• 한국재료학회지
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• 제22권11호
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• pp.609-614
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• 2012

We report on the NO gas sensing properties of non-directional ZnO nanofibers synthesized using a typical electrospinning technique. These non-directional ZnO nanofibers were electrospun on an $SiO_2$/Si substrate from a solution containing poly vinyl alcohol (PVA) and zinc nitrate hexahydrate dissolved in distilled water. Calcination processing of the ZnO/PVA composite nanofibers resulted in a random network of polycrystalline ZnO nanofibers of 50 nm to 100 nm in diameter. The diameter of the nanofibers was found to depend primarily on the solution viscosity; a proper viscosity was maintained by adding PVA to fabricate uniform ZnO nanofibers. Microstructural measurements using scanning electron microscopy revealed that our synthesized ZnO nanofibers after calcination had coarser surface morphology than those before calcination, indicating that the calcination processing was sufficient to remove organic contents. From the gas sensing response measurements for various NO gas concentrations in dry air at several working temperatures, it was found that gas sensors based on electrospun ZnO nanofibers showed quite good responses, exhibiting a maximum sensitivity to NO gas in dry air at an operating temperature of $200^{\circ}C$. In particular, the non-directional electrospun ZnO nanofiber gas sensors were found to have a good NO gas detection limit of sub-ppm levels in dry air. These results illustrate that non-directional electrospun ZnO nanofibers are promising for use in low-cost, high-performance practical NO gas sensors.

• 센서학회지
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• 제28권1호
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• pp.23-29
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• 2019

A copper tetracumylphenoxy phthalocyanine (CuPccp) thin film was formed on an organic insulator film by Langmuir-Blodgett (LB) deposition for gas sensor fabrication. To increase the reproducibility of film transfer, stearyl alcohol was used as a transfer promoter. The structural properties of the CuPccp layers were optically monitored through attenuated total reflection and polarization-modulated ellipsometry techniques. The average thickness of a single layer of the CuPccp LB film was measured to be 2.5 nm. Despite the role of the transfer promoter, the stability of the layer transfer was not sufficient to ensure homogeneity of the LB film. This was probably due to the presence of aggregates in the molecular structure of the CuPccp LB film. Nevertheless, copper phthalocyanine polymorphism can be greatly suppressed by the LB arrangement, which appears to contribute to the improvement of electrical conductivity. The p-type semiconductor characteristics were confirmed by Hall measurements from the CuPccp LB films.

• 한국표면공학회지
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• 제50권5호
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• pp.411-420
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• 2017

In this paper, two methods of making the Pd-added $SnO_2$ ($Pd-SnO_2$) powder with pure tetragonal phase by the hydrazine method were suggested and compared in terms of crystal structure, surface morphology, and alcohol gas response. One of the addition methods is to use $PdCl_2$ as a Pd source, the other is to use Pd-based organic with oleylamine (OAM). When Pd concentration was increased from 0 to 5 wt%, the average grain size of $Pd-SnO_2$ made with Pd-OAM were decreased from 32 to 12 nm. In the case of using with $PdCl_2$, grain size of the $PdCl_2$ fell to less than 10 nm. However, agglomerated and extruded surface morphology was observed for the films with Pd addition over 4 wt%. The crack-free $Pd-SnO_2$ thick films were able to successfully fill the $30{\mu}m$ gap of patterned Pt electrodes by optimized ink dropping method. Also, the 2 wt% $Pd-SnO_2$ thick film made with PdCl2 showed gas responses ($R_{air}/R_{gas}$) of 3.7, 5.7 and 9.0 at alcohol concentrations of 10, 50 and 100 ppm, respectively. On the other hand, the prepared 3 wt% $Pd-SnO_2$ thick film with Pd-OAM exhibited very excellent responses of 3.4, 6.8 and 12.2 at the equivalent measurement conditions, respectively. The 3 wt% $Pd-SnO_2$ thick film with Pd-OAM has a specific surface area of $31.39m^2/g$.

