대해서만 반응을 나타냈으며, 순수 ZnO 나노선의 수소 감응도보다 낮은 감응도를 나타내었다. 이는 멤브레인 쉘 층을 형성함으로써 ZnO 나노선의 표면적이 감소해 가스 분자와의 접촉점을 감소시키기 때문이라고 판단된다. 이와 같은 MOF 멤브레인의 캡슐화 전략은 가스센서뿐 아니라 바이오 센서 및 광촉매 등과 같은 이온 선택성을 필요로 하는 다양한 응용분야에 적용될 수 있을 것으로 기대된다.