a-, c-, m-면방향의 4H-SiC 기판에 형성된 ZnO 나노선 가스센서의 300℃에서 CO 가스 감지 특성
CO Gas Sensing Characteristic of ZnO Nanowires Based on the a-, cand m-plane Oriented 4H-SiC Substrate at 300℃
정경환(광운대학교 전자재료공학과); 이정호(광운대학교 전자재료공학과); 강민석(광운대학교 전자재료공학과); 구상모(광운대학교)
26권 6호, 441~445쪽
초록
본 연구에서는 4H-SiC의 a-, c-, m-면방향에 따른 300℃에서의 CO 가스에 대한 감도를 측정하여 감도 특성 개선을 위한 연구를 수행하고, 분석 검토하였다. ZnO 나노선은 SiC 기판 위에 고온퍼니스를 이용하여 성장시켰으며, 전극은 Ti/Au 를 사용하였다. 형성된 ZnO 나노선의 특성은 FE-SEM (field emission scanning electron mmicroscope), PL (photoluminescence)과 AFM (atomic force microscope)을 이용하여 분석하였다. FE-SEM 이미지를 통해 a-면방향 의 나노선 밀도가 가장 높으며, c-, m-면방향 순으로 밀도가 높게 나타남을 보았다. 기판 면방향에 따른 ZnO 나노선의 밀도가 다른 이유는 기판 표면의 에너지가 면방향에 따라 다르기 때문이라 판단된다. 센서의 감도는 31.67%, 19.68%, 6.04%으로 a-면방향 나노선/SiC 가스 센서의 감도가 c-, m-면방향 나노선/SiC 감도보다 높은 특성을 보여주었다. 본 연구를 통해 SiC 기판 면방향이 성장하는 나노선의 유효 두께 및 거칠기에 영향을 미치는 것을 확인 하였으며, 나노선/SiC 기반 고온 가스센서 소자 구조 최적화에 적용 가능할 것으로 판단된다.
Abstract
ZnO nanowires on the a-, c- and m-plane oriented 4H-SiC substrates were grown by using a high temperature tube furnace. Ti/Au electrodes were deposited on ZnO nanowires and a-, c- and m-plane 4H-SiC substrates, respectively. The shape and density of the ZnO nanowires were investigated by field emission scanning electron microscope. It was found that the growth direction of nanowires depends strongly on growth parameters such as growth temperature and pressure. In this work, The sensitivity of nanowires formed a-, c- and m-plane oriented 4H-SiC gas sensor was measured at 300℃ with CO gas concentration of 80%. The nanowires grown on a-plane oriented 4H-SiC show improved sensing performance than those on c- and m-plane oriented 4H-SiC due to the increased density of nanowire on a-plane 4H-SiC.
- 발행기관:
- 한국전기전자재료학회
- 분류:
- 전기공학