KR20200066461A - Photoactive gas sensor and method for manufacturing the same - Google Patents

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KR20200066461A
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Abstract

The present invention provides a photoactive gas sensor, which includes: an insulating layer; a detecting layer positioned on the insulating layer and including a porous nanostructure; and an electrode positioned on the detecting layer. The photoactive gas sensor can lower power consumption, selectively detect various kinds of gas, and allow sensitivity of the sensor to be increased so that low concentration gas can be detected.

Description

광활성 가스센서 및 그 제조방법{Photoactive gas sensor and method for manufacturing the same}Photoactive gas sensor and method for manufacturing the same}

본 발명은 광활성 가스센서 및 그 제조방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 다공성 나노구조를 포함하는 광활성 가스센서 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a photoactive gas sensor and its manufacturing method. More specifically, it relates to a photoactive gas sensor comprising a porous nanostructure and a method of manufacturing the same.

1960년대 경제개발 계획 이후 최근까지 고도 성장과 더불어 급속한 산업화가 진행되면서 늘어난 공장, 발전소, 자동차 등에서 연소 후 발생하는 오염물질로 인해 대기오염 문제가 심각해지고 있다. 대기오염의 주된 오염물질은 연소 후 발생하는 황산화물(SO2) 일산화탄소(CO), 탄화수소 또는 질소산화물(NOx) 등이 있다. 그 중에서도 자동차에서 발생하는 일산화탄소와 질소산화물은 오염 물질로 주목받고 있다. Since the economic development plan in the 1960s, air pollution has become serious due to contaminants generated after combustion in factories, power plants, and automobiles, which have increased in recent years with rapid growth and rapid industrialization. The main pollutants of air pollution include sulfur oxides (SO 2), carbon monoxide (CO), hydrocarbons or nitrogen oxides (NO x ), which are generated after combustion. Among them, carbon monoxide and nitrogen oxides generated in automobiles are attracting attention as pollutants.

환경 문제가 대두되면서 이러한 오염물질을 검출하기 위한 다양한 센서들이 개발되고 있으며, 성능을 향상시키기 위해 고감도의 센서 개발이 요구되고 있다. As environmental problems emerge, various sensors for detecting such contaminants have been developed, and high-sensitivity sensors are required to improve performance.

센서는 외부의 다양한 물리적, 화학적 신호를 전기적 신호로 변환하는 장치이다. 이러한 센서 중에서 가스센서는 화학 센서의 일종으로서 검출하고자 하는 가스의 존재 여부 및 그 농도를 전기적 신호로 나타내는 소자를 말한다. 가스센서는 그 작동 방식을 고려할 때 촉매연소식, 전기용량식, 광학식, 전기화학식, 반도체식 또는 표면음향파식 등 크게 여섯 가지 형태로 분리될 수 있다. The sensor is a device that converts various external physical and chemical signals into electrical signals. Among these sensors, the gas sensor is a type of chemical sensor and refers to an element that indicates the presence and concentration of the gas to be detected as an electrical signal. The gas sensor can be categorized into six types: catalytic combustion type, capacitive type, optical type, electrochemical type, semiconductor type, or surface acoustic wave type.

현재 가장 널리 이용되는 가스센서는 전기화학식 가스센서이다. 전기화학적 가스센서는 가스를 전기화학적으로 산화 또는 환원하여 외부 회로에 흐르는 전류를 측정하거나, 전해질 용액이나 고체에 용해 또는 이온화 한 가스 상의 이온이 이온전극에 작용해 발생하는 기전력을 이용한다.Currently, the most widely used gas sensor is an electrochemical gas sensor. The electrochemical gas sensor electrochemically oxidizes or reduces the gas to measure the current flowing in an external circuit, or uses electromotive force generated by ions in a gas dissolved or ionized in an electrolyte solution or solid acting on an ion electrode.

전기화학식 가스센서는 검출 가스와 센서의 전해질 사이에서 일어나는 전기화학 반응에 기초를 두고 있기 때문에 특정 가스에 대한 선택도와 감도가 좋으며 무엇보다도 장시간 사용에도 그 동작특성이 변하지 않아 신뢰성이 뛰어나다. Since the electrochemical gas sensor is based on the electrochemical reaction that occurs between the detection gas and the electrolyte of the sensor, selectivity and sensitivity to a specific gas are good, and above all, it has excellent reliability because its operating characteristics do not change even after long-term use.

다만, 전기화학식 가스센서는 반응속도가 느리고, 가스의 검출범위와 사용 환경이 한정되며 제조 비용 또한 높다는 단점이 있다.However, the electrochemical gas sensor has a disadvantage that the reaction speed is slow, the detection range of gas and the use environment are limited, and the manufacturing cost is also high.

광학식 가스센서 또한 장치가 복잡하고 크기가 크며 제조 비용이 높다는 단점이 있다. The optical gas sensor also has the disadvantages that the device is complicated, the size is large, and the manufacturing cost is high.

반도체식 가스센서는 전기화학식 가스센서에 비해 작동원리가 간단하며, 제작 단가가 낮고, 크기가 작을 뿐만 아니라 그 제조 과정이 반도체 생산 공정과 호환성이 뛰어나다는 장점이 있다. The semiconductor gas sensor has the advantages of simple operation, lower manufacturing cost, smaller size and superior compatibility with the semiconductor production process than the electrochemical gas sensor.

그러나 종래의 반도체식 가스센서는 감지 물질이 반도체 박막이며 그 동작 원리 특성상 특정 가스에 대한 선택도가 매우 낮아 여러 가지 가스를 동시에 감지할 수 없는 경우가 있을 수 있고, 감도에도 한계가 있을 수 있다. 예를 들어 이산화탄소와 같이 안정된 화학물질의 경우 검출이 거의 불가능하다. 또한, 전기화학식 가스센서에 비해 신뢰성이 떨어지고 작동을 위해 고온 환경이 필요하다는 문제점이 있을 수 있다. However, in the conventional semiconductor-type gas sensor, the sensing material is a semiconductor thin film, and due to its operating principle, the selectivity for a specific gas is very low, so it may be impossible to simultaneously detect various gases, and there may be a limit in sensitivity. For stable chemicals such as carbon dioxide, detection is almost impossible. In addition, there may be a problem that reliability is lower than that of the electrochemical gas sensor and a high temperature environment is required for operation.

