초록

본 연구에서는 우수한 전도특성과 화학적 안정성, 및 소형화가 가능하며, 대량 생산이 가능한 카본 나노튜브 (Carbon nanotubes)를 이용하여 MOS-FET 구조의 가스센서를 제작하였다. CNT를 CVD법을 이용하여 MWCNT (multi-walled carbon nanotuve)를 제조하였으며, 제조된 MWCNT를 이용하여 MOS-FET 구조의 NOx 가스센서를 제작하였다. 제작된 가스센서를 이용하여 게이트-소스사이에 전압을 인가 시 가스센서의 특성을 실험 하였으며, 가스센서의 SEM 및 홀효과 측정기를 통하여 구조적 및 전기적 특성을 분석하였다. 또한, NOx 가스의 농도와 온도에 따른 가스센서의 동작, 민감도 및 흡착에너지 특성을 분석하였다.

Abstract

Carbon nanotubes(CNT) has strength and chemical stability, greatly conductivity characteristics. In particular, MWCNT (multi-walled carbon nanotubes) show rapidly resistance sensitive for changes in the ambient gas, and therefore they are ideal materials to gas sensor. So, we fabricated NOx gas sensors structured MOS-FET using MWCNT (multi-walled carbon nanotubes) material. We investigate the change resistance of NOx gas sensors based on MOS-FET with ultra lean NOx gas concentrations absorption. And NOx gas sensors show sensitivity on the change of gate-source voltage (V98 =0[V] or V98=3.5[V]). The gas sensors show the increase of sensitivity with increasing the temperature (largest value at 40℃). On the other hand, the sensitivity of sensors decreased with increasing of NOx gas concentration. In addition, We obtained the adsorption energy(Ua), Ua = 0.06714[eV] at the NOx gas concentration of 8[ppm], Ua = 0.06769[eV] at 16[ppm], Ua = 0.06847[eV] at 24[ppm] and Ua = 0.06842[eV] at 32[ppm], of NOx gas molecules concentration on the MWCNT gas sensors surface with using the Arrhenius plots. As a result, the saturation phenomena is occurred by NOx gas injection of concentration for 32[ppm].

• Keywords: multi-walled carbon nano tube, MOS-FET, Nox Gas sensor, Ultra lean concentrations