• 센서학회지
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• 제29권6호
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• pp.388-393
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• 2020

In this study, a PbS quantum dots (QDs)-based H₂ gas sensor with a Pd electrode was proposed. QDs have a size of several nanometers, and they can exhibit a high surface area when forming a thin film. In particular, the NH₂ present in the ligand of PbS QDs and H₂ gas are combined to form NH₃⁺, subsequently the electrical characteristics of the QDs change. In addition to the resistance change owing to the reaction between Pd and H₂ gas, the resistance change owing to the reaction between the NH₂ of PbS QDs and H₂ gas increases the current signal at the sensor output, which can produce a high output signal for the same concentration of H₂ gas. Using the XRD and absorbance properties, the synthesis and particle size of the synthesized PbS QDs were analyzed. Using PbS QDs, the sensitivity was significantly improved by 44%. In addition, the proposed H₂ gas sensor has high selectivity because it has low reactivity with heterogeneous gases such as C₂H₂, CO₂, and CH₄.

• 한국재료학회지
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• 제18권11호
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• pp.628-633
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• 2008

ZnO nanopowders were synthesized by the sol-gel method using hydrazine reduction, and their gas responses to 6 gases (200 ppm of $C_2H_5OH$, $CH_3COCH_3$, $H_2$, $C_3H_8$, 100 ppm of CO, and 5 ppm of $NO_2$) were measured at $300\;{\sim}\;400^{\circ}C$. The prepared ZnO nanopowders showed high gas responses to $C_2H_5OH$ and $CH_3COCH_3$ at $400^{\circ}C$. The sensing materials prepared at the compositions of [$ZnCl_2$]:[$N_2H_4$]:[NaOH] = 1:1:1 and 1:2:2 showed particularly high gas responses ($S\;=\;R_a/R_g,\;R_a$ : resistance in air, $R_g$ : resistance in gas) to 200 ppm of $C_2H_5OH$($S\;=\;102.8{\sim}160.7$) and 200 ppm of $CH_3COCH_3$($S\;= 72.6{\sim}166.2$), while they showed low gas responses to $H_2$, $C_3H_8$, CO, and $NO_2$. The reason for high sensitivity to these 2 gases was discussed in relation to the reaction mechanism, oxidation state, surface area, and particle morphology of the sensing materials.

• 한국세라믹학회지
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• 제22권4호
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• pp.54-60
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• 1985

Gas sensing materials for detecting flammable gases such as $CH_4$, $C_3H_8$ and n-$C_4H_{10}$ were developed by util-izing $In_2O_3$ as the principal sensing material. The sensing materials were formulated by mixing $In_2O_3$ powder with one or two other chemicals such as $SnO_2$, $Y_2O_3$ and $Al_2O_3$ with a small addition of $PdCl_2$ as a catalyst. Sample of sensor were fabricated by coating each of the mixtures on a ceramic tube impregnating ethylsili-cate and firing at 75$0^{\circ}C$ Each material mixture was evaluated by measuring and comparing gas sensitivity(resistance in air/resistance with gas) to flammable gases such as $CH_4$, $C_3H-8$ and n-$C_4H_{10}$. It was found that among fifteen compositions tested three compositions as follows show the highest gas sensitivity and thus are very feasible for commercialization as the gas sensors ; o49.5 $In_2O_3$+50 Al2O3_0.5 PdCl2(wt%) o $20In_2O_3+29$ $SnO_2+50$ $Al_2O_3+1$ $PdCl_2$(wt%) o40 $In_2O_3$+9 $Y_2O_3+50$ $Al_2O_3+1$ $PdCl_2$(wt%)

• 한국결정성장학회지
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• 제10권2호
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• pp.105-110
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• 2000