한국등록특허 제10-1759176호Korean Registered Patent No. 10-1759176

본 발명이 이루고자 하는 일 기술적 과제는 소비전력이 낮고 상온에서 다양한 가스를 선택적으로 검출할 수 있는 광활성 가스센서를 제공하는 것이다.One technical problem to be achieved by the present invention is to provide a photoactive gas sensor with low power consumption and capable of selectively detecting various gases at room temperature.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 가스센서 제조방법을 제공하는 것이다.Another technical problem to be achieved by the present invention is to provide a gas sensor manufacturing method.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상기 가스센서를 사용하는 가스 검출 방법을 제공하는 것이다.Another technical problem to be achieved by the present invention is to provide a gas detection method using the gas sensor.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned can be clearly understood by a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs from the following description. There will be.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예는 절연층, 상기 절연층 상에 위치하고, 다공성 나노구조를 포함하는 감지층 및 상기 감지층 상에 위치하는 전극을 포함하는 광활성 가스센서를 제공한다. In order to achieve the above technical problem, an embodiment of the present invention provides a photoactive gas sensor including an insulating layer, a sensing layer positioned on the insulating layer, including a porous nanostructure, and an electrode positioned on the sensing layer. do.

상기 다공성 나노 구조는 다수의 기공을 구비하며 복수개의 나노체가 네트워크를 이루고 있는 것일 수 있다.The porous nano structure may have a plurality of pores, and a plurality of nano bodies may form a network.

상기 나노체는 나노로드, 나노와이어, 나노입자, 나노튜브 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나를 포함할 수 있다.The nanobody may include one selected from the group consisting of nanorods, nanowires, nanoparticles, nanotubes, and combinations thereof.

상기 다공성 나노 구조는 메조포러스, 매크로포러스 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나의 구조를 포함할 수 있다.The porous nanostructure may include one structure selected from the group consisting of mesoporous, macroporous, and combinations thereof.

상기 감지층의 두께가 0.01㎛ 내지 500㎛일 수 있다.The sensing layer may have a thickness of 0.01 μm to 500 μm.

상기 감지층의 비표면적이 0.1m2/g 내지 600m2/g일 수 있다.A specific surface area of the sensing layer may be 0.1m 2 / g to 600m 2 / g.

상기 감지층은 금속 산화물 반도체, 금속 황화물 반도체 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나를 포함할 수 있다. The sensing layer may include one selected from the group consisting of a metal oxide semiconductor, a metal sulfide semiconductor, and combinations thereof.

상기 감지층은 이산화 타이타늄, 산화 아연, 산화 구리, 이황화 몰리브덴, 스트론튬 타이타늄산염, 삼산화 텅스텐, 삼산화 이철, 비스무트 바나듐산염, 이산화 주석 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나를 포함할 수 있다.The sensing layer may include one selected from the group consisting of titanium dioxide, zinc oxide, copper oxide, molybdenum disulfide, strontium titanate, tungsten trioxide, ferric trioxide, bismuth vanadate, tin dioxide, and combinations thereof.

상기 절연층은 이산화규소, 산화알루미륨, 산화탄탈륨, 산화지르코늄, 이산화하프늄, 이산화타이타늄, 산화질화규소, 질화규소 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나를 포함할 수 있다.The insulating layer may include one selected from the group consisting of silicon dioxide, aluminium oxide, tantalum oxide, zirconium oxide, hafnium dioxide, titanium dioxide, silicon oxynitride, silicon nitride, and combinations thereof.

상기 감지층은 자외선 또는 가시광선 조사에 의해 활성화되어 타겟 가스를 감지할 수 있다.The sensing layer may be activated by irradiation with ultraviolet light or visible light to detect a target gas.

상기 타겟 가스는 카르복시산, 알데하이드, 탄소산화물, 알콜, 황산화물, 질소산화물, 탄화수소, 불소화합물, 암모니아 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나를 포함할 수 있다.The target gas may include one selected from the group consisting of carboxylic acid, aldehyde, carbon oxide, alcohol, sulfur oxide, nitrogen oxide, hydrocarbon, fluorine compound, ammonia and combinations thereof.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예는 기판 상에 절연층을 형성하는 단계, 상기 절연층 상에 다공성 나노구조를 포함하는 감지층을 형성하는 단계, 상기 감지층을 표면 처리하는 단계 및 상기 표면 처리된 감지층 상에 전극을 형성하는 단계를 포함하는 가스센서 제조방법을 제공한다.In order to achieve the above technical problem, an embodiment of the present invention includes forming an insulating layer on a substrate, forming a sensing layer containing a porous nanostructure on the insulating layer, and surface-treating the sensing layer. It provides a gas sensor manufacturing method comprising the step and forming an electrode on the surface-treated sensing layer.

상기 감지층을 형성하는 단계는 물리증착법을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.The forming of the sensing layer may include performing a physical vapor deposition method.

상기 감지층을 형성하는 단계는 시료를 증발법, 스퍼터링, 이온플레이팅 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나의 방법을 이용해 증착하는 단계를 포함할 수 있다.The forming of the sensing layer may include depositing a sample using one method selected from the group consisting of evaporation, sputtering, ion plating, and combinations thereof.

상기 시료는, 금속 산화물 반도체, 금속 황화물 반도체 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나를 포함할 수 있다.The sample may include one selected from the group consisting of a metal oxide semiconductor, a metal sulfide semiconductor, and combinations thereof.

상기 시료는, 이산화 타이타늄, 산화 아연, 산화 구리, 이황화 몰리브덴, 스트론튬 타이타늄산염, 삼산화 텅스텐, 삼산화 이철, 비스무트 바나듐산염, 이산화 주석 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나를 포함할 수 있다.The sample may include one selected from the group consisting of titanium dioxide, zinc oxide, copper oxide, molybdenum disulfide, strontium titanate, tungsten trioxide, ferric trioxide, bismuth vanadate, tin dioxide, and combinations thereof.

상기 감지층을 형성하는 단계에서 상기 다공성 나노구조는 다수의 기공을 구비하며 복수개의 나노체가 네트워크를 이루고 있을 수 있다.In the step of forming the sensing layer, the porous nanostructure may have a plurality of pores, and a plurality of nano bodies may form a network.

상기 나노체는 나노로드, 나노와이어, 나노입자, 나노튜브 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나를 포함할 수 있다.The nanobody may include one selected from the group consisting of nanorods, nanowires, nanoparticles, nanotubes, and combinations thereof.