• 한국가스학회지
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• 제9권4호
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• pp.26-29
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• 2005

본 연구에서는 Metallophthalocyanine Macrocyclic Compounds인 Zinc phthalocyanine(ZnPc)를 이용하여 박막 films를 만들어 solvent sensor의 특성에 대한 연구을 수행하였다. 측정에 사용한 유기용제의 종류는 Acetic acid, Ethyl alcohol, Methyl alcohol, Ammonia 및 1,1,1-trichloroethane이였으며, solvent sensing 특성으로는 전기저항 변화를 측정 분석하였다. 또한 Zinc phthalocyanines과 $N,N'-diphenyl-N,N'-bis(1-naphthyl)-1,\;1-biphenyl-4,4'-diamine\;and/or\; Poly[2-methoxy-5-(2'-ethylhexyloxy)-1,4-phenylene-vinylene]$를 blend하여 spin-coating, evaporation박막을 만들어 유기용제 농도에 따라서 전기 저항 변화를 측정 분석하였다.

• 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.

• 한국가스학회지
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• 제18권2호
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• pp.48-54
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• 2014

본 논문에서는 알코올 측정용 센서의 광학적 특성 향상을 위한 고유한 광학적 구조를 제안하였으며, 모의해석을 실시하였다. 광 도파관은 한쪽에 공통초점을 갖는 두 개의 타원형 광 도파관으로 구성되었으며, 각 광 도파관의 서로 다른 초점에 적외선 광원과 적외선 센서를 갖는다. 두 타원형 광 도파관의 각도가 30도에서 90도로 증가시켰을 때, 단위면적당 최대 입사광량은 $2.23{\times}10^6W/m^2$에서 $5.74{\times}10^5W/m^2$로 감소하였다. 그러나 조사 빔의 반지름은 1.86 mm로 최소값을 나타내었고, 전체 입사 에너지는 90도 각도를 갖는 구조와 비교하여 약 10 % 작은 값을 보였다. 모의해석 결과로부터 본 논문에 제안한 구조는 긴 흡수파장을 갖는 광학적 가스센서의 감도향상에 기여할 것으로 판단된다.

• 공업화학
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• 제9권1호
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• pp.6-12
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• 1998

감광성 고분자를 감지막 재료로 한 FET(Field Effect Transistor)형 $CO_2$센서를 사진식각법으로 제작하였다. 즉, 바탕소자인 pH-ISFET gate 위에 먼저 Ag/AgCl 기준전극을 형성한 후, 수화젤(hydrogel)막 및 기체투과막의 순서로 감지막을 사진식각법으로 형성하였다. 광가교형 감광성 고분자 polyvinyl alcohol 또는 poly(vinyl pyrrolidinone-co-vinyl acetate)를 감지막의 재료로 할 경우에는 사진식각법으로 용매를 포함하는 일정두께의 수화젤막을 형성하는 것이 어려운 것으로 판단되었다. 광중합 감광성 고분자로서 2-hydroxy methacrylate, acrylamide 단량체를 수화젤막 재료로, polyurethane acrylate oligomer를 기체투과막의 재료로써 사용할 경우 사진식각법으로 용이하게 막의 형성이 가능하였고, 제조된 FET형 $CO_2$ sensor는 $CO_2$농도 $10^{-3}{\sim}10^0mole/{\ell}$에서 좋은 직선성을 나타내었다.

• Journal of the Korean Physical Society
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• 제73권10호
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• pp.1437-1443
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• 2018