APCVD(Atrmos phere Pressure Vapor Deposition)법으로 $\alpha$-$Fa_{2}O_{3}/SnO_{2}$계 박막 가스센서 소자를 제조하여 열처리(Heat treatment)하였으며, 가연성 가스($CH_4$, $H_2$, LPG)에 대하여 감지 특성(Sensitivity)을 측정하였다. 감지특성 향상을 위해 소자를 $400^{\circ}C$, $450^{\circ}C$, $500^{\circ}C$, $550^{\circ}C$, $600^{\circ}C$에서 각각 2시간동안 열처리하였으며 $500^{\circ}C$에서 2시간 동안 열처리하였을 때 가장 우수한 감응도를 조사하였다. 특히 $H_2$에 대하여 가장 민감한 반응을 보였다. 최적의 작동온도를 찾기 위해 $100^{\circ}C$~$300^{\circ}C$으로 변화하며 가스 감응도를 조사하였다. 제작된 소자는 작동온도 $175^{\circ}C$, 측정 범위 500ppm ~ 10,000ppm에서 $H_2$일 경우 감지도가 62%~76%를 가졌으며, $CH_2$의 경우 16%~58%, LPG의 경우 8%~37%이였다. 또한 열처리한 것과 안한 것의 감응도의 차이는 약 10%이었다. LPG 1,000ppm에서의 장기안정성은 감응도 30%의 값으로 수렴하였다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제21권4호
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• pp.190-211
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• 2022

본 연구는 자율주행차량의 필수 센서로 인식되는 LiDAR로 도로표지를 검지할 시, 도로표지의 모양과 높이 등이 검지성능에 주는 영향에 대하여 알아보았다. 연구를 위해 면적과 재질은 동일하고, 모양은 서로 다른 도로표지를 4종을 제작하였으며, 32Ch 회전형 LiDAR를 차량 상단부에 장착하여 도로주행실험을 수행하였다. 도로표지의 모양에 따른 점군데이터의 형상과 NPC를 비교한 결과, 32ch LiDAR를 활용하여 도로표지의 전체 모양을 인식하려면 40m 이내의 거리가 필요할 것으로 기대되며, 원거리에서 최대한 점군을 확보하는 데 있어서는 정사각형보다는 삼각형, 직사각형 등의 형상이 유리하였다. 도로표지의 높이에 따른 연구 결과, 근거리(20m이내)에서는 표지의 높이를 2m 이상으로 올리면 LiDAR의 수직시야각에서 이탈하여 완전한 점군 형상을 표현하지 못하게 되며, 차로변화로 센서와 표지 사이의 횡간격과 입사각이 커지게 되면 NPC가 소폭 감소하나 근거리 높이 변화에 비하면 미미한 영향을 보였다. 이러한 연구결과는 자율협력주행기술 상용화를 위한 LiDAR 전용 도로시설물 개발에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국가스학회지
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• 제15권4호
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• pp.27-32
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• 2011

가스 설비의 증가와 함께 가스 사용시 안전관리가 중요해 지고 있다. 그 일환으로 국가적인 차원에서 U-safety 시스템 도입이 추진되고 있으며, 이를 위해서는 실시간으로 현장에서 가스 누출에 대한 검지가 가능해야 한다. 탄화수소류로 주로 구성된 가스의 누출 감지는 열저항을 이용하는 방식이지만, 도관에 함께 매설될 시에는 폭발 가능성으로 인해 적용이 불가하다. 이에 상온에서 메탄이나 일산화탄소와 같은 탄화수소류를 전기화학적 촉매 반응으로 검지할 수 있는 방법이 필요하다. 본 연구에서는 다공성 골드 분말을 팰렛 형태로 제조하여 백금 나노입자를 전해 도금법으로 도핑하여, CO의 $CO_2$ 산화 반응을 유도할 수 있는 촉매 전극을 제조하였다. Pt/PAu 전극의 경우, 약 21%의 CO 전환률을 보여서 탄화수소류의 상온 촉매전환과 함께 전기화학적 센싱이 가능함을 보였다. 이는 추후 메탄 가스 검지에 적용할 수 있는 여지를 마련했다고 판단된다.

• 센서학회지
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• 제18권1호
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• pp.54-62
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• 2009