상기 감지층을 형성하는 단계에서 상기 다공성 나노구조는 메조포러스, 매크로포러스 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나의 구조를 포함할 수 있다.In the step of forming the sensing layer, the porous nanostructure may include one structure selected from the group consisting of mesoporous, macroporous, and combinations thereof.

상기 표면 처리하는 단계는 열화학 공정, 이온빔 표면개질, 레이저 표면개질, 전지빔 표면개질, 도핑, 화학적 표면개질, 산화특성 개질 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나를 수행하는 단계를 포함할 수 있다.The surface treatment may include performing one selected from the group consisting of a thermochemical process, ion beam surface modification, laser surface modification, cell beam surface modification, doping, chemical surface modification, oxidation property modification, and combinations thereof. have.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예는 상기 가스센서 제조방법에 의해 제조된 가스센서를 제공한다.In order to achieve the above technical problem, an embodiment of the present invention provides a gas sensor manufactured by the gas sensor manufacturing method.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예는 상기 가스센서에 자외선 또는 가시광선을 조사하는 단계, 상기 가스센서의 표면에 검출 대상 가스를 공급하는 단계 및 상기 가스센서를 통해 타겟 가스 여부를 확인하는 단계를 포함하는 가스 검출 방법을 제공한다.In order to achieve the above technical problem, an embodiment of the present invention includes irradiating ultraviolet or visible light to the gas sensor, supplying a gas to be detected to the surface of the gas sensor, and whether the target gas is through the gas sensor It provides a gas detection method comprising the step of confirming.

상기 자외선 또는 가시광선 조사는 10μW/cm2 내지 1.5mW/cm2의 세기로 조사하는 것일 수 있다.The ultraviolet or visible light may be irradiated with an intensity of 10 μW/cm 2 to 1.5 mW/cm 2 .

본 발명에 따른 광활성 가스센서는 다공성 나노구조를 포함하여 센서의 감도가 높고 다양한 가스를 선택적으로 검출할 수 있으며, 자외선 또는 가시광선에 의해 활성화되므로 소비전력이 낮고, 상온에서 저농도의 가스를 감지할 수 있다.The photoactive gas sensor according to the present invention has a high sensitivity of the sensor, including a porous nanostructure, and can selectively detect various gases, and is activated by ultraviolet light or visible light, so that it consumes low power and detects low concentration gas at room temperature. Can be.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광활성 가스센서의 개략적인 단면도이다.
도2는 검지층 소재 및 검출 가스의 에너지 레벨을 나타낸 이미지이다.
도3은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 가스센서 제조방법을 도시한 순서도이다.
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 광활성 가스센서를 촬영한 이미지이다.
도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 다공성 나노구조 표면의 SEM 이미지다.
도6은 본 발명의 일 실시예에 따른 광활성 가스센서의 CO 검출 평가 결과를 나타낸 그래프이다.1 is a schematic cross-sectional view of a photoactive gas sensor according to an embodiment of the present invention.
2 is an image showing the energy level of the detection layer material and the detection gas.
3 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a gas sensor according to another embodiment of the present invention.
4 is an image of a photoactive gas sensor according to an embodiment of the present invention.
5 is an SEM image of a porous nanostructured surface according to an embodiment of the present invention.
6 is a graph showing the results of the CO detection evaluation of the photoactive gas sensor according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the present invention may be implemented in various different forms, and thus is not limited to the embodiments described herein.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is "connected (connected, contacted, coupled)" with another part, it is not only "directly connected" but also "indirectly connected" with another member in between. "It includes the case where it is. Also, when a part “includes” a certain component, this means that other components may be further provided instead of excluding other components, unless otherwise stated.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used herein are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this specification, terms such as “include” or “have” are intended to indicate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, and that one or more other features are present. It should be understood that the existence or addition possibilities of fields or numbers, steps, operations, components, parts or combinations thereof are not excluded in advance.

도1은 본 발명의 일 양태에 따른 광활성 가스센서의 개략적인 단면도이다. 1 is a schematic cross-sectional view of a photoactive gas sensor according to an aspect of the present invention.

도1을 참조하면, 본 발명의 일 양태는 절연층, 상기 절연층 상에 위치하고, 다공성 나노구조를 포함하는 감지층 및 상기 감지층 상에 위치하는 전극을 포함하는 광활성 가스센서를 제공한다.Referring to FIG. 1, an aspect of the present invention provides an insulating layer, a photoactive gas sensor including a sensing layer positioned on the insulating layer, including a porous nanostructure, and an electrode positioned on the sensing layer.

상기 절연층은 유리 또는 고분자를 포함할 수 있다.The insulating layer may include glass or polymer.

예를 들어, 상기 절연층은 이산화규소(SiO2), 산화알루미륨(Al2O3), 산화탄탈륨(Ta2O5), 산화지르코늄(ZrO2), 이산화하프늄(HfO2), 이산화타이타늄(TiO2), 산화질화규소(SiON), 질화규소(Si3N4) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나를 포함할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. For example, the insulating layer is silicon dioxide (SiO 2 ), aluminium oxide (Al 2 O 3 ), tantalum oxide (Ta 2 O 5 ), zirconium oxide (ZrO 2 ), hafnium dioxide (HfO 2 ), titanium dioxide (TiO 2 ), silicon oxynitride (SiON), silicon nitride (Si 3 N 4 ) And may include one selected from the group consisting of, but is not limited thereto.

상기 절연층이 이산화규소를 포함하는 경우 열안정성이 향상될 수 있으며, 가스센서의 회복성을 향상시키고 소비 전력을 감소시킬 수 있다.When the insulating layer includes silicon dioxide, thermal stability may be improved, gas recovery may be improved, and power consumption may be reduced.

상기 절연층은 절연 물질을 도포 및 건조하여 형성될 수 있다.The insulating layer may be formed by applying and drying an insulating material.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 감지층은 금속 산화물 반도체, 금속 황화물 반도체 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the sensing layer may include one selected from the group consisting of a metal oxide semiconductor, a metal sulfide semiconductor, and combinations thereof.

예를 들어, 상기 감지층은 이산화 타이타늄, 산화 아연, 산화 구리, 이황화 몰리브덴, 스트론튬 타이타늄산염, 삼산화 텅스텐, 삼산화 이철, 비스무트 바나듐산염, 이산화 주석 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나를 포함할 수 있다.For example, the sensing layer may include one selected from the group consisting of titanium dioxide, zinc oxide, copper oxide, molybdenum disulfide, strontium titanate, tungsten trioxide, ferric trioxide, bismuth vanadate, tin dioxide, and combinations thereof. Can be.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 감지층의 소재를 다변화 함으로써 다양한 가스를 선택적으로 검출할 수 있다.In one embodiment of the present invention, various gases can be selectively detected by diversifying the material of the sensing layer.