In this work, $SnO_2$ modified with reduced graphene oxide (rGO) and carbon nanotubes (CNTs) separately and combined sensitized by using the co-precipitation method and their sensing behavior toward ethanol vapor at room temperature were investigated. An interdigitated electrode (IDE) gold substrate is very expensive compared to a fluorine doped tin oxide (FTO) substrate; hence, we used the latter to reduce the fabrication cost. The structure and the morphology of the studied materials were characterized by using differential thermal analyses (DTA) and thermogravimetric analysis (TGA), transmission electron microscope (TEM), X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy, Brunauer-Emmett-Teller surface area and Barrett-Joyner-Halenda (BJH) pore size measurements. The studied composites were subjected to ethanol in its gas phase at concentrations from 10 to 200 ppm. The present composites showed high-performance sensitivity for many reasons: the incorporation of $SnO_2$ and CNTs which prevents the agglomeration of rGO sheets, the formation of a 3D mesopourus structure and an increase in the surface area. The decoration with rGO and CNTs led to more active sites, such as vacancies, which increased the adsorption of ethanol gas. In addition, the mesopore structure and the nano size of the $SnO_2$ particles allowed an efficient diffusion of gases to the active sites. Based on these results, the present composites should be considered as efficient and low-cost sensors for alcohol.

• 한국결정성장학회지
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• 제21권5호
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• pp.205-209
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• 2011

ZnO는 반도전성과 초전도성을 나타내며 광학적으로도 독특한 재료로 가스센서, 태양전지, 광학도파관 등 여러 방면에 널리 활용되고 있다. 본 논문에서는 이러한 ZnO에 Al을 첨가함에 따라 광학적 특성에 어떠한 영향을 미치는지 알아보기 위하여 ZnO에 Al 첨가량 변화에 따른 나노구조체를 제작하여 특성을 비교하였다. ZnO 용액은 PVP, ethanol, zinc acetate를 이용하여 Sol의 형태로 제작하였으며, Al첨가용액을 넣어 Al이 첨가된 ZnO Sol을 제작하였다. 제작된 Sol을 전기 방사법을 이용하여 나노구조체를 제조하였다. 제조된 섬유들을 각각 300, 500, $700^{\circ}C$로 열처리 한 후 나노 구조체를 XRD, XPS, SEM을 이용하여 분석하였다. 또한 TGA, DSC를 이용하여 온도변화에 따른 질량 및 열량의 변화를 측정하였다. UVvis를 이용하여 ZnO와 Al이 첨가된 ZnO의 흡광도를 측정 비교하였다.

• 한국식품과학회지
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• 제48권5호
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• pp.430-436
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• 2016

본 연구에서는 한국, 중국, 일본 및 미국산 시판 천연발효 사과식초의 객관적인 향미특성 평가를 위해 SPME-GC/MS, 전자코, 전자혀 및 관능적 분석 특성을 비교하였다. SPME-GC/MS 분석결과, 시판 사과식초의 공통된 휘발성분은 acetic acid 외 isovaleric acid, octanoic acid, phenethyl alcohol, phenethyl acetate 등으로 확인되었다. 한편, 한국산 식초에는 acid류가, 미국산 식초에는 acetic ester류가 주된 향기성분으로 확인되었고, 중국산 식초에는 ethyl acetate 성분이 높은 비율로 확인된 반면, 일본산에서는 acetic acid 비율이 낮았다. 한국산 및 중국산 식초는 전자코 패턴에서 독립된 패턴으로 구분되었고, 모든 식초에서 높은 함량으로 분리된 성분은 Kovats 분석을 통해 acetic acid로 예측되었다. 중국산 및 일본산 식초는 전자혀 분석에서 각각 뚜렷한 맛 패턴의 분리를 나타내었다. 관능평가에서 신맛이 높게 평가된 식초는 전반적 기호도에서 비교적 높은 평점을 보여주었고, 관능적 냄새, 신맛 및 단맛 항목은 각각 전자코 분석의 PC1, 전자혀의 SRS sensor 및 SWS sensor 값과 $r^2=0.83$ 이상의 높은 상관계수를 나타내었다. 이상의 결과, 시판 사과식초는 전자코 및 전자혀 패턴 분석을 통해 한국, 중국, 일본 및 미국산 시료로 구분될 수 있었고, 관능적 평점은 E-sense 분석결과와 높은 상관성을 보여주어, 관능검사를 대체할 전자코 및 전자혀 분석의 활용가능성을 확인하였다.