${Co_3}{O_4}$ and ${Co_3}{O_4}$-based thick films with additives such as ${Co_3}{O_4}-{Fe_2}{O_3}$(5 wt.%), ${Co_3}{O_4}-{SnO_2}$ (5 wt.%), ${Co_3}{O_4}-{WO_3}$(5 wt.%) and ${Co_3}{O_4}$-ZnO(5 wt.%) were fabricated by screen printing method on alumina substrates. Their structural properties were examined by XRD and SEM. The sensitivities to iso-${C_4}H_{10}$, $CH_4$, CO, $NH_3$ and NO gases were investigated with the thick films heat treated at $400^{\circ}C$, $500^{\circ}C$ and $600^{\circ}C$. From the gas sensing properties of the films, the films showed p-type semiconductor behaviors. ${Co_3}{O_4}-{SnO_2}$(5 wt.%) thick film heat treated at $600^{\circ}C$ showed higher sensitivity to i-${C_4}H_{10}$ and CO gases than other thick-films. ${Co_3}{O_4}-{SnO_2}$(5 wt.%) thick film heat treated at $600^{\circ}C$ showed the sensitivity of 170 % to 3000 ppm iso-${C_4}H_{10}$ gas and 100 % to 100 ppm CO gas at the working temperature of $250^{\circ}C$. The response time to i-${C_4}H_{10}$ and CO gases showed rise time of about 10 seconds and fall time of about $3{\sim}4$ minutes. The selectivity to i-${C_4}H_{10}$ and CO gases was enhanced in the ${Co_3}{O_4}-{SnO_2}$(5 wt.%) thick film.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제18권10호
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• pp.917-923
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• 2005

In this paper, effect of catalytic configuration on the sensing properties of $SnO_2$ nanoparticle gas sensitive thick film was investigated. Two types of catalytic configuration, mono and binary, were made on the $SnO_2$ nanoparticle. In case of mono catalytic system, $3 wt\%$ Pd or Pt catalyst was doped onto the $SnO_2$ nanoparticle, respectively. In case of binary catalytic system, Pd and Pt was doped simultaneously with concentration ratio of 1:2 to 2:1 onto the $SnO_2$ nanoparticle. After doping, gas sensitive thick film was printed on alumina substrate and heat-treated at 450 to $600^{\circ}C$. Gas sensing properties was evaluated using 500 to 10,000 ppm $CH_4$ gas. As a result, gas sensitive thick film with binary catalytic system showed unstable phenomena that the gas sensitivity was changed according to aging time. In contrary, the mono catalytic system showed relatively stable phenomena despite of aging time. Especially, gas sensitive thick film doped with $3 wt\%$ Pt catalyst and heat-treated at $500^{\circ}C$ showed good sensing properties such as 0.57 of $R_{3500}/R_{1000}$ and very small variation within $3.5\%$ after aging for 5 hours, and response time was very short less than 20 seconds.

• 공업화학
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• 제18권2호
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• pp.142-147
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• 2007

본 연구에서는 주형물질로 $C_{16}TMABr$을 이용하여 염기 조건하에서 메조세공을 갖는 산화주석을 졸-겔법으로 합성하였다. 메조세공 $SnO_2$의 합성 최적조건을 탐사하였으며, 얻어진 시료는 X선회절, 질소흡착 및 투과전자현미경 등으로 분석하여 특성을 조사하였다. 금전극과 백금히터 회로를 알루미나 기재상에 스크린 프린팅 법으로 코팅하고, 합성한 메조세공의 산화주석을 전극상에 접합시켜 하나의 유니트로 구성하였으며, 제작한 센서는 $350^{\circ}C$에서 1~10,000 ppm 농도범위의 메탄과 일산화탄소에 대하여 검지능력을 평가하였다. $SnO_2$ 상에 담지된 팔라듐량의 변화가 이들 측정가스의 검출에 미치는 영향도 검토하였다. 메조세공을 갖는 산화주석은 비다공성의 상용 산화주석에 비하여 동일한 측정 조건하에서 측정가스에 대해 보다 높은 감도를 나타낼 뿐 아니라 안정성이 있으면서도 빠른 응답속도를 보였다.

• 센서학회지
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• 제20권1호
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• pp.1-7
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• 2011

Undoped and Sb-doped $SnO_2$ nanofibers were prepared by electrospinning and their responses to $H_2$, CO, $CH_4$, $C_3H_8$, and $C_2H_5OH$ were measured. In the undoped $SnO_2$ nanofibers, the gas response ($R_a/R_g$, $R_a$: resistance in air, $R_g$: resistance in gas) to 100 ppm $C_2H_5OH$ was very high(33.9), while that to the other gases ranged from 1.6 to 2.2. By doping with 2.65 wt% Sb, the response to 100 ppm $C_2H_5OH$ was decreased to 4.5, whereas the response to $H_2$ was increased to 3.0. This demonstrates the possibility of detecting a high $H_2$ concentration with minimum interference from $C_2H_5OH$ and the potential to control the gas selectivity by Sb doping.