도2를 참조하면, 검출하고자 하는 가스의 산화 또는 환원에 따른 에너지 준위가 상기 감지층 소재로 사용될 수 있는 물질의 밴드 갭 에너지 준위 내에 존재하는 경우에 저항 또는 전류의 증가 또는 감소를 통해 상기 가스를 용이하게 검출할 수 있다.Referring to Figure 2, when the energy level according to the oxidation or reduction of the gas to be detected is present in the band gap energy level of a material that can be used as the sensing layer material, the gas is increased or decreased through resistance or current increase. It can be easily detected.

예를 들어, 상기 감지층이 이산화 타이타늄, 산화 구리 또는 스트론튬 타이타늄산염을 포함하는 경우, 카르복시산, 알데하이드, 탄소산화물 또는 알콜을 검출할 수 있다.For example, when the sensing layer includes titanium dioxide, copper oxide, or strontium titanate, carboxylic acid, aldehyde, carbon oxide, or alcohol can be detected.

예를 들어, 상기 감지층이 산화 아연, 이황화 몰리브덴, 비스무트 바나듐산염 또는 이산화 주석을 포함하는 경우, 탄소 산화물, 알데하이드 또는 알콜을 검출할 수 있다.For example, when the sensing layer includes zinc oxide, molybdenum disulfide, bismuth vanadate or tin dioxide, carbon oxide, aldehyde or alcohol can be detected.

예를 들어, 상기 감지층이 삼산화 텅스텐을 포함하는 경우 알데하이드 또는 알콜을 검출할 수 있다.For example, when the sensing layer includes tungsten trioxide, aldehyde or alcohol may be detected.

예를 들어, 상기 감지층이 삼산화 이철을 포함하는 경우 알데하이드를 검출할 수 있다.For example, when the sensing layer includes ferric trioxide, aldehyde may be detected.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 다공성 나노 구조는 다수의 기공을 구비하며 복수개의 나노체가 네트워크를 이루고 있는 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the porous nano-structure may have a plurality of pores and a plurality of nano bodies may form a network.

예를 들어, 상기 나노체는 나노로드, 나노와이어, 나노입자, 나노튜브 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나를 포함할 수 있다.For example, the nanobody may include one selected from the group consisting of nanorods, nanowires, nanoparticles, nanotubes, and combinations thereof.

상기 다공성 나노구조는 타겟 가스가 가스 감지층으로 자유로이 출입 가능하도록 하여 이를 포함하는 가스센서의 검출 능력을 향상시킬 수 있다.The porous nanostructure allows the target gas to freely enter and exit the gas sensing layer, thereby improving detection capability of the gas sensor including the same.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 다공성 나노 구조는 메조포러스, 매크로포러스 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나의 구조를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the porous nanostructure may include one structure selected from the group consisting of mesoporous, macroporous, and combinations thereof.

나노 다공성 물질은 그 기공의 크기에 따라 기공의 평균 입경이 2nm 미만인 마이크로포어스(microporous), 기공의 평균 입경이 2nm 내지 50nm인 메조포러스(mesoporous) 및 기공의 평균 입경이 50nm 초과인 매크로포러스(macroporous)로 분류될 수 있다.The nano-porous material is microporous having an average particle diameter of less than 2 nm, mesoporous having an average pore size of 2 nm to 50 nm, and macroporous having an average pore size of more than 50 nm, depending on the size of the pores ( macroporous).

예를 들어, 상기 다공성 구조가 메조포러스, 매크로포러스 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나의 구조를 포함하는 경우, 상대적으로 넓은 표면적을 제공할 수 있고, 활물질 담지에 적합한 크기의 기공을 가지고 있어 이를 포함하는 가스센서의 성능을 향상시킬 수 있다. For example, when the porous structure includes one structure selected from the group consisting of mesoporous, macroporous, and combinations thereof, it can provide a relatively large surface area, and has pores of a size suitable for supporting an active material. Therefore, it is possible to improve the performance of the gas sensor including the same.

상기 감지층의 두께는 0.01㎛ 내지 500㎛일 수 있다. 상기 감지층의 두께가 0.01㎛ 미만인 경우 가스 검출 특성이 저하되는 문제점이 발생할 수 있고, 500㎛ 초과인 경우 자외선 또는 가시광선 조사 시에 자외선 또는 가시광선이 상기 감지층을 통과하지 못하는 문제가 발생할 수 있다. The thickness of the sensing layer may be 0.01 μm to 500 μm. When the thickness of the sensing layer is less than 0.01 μm, a problem that gas detection characteristics may be deteriorated may occur, and when it exceeds 500 μm, ultraviolet or visible light may not pass through the sensing layer when irradiated with ultraviolet light or visible light. have.

상기 감지층의 비표면적이 0.1m2/g 내지 600m2/g일 수 있다. 상기 비표면적이 0.1m2/g 미만이면, 상기 감지층이 너무 치밀하여 반응성이 떨어지는 문제가 발생할 수 있으며, 600m2/g 초과이면, 네트워크를 형성하는 입자간 안정적인 결합력을 확보할 수 없어, 내구성이 저하되는 문제점이 발생할 수 있다.A specific surface area of the sensing layer may be 0.1m 2 / g to 600m 2 / g. If the specific surface area is less than 0.1 m 2 /g, the sensing layer may be too dense, resulting in a problem of poor reactivity, and if it is more than 600 m 2 /g, it is impossible to secure a stable bonding force between particles forming a network and durability. This deterioration may occur.

상기 다공성 나노구조 결정립의 평균 입경은 5nm 내지 200nm일 수 있다. 상기 평균 입경이 5nm 미만이면 추가 공정이 필요하거나 공정 비용이 증가할 수 있으며, 200nm 초과이면 가스 감응도가 저하될 수 있다.The average particle diameter of the porous nanostructure crystal grains may be 5nm to 200nm. If the average particle diameter is less than 5 nm, an additional process may be required, or a process cost may increase, and if it is more than 200 nm, gas sensitivity may decrease.

가스 감응도는 상기 다공성 나노구조 결정립의 크기에 따라 영향 받을 수 있는데, 예를 들어 결정립 크기가 작을수록 가스 감응도가 증가할 수 있다.Gas sensitivity may be influenced by the size of the porous nanostructured grains, for example, the smaller the grain size, the higher the gas sensitivity.

표면에 타겟 가스가 흡착됨에 따라 나노구조가 포함하는 물질의 다비아 거리 만큼의 범위 내에서는 전도성 전자가 존재하지 않게 되는데, 결정립의 크기가 다비아 거리에 접근할수록 전체 저항은 급격히 증가하게 된다. 따라서 가스가 유입되었을 때 저항 변화의 폭이 결정립 크기가 작을 수록 증가할 수 있다.As the target gas is adsorbed on the surface, there are no conductive electrons within the range of the distance of the nanostructure-containing material by the distance of the via, and as the size of the grain approaches the distance of the via, the total resistance increases rapidly. Therefore, when the gas flows in, the width of the resistance change may increase as the grain size becomes smaller.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 감지층은 자외선 또는 가시광선 조사에 의해 활성화 되어 타겟 가스를 감지할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the sensing layer may be activated by irradiation with ultraviolet light or visible light to detect a target gas.

이때, 상기 타겟 가스는 카르복시산, 예를 들어, 포름산, 알데하이드, 예를 들어 포름알데하이드, 탄소산화물, 예를 들어, 일산화탄소 또는 이산화탄소, 알콜, 예를 들어, 에틸렌글라이콜, 황산화물, 예를 들어, 일산화황, 이산화황 또는 삼산화황, 질소산화물, 예를 들어, 일산화질소 또는 이산화질소, 탄화수소, 불소화합물, 암모니아 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나를 포함할 수 있다.At this time, the target gas is a carboxylic acid, for example, formic acid, aldehyde, for example, formaldehyde, carbon oxide, for example, carbon monoxide or carbon dioxide, alcohol, for example, ethylene glycol, sulfur oxide, for example , Sulfur monoxide, sulfur dioxide or sulfur trioxide, nitrogen oxide, for example, one selected from the group consisting of nitrogen monoxide or nitrogen dioxide, hydrocarbons, fluorine compounds, ammonia and combinations thereof.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 감지층을 구성하는 물질보다 밴드 갭이 큰 광자 에너지를 가지는 자외선 또는 가시광선을 조사하면, 상기 감지층 내부에 전자-정공 쌍(EHP)이 형성된다. 상기 전자-정공 쌍은 반도체에 캐리어로 작용하여 가스 검출을 유리하게 할 수 있다.In one embodiment of the present invention, when irradiating ultraviolet or visible light having a photon energy having a larger band gap than a material constituting the sensing layer, an electron-hole pair (EHP) is formed inside the sensing layer. The electron-hole pair can serve as a carrier for the semiconductor, thereby favoring gas detection.

예를 들어, 상온에서는 반도체의 캐리어 농도가 낮은 상태이나 자외선 또는 가시광선을 조사하게 되면 공급된 캐리어에 의해 캐리어 농도가 증가하게 되고, 가스 검출 시 나타나는 전류 또는 저항 값의 변화가 증대될 수 있다. For example, when the carrier concentration of the semiconductor is low or irradiated with ultraviolet light or visible light at room temperature, the carrier concentration is increased by the supplied carrier, and a change in current or resistance value when gas is detected may be increased.

예를 들어, 자외선 또는 가시광선 조사 시에 감지층 내부에 형성된 전자-정공 쌍을 이용하여 검출 대상 가스를 산화 또는 환원시키는 과정에서 전류의 변화 또는 저항의 변화를 측정하여 검출 대상 가스를 감지할 수 있다.For example, in the process of oxidizing or reducing the gas to be detected using an electron-hole pair formed inside the sensing layer when irradiating with ultraviolet light or visible light, the gas to be detected can be detected by measuring a change in current or a change in resistance. have.

구체적인 예를 들어, 상기 감지층이 이산화 주석을 포함하는 경우, 자외선 이 조사되면 정자-정공쌍을 형성하게 되고 전극에 전압을 걸어주면 전류가 증가 또는 저항의 감소가 측정된다. 산화성 가스가 유입되어 상기 감지층 표면에 흡착되어 산화되면서 생성된 전자의 수가 감소하게 되고 이에 따라 전체 저항이 증가하게 된다. 이때 변화된 저항값을 원래 저항값으로 나눈 값을 가스 감응도로 나타낼 수 있다.For a specific example, when the sensing layer includes tin dioxide, a sperm-hole pair is formed when ultraviolet light is irradiated, and when a voltage is applied to the electrode, an increase in current or a decrease in resistance is measured. As the oxidizing gas flows in and adsorbs on the surface of the sensing layer, the number of generated electrons decreases, thereby increasing the overall resistance. At this time, the value obtained by dividing the changed resistance value by the original resistance value may be expressed as gas sensitivity.

상기 전극은 제1 전극 및 제2 전극을 포함하고, 서로 동일 또는 상이한 금속재료로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 전극은 금(Au), 니켈(Ni), 백금(Pt), 이리듐(Ir), 은(Ag), 로듐(Rh), 루테늄(Ru), 스테인리스 스틸, 알루미늄(Al), 몰리브데늄(Mo), 크롬(Cr), 텅스텐(W) 및 이들의 선택되는 하나를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The electrode includes a first electrode and a second electrode, and may be made of the same or different metal materials from each other. For example, the electrode is gold (Au), nickel (Ni), platinum (Pt), iridium (Ir), silver (Ag), rhodium (Rh), ruthenium (Ru), stainless steel, aluminum (Al), Molybdenum (Mo), chromium (Cr), tungsten (W), and may be selected from these, but is not limited thereto.

도3은 본 발명의 일 양태에 따른 가스센서 제조방법을 도시한 순서도이다.Figure 3 is a flow chart showing a gas sensor manufacturing method according to an aspect of the present invention.

도3을 참조하면, 본 발명의 일 양태는 기판 상에 절연층을 형성하는 단계(S100), 상기 절연층 상에 다공성 나노구조를 포함하는 감지층을 형성하는 단계(S200), 상기 감지층을 표면 처리하는 단계(S300) 및 상기 표면 처리된 감지층 상에 전극을 형성하는 단계(S400)를 포함하는 가스센서 제조방법을 제공한다. Referring to FIG. 3, an aspect of the present invention includes forming an insulating layer on a substrate (S100), forming a sensing layer including a porous nanostructure on the insulating layer (S200), and detecting the sensing layer. It provides a gas sensor manufacturing method comprising the step of surface treatment (S300) and forming an electrode on the surface-treated sensing layer (S400).

본 발명의 일 실시예에 따른 가스센서를 제조하기 위하여는, 먼저, 기판 상에 절연층을 형성한다(S100).In order to manufacture a gas sensor according to an embodiment of the present invention, first, an insulating layer is formed on a substrate (S100).

상기 기판은 무기물 기판 또는 유기물 기판일 수 있다.The substrate may be an inorganic substrate or an organic substrate.

이때, 예를 들어, 상기 무기물 기판은 실리콘(Si), 이산화 실리콘(SiO2), 저마늄(Ge), 질화갈륨(GaN), 질화알루미늄(AlN), 인화갈륨(GaP), 인화인듐(InP), 갈륨비소(GaAs), 탄화규소(SiC), 알루미나(Al2O3), 리튬알루민산염(LiAlO3), 산화마그네슘(MgO), 유리, 석영, 사파이어, 그래파이트, 그래핀 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택되는 하나를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In this case, for example, the inorganic substrate is silicon (Si), silicon dioxide (SiO 2 ), germanium (Ge), gallium nitride (GaN), aluminum nitride (AlN), gallium phosphide (GaP), indium phosphide (InP) ), gallium arsenide (GaAs), silicon carbide (SiC), alumina (Al 2 O 3 ), lithium aluminate (LiAlO 3 ), magnesium oxide (MgO), glass, quartz, sapphire, graphite, graphene and their It may include one selected from the group consisting of combinations, but is not limited thereto.

예를 들어, 상기 유기물 기판은 켑톤 호일, 폴리이미드(PI), 폴리에테르술폰(PES), 폴리아크릴레이트(PAR), 폴리에테르 이미드(PEI), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리페닐렌 설파이드(PPS), 폴리아릴레이트(polyarylate), 폴리카보네이트(PC), 셀룰로오스 트라이 아세테이트(CTA), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(CAP) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.For example, the organic substrate may be a hextone foil, polyimide (PI), polyethersulfone (PES), polyacrylate (PAR), polyether imide (PEI), polyethylene naphthalate (PEN), polyethylene terephthalate ( PET), polyphenylene sulfide (PPS), polyarylate, polycarbonate (PC), cellulose tri acetate (CTA), cellulose acetate propionate (CAP), and combinations thereof. It may include, but is not limited thereto.

상기 기판은 공정 중간 단계 또는 마지막 단계에서 제거될 수 있다.The substrate can be removed in the middle or last step of the process.

상기 절연층을 형성하는 단계(S100)는 절연 물질을 딥 코팅, 바 코팅 또는 스핀 코팅하는 단계를 포함할 수 있다. The forming of the insulating layer (S100) may include dip coating, bar coating, or spin coating the insulating material.

상기 절연 물질은 이산화규소(SiO2), 산화알루미륨(Al2O3), 산화탄탈륨(Ta2O5), 산화지르코늄(ZrO2), 이산화하프늄(HfO2), 이산화타이타늄(TiO2), 산화질화규소(SiON) 또는 질화규소(Si3N4)를 포함할 수 있다.The insulating material is silicon dioxide (SiO 2 ), aluminium oxide (Al 2 O 3 ), tantalum oxide (Ta 2 O 5 ), zirconium oxide (ZrO 2 ), hafnium dioxide (HfO 2 ), titanium dioxide (TiO 2 ) , Silicon oxide (SiON) or silicon nitride (Si 3 N 4 ).

상기 절연 물질이 이산화규소를 포함하는 경우 열안정성이 향상될 수 있으며, 가스센서의 회복성을 향상시키고 소비 전력을 감소시킬 수 있다.When the insulating material includes silicon dioxide, thermal stability may be improved, gas recovery may be improved, and power consumption may be reduced.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 절연층을 형성한 후(S100), 상기 절연층 상에 다공성 나노구조를 포함하는 감지층을 형성한다(S200).According to an embodiment of the present invention, after the insulating layer is formed (S100), a sensing layer including a porous nanostructure is formed on the insulating layer (S200).

표면처리 기술은 소재의 표면에 특성이 다른 물질을 코팅하는 박막제조 기술과 표면의 성분이나 조직을 변화시켜 새로운 특성을 부여하는 표면개질 기술로 크게 분류할 수 있다.The surface treatment technology can be broadly classified into a thin film manufacturing technology that coats materials with different properties on the surface of a material and a surface modification technology that gives new characteristics by changing the composition or structure of the surface.

건식 표면처리 기술은 습식 표면처리 기술과 대비되는 것으로 진공 또는 특정 기체 분위기에서 물질을 증발시켜 표면 처리하는 기술이며 세부적으로는 건식 박막제조 기술과 건식 표면개질 기술로 나눌 수 있다.Dry surface treatment technology is a technique that is compared with wet surface treatment technology to evaporate a material in a vacuum or a specific gas atmosphere, and can be divided into dry thin film production technology and dry surface modification technology.

건식 표면처리 기술은 진공 또는 특정 기체 분위기에서 코팅시키고자 하는 물질을 기화 또는 승화시켜서 원자 또는 분자 단위로 기판 표면에 응고되도록 함으로써 피막을 형성시키는 것으로 증발과 이송 그리고 응축의 3단계 공정을 거쳐 이루어질 수 있다. 1단계는 증발 또는 승화에 의한 증발 대상 물질의 증기화이고, 2단계는 기화된 원자 또는 분자의 증발원으로부터 기판으로의 이송이고, 3단계는 상기 입자들의 기판에의 증착 및 기판 표면상에서의 증착입자들의 재배열 또는 결합상태가 변경되는 것이다.Dry surface treatment technology vaporizes or sublimates the material to be coated in a vacuum or a specific gas atmosphere to solidify the substrate surface in atomic or molecular units to form a film, which can be achieved through three steps of evaporation, transport, and condensation. have. The first step is vaporization of the material to be evaporated by evaporation or sublimation, the second step is the transfer of vaporized atoms or molecules from the evaporation source to the substrate, and the third step is deposition of the particles onto the substrate and deposited particles on the substrate surface. The rearrangement or combination state of them is changed.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 감지층을 형성하는 단계(S200)는 건식 박막제조 기술을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, forming the sensing layer (S200) may include performing a dry thin film manufacturing technique.

예를 들어, 건식 박막제조 기술은 화학증착(CVD)법, 물리증착(PVD)법 또는 용사법을 포함할 수 있다. For example, dry thin film manufacturing techniques may include chemical vapor deposition (CVD), physical vapor deposition (PVD), or thermal spraying.

물리증착법은 알루미늄, 티탄이나 고융점 재료의 도금이 가능하고, 진공 중에 금속과 비금속 원자를 이온화하여 반응시키면, 탄화 티탄, 질화 티탄, 알루미나, 질화 알루미늄, 탄화 규소 등의 내마모성, 내열성, 그 외 기능성이 있는 화합물 피막을 도금할 수 있다. The physical vapor deposition method is capable of plating aluminum, titanium, or high-melting-point materials, and when metals and non-metal atoms are ionized and reacted in vacuum, abrasion resistance, heat resistance, and other functional properties such as titanium carbide, titanium nitride, alumina, aluminum nitride, and silicon carbide This compound coating can be plated.

구체적인 예를 들어, 물리증착법은 증발법, 스퍼터링 또는 이온 플레이팅을 포함할 수 있다.For a specific example, the physical vapor deposition method may include an evaporation method, sputtering, or ion plating.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 감지층을 형성하는 단계(S200)는 물리증착법을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, forming the sensing layer (S200) may include performing a physical vapor deposition method.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 감지층을 형성하는 단계는 시료를 증발법, 스퍼터링, 이온플레이팅 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나의 방법을 이용해 증착하는 단계를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the forming of the sensing layer may include depositing a sample using one method selected from the group consisting of evaporation, sputtering, ion plating, and combinations thereof. .

예를 들어, 상기 감지층을 형성하는 단계는 챔버에 기판을 고정시키고, 진공 상태를 만들어주는 단계, 상기 진공 상태의 챔버에 불활성 기체를 주입하여 일정한 압력을 만들어주는 단계, 기판을 적정 온도로 설정하는 기판온도 설정단계, 열증착 공정으로 시료가 담긴 증발원의 온도를 높여 금속증기를 형성하는 단계, 증발된 금속 증기가 기판 위에 증착되는 단계를 포함할 수 있다.For example, the step of forming the sensing layer fixes the substrate in the chamber, creates a vacuum state, injects an inert gas into the chamber in the vacuum state, creates a constant pressure, and sets the substrate to an appropriate temperature. It may include a step of setting the substrate temperature, increasing the temperature of the evaporation source containing the sample by a thermal deposition process to form metal vapor, and depositing vaporized metal vapor on the substrate.

상기 시료는 금속 산화물 반도체, 금속 황화물 반도체 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나를 포함할 수 있다.The sample may include one selected from the group consisting of metal oxide semiconductors, metal sulfide semiconductors, and combinations thereof.

예를 들어, 상기 시료는 이산화 타이타늄(TiO2), 산화 아연(ZnO), 산화 구리(Cu2O), 이황화 몰리브덴(MoS2), 스트론튬 타이타늄산염(SrTiO3), 삼산화 텅스텐(WO3), 삼산화 이철(Fe2O3), 비스무트 바나듐산염(BiVO4), 이산화 주석(SnO2) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나를 포함할 수 있다. For example, the sample is titanium dioxide (TiO 2 ), zinc oxide (ZnO), copper oxide (Cu 2 O), molybdenum disulfide (MoS 2 ), strontium titanate (SrTiO 3 ), tungsten trioxide (WO 3 ), It may include one selected from the group consisting of ferric trioxide (Fe 2 O 3 ), bismuth vanadate (BiVO 4 ), tin dioxide (SnO 2 ), and combinations thereof.

상기 감지층을 형성하는 단계(S200)에서 상기 다공성 나노구조는 다수의 기공을 구비하며 복수개의 나노체가 네트워크를 이루고 있는 것일 수 있다.In the step (S200) of forming the sensing layer, the porous nanostructure may have a plurality of pores and a plurality of nano bodies may form a network.

이때, 예를 들어, 상기 나노체는 나노로드, 나노와이어, 나노입자, 나노튜브 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나를 포함할 수 있다.At this time, for example, the nanobody may include one selected from the group consisting of nanorods, nanowires, nanoparticles, nanotubes, and combinations thereof.

상기 감지층을 형성하는 단계(S200)에서 상기 다공성 나노구조는 메조포러스, 매크로포러스 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나의 구조를 포함할 수 있다.In the step (S200) of forming the sensing layer, the porous nanostructure may include one structure selected from the group consisting of mesoporous, macroporous, and combinations thereof.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 감지층을 형성한 후(S200), 상기 감지층에 표면 처리를 수행한다(S300).According to an embodiment of the present invention, after forming the sensing layer (S200), a surface treatment is performed on the sensing layer (S300).

상기 표면 처리하는 단계(S300)는 열화학 공정, 이온빔 표면개질, 레이저 표면개질, 전지빔 표면개질, 도핑, 화학적 표면개질, 산화특성 개질 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나를 수행하는 단계를 포함할 수 있다.The surface treatment step (S300) is a step of performing one selected from the group consisting of a thermochemical process, ion beam surface modification, laser surface modification, cell beam surface modification, doping, chemical surface modification, oxidation property modification, and combinations thereof. It can contain.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 감지층을 표면 처리한 후(S300), 상기 표면 처리 된 감지층 상에 전극을 형성한다(S400).According to an embodiment of the present invention, after the surface of the sensing layer is processed (S300), an electrode is formed on the surface-treated sensing layer (S400).

상기 전극을 형성하는 단계(S400)은 포토리소그래피, 열 증착, 물리증착, 스핀 코팅, 바 코팅 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나를 수행하는 단계를 포함할 수 있다.The forming of the electrode (S400) may include performing one selected from the group consisting of photolithography, thermal vapor deposition, physical vapor deposition, spin coating, bar coating, and combinations thereof.

상기 전극은 제1 전극 및 제2 전극을 포함하고, 서로 동일 또는 상이한 금속재료로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 전극은 금(Au), 니켈(Ni), 백금(Pt), 이리듐(Ir), 은(Ag), 로듐(Rh), 루테늄(Ru), 스테인리스 스틸, 알루미늄(Al), 몰리브데늄(Mo), 크롬(Cr), 텅스텐(W) 및 이들의 선택되는 하나를 포함할 수 있다.The electrode includes a first electrode and a second electrode, and may be made of the same or different metal materials from each other. For example, the electrode is gold (Au), nickel (Ni), platinum (Pt), iridium (Ir), silver (Ag), rhodium (Rh), ruthenium (Ru), stainless steel, aluminum (Al), Molybdenum (Mo), chromium (Cr), tungsten (W), and any one of these.

본 발명의 일 양태는 상기 가스센서 제조방법에 따라 제조된 가스센서를 제공한다. 상기 가스센서는 저항을 측정하기 위한 소스미터(sourcemeter), 광 조사를 위한 자외선 램프 또는 가시광선 램프를 포함할 수 있다. One aspect of the present invention provides a gas sensor manufactured according to the gas sensor manufacturing method. The gas sensor may include a source meter for measuring resistance, an ultraviolet lamp for irradiating light, or a visible light lamp.

본 발명의 일 양태는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스센서를 사용하여 타겟 가스를 검출하는 방법을 제공한다. 구체적으로, 상기 가스센서에 자외선 또는 가시광선을 조사하는 단계, 상기 가스센서의 표면에 검출 대상 가스를 공급하는 단계 및 상기 가스센서를 통해 타겟 가스 여부를 확인하는 단계를 포함하는 가스 검출 방법을 제공한다.One aspect of the present invention provides a method for detecting a target gas using a gas sensor according to an embodiment of the present invention. Specifically, providing a gas detection method comprising the step of irradiating ultraviolet or visible light to the gas sensor, supplying a gas to be detected to the surface of the gas sensor, and checking whether a target gas is present through the gas sensor. do.

상기 가스센서는 절연층, 상기 절연층 상에 위치하고, 다공성 나노구조를 포함하는 감지층 및 상기 감지층 상에 위치하는 전극을 포함하며, 상기 감지층은 자외선 또는 가시광선 조사에 의해 활성화 되어 타겟 가스를 감지할 수 있다. The gas sensor includes an insulating layer, a sensing layer on the insulating layer, a sensing layer including a porous nanostructure, and an electrode positioned on the sensing layer, wherein the sensing layer is activated by ultraviolet or visible light irradiation to target gas Can detect.

상기 감지층을 구성하는 물질 보다 밴드 갭이 큰 광자 에너지를 가지는 자외선 또는 가시광선을 조사하면, 가스 감지층 내부에 전자-정공 쌍(EHP)이 형성된다. 전자-정공 쌍은 반도체에 캐리어로 작용하여 가스 검출을 유리하게 할 수 있다. When ultraviolet or visible light having photon energy having a larger band gap than the material constituting the sensing layer is irradiated, an electron-hole pair (EHP) is formed inside the gas sensing layer. The electron-hole pair can act as a carrier for the semiconductor, thereby favoring gas detection.

예를 들어, 상온에서는 일반적으로 반도체의 캐리어 농도가 낮은 상태이나 자외선 또는 가시광선을 조사하게 되면 공급된 캐리어에 의해 캐리어 농도가 증가하게 되고, 가스 검출 시 변화하는 저항 값의 변화가 증대될 수 있다. For example, at room temperature, in general, when the carrier concentration of the semiconductor is low or irradiated with ultraviolet light or visible light, the carrier concentration is increased by the supplied carrier, and a change in the resistance value that changes during gas detection can be increased. .

예를 들어, 자외선 또는 가시광선 조사 시에 감지층 내부에 형성된 전자-정공 쌍을 이용하여 검출 대상 가스를 산화 또는 환원시키는 과정에서 전류의 변화 또는 저항의 변화를 측정하여 검출 대상 가스를 감지할 수 있다.For example, in the process of oxidizing or reducing the gas to be detected using an electron-hole pair formed inside the sensing layer when irradiating with ultraviolet light or visible light, the gas to be detected can be detected by measuring a change in current or a change in resistance. have.

상기 자외선 또는 가시광선 조사는 10μW/cm2 내지 1.5mW/cm2의 세기로 조사하는 것일 수 있다. 상기 자외선 또는 가시광선 조사가 10μW/cm2 미만의 세기인 경우, 검출 능력이 저하될 수 있으며, 1.5mW/cm2 초과의 세기인 경우 요구되는 비용 증가에 비해 가스 검출 특성이 더 증가되지 않으므로 상기 범위의 세기로 조사할 수 있다.The ultraviolet or visible light may be irradiated with an intensity of 10 μW/cm 2 to 1.5 mW/cm 2 . When the ultraviolet or visible light irradiation is less than 10 μW/cm 2 , the detection capability may be deteriorated, and when the intensity is more than 1.5 mW/cm 2 , the gas detection characteristics are not increased compared to the required cost increase. The intensity of the range can be investigated.

상기 자외선 또는 가시광선 조사하는 단계는 280nm 내지 625nm 파장의 빛을 조사하는 것일 수 있다. The step of irradiating the ultraviolet or visible light may be irradiating light having a wavelength of 280 nm to 625 nm.

상기 검출 대상 가스를 공급하는 단계 및 타겟 가스 여부를 확인하는 단계는 25℃의 온도와 50%의 습도 조건을 유지하여 수행할 수 있다. The step of supplying the gas to be detected and the step of checking whether the target gas is present may be performed by maintaining a temperature of 25°C and a humidity condition of 50%.

종래의 반도체식 가스센서의 경우 그 작동 온도가 200℃ 내지 400℃로 고온이다. 특히 금속 산화물 반도체를 사용한 센서의 경우, 상온에서 캐리어 농도가 낮기 때문에 300℃ 이상으로 승온 후 가스 검출반응을 조사하는 것이 일반적이다.In the case of a conventional semiconductor type gas sensor, its operating temperature is 200°C to 400°C, which is high. In particular, in the case of a sensor using a metal oxide semiconductor, since the carrier concentration is low at room temperature, it is common to investigate the gas detection reaction after heating to 300°C or higher.

이 경우, 온도를 높이기 위한 장비가 추가적으로 필요하고, 대부분의 에너지 소모가 온도를 높이기 위한 장비에서 일어나 소비전력이 증가하고 제조 비용이 상승할 수 있다. 또한, 추가적인 장비로 인해 센서의 소형화가 어려운 문제가 발생할 수 있다.In this case, additional equipment for increasing the temperature is required, and most of the energy consumption occurs in the equipment for increasing the temperature, thereby increasing power consumption and increasing manufacturing cost. In addition, due to the additional equipment, it may be difficult to miniaturize the sensor.

작동 온도가 고온인 것은 소자의 성능 측면에도 영향을 미칠 수 있다. 온도 상승에 따라 가스 감지층의 결정성이 변할 수 있고, 검출 특성이 감소할 수 있다. 예를 들어 고온에서 수소가 공기 중의 산소와 반응하여 수분이 발생하여 가스 검출 특성을 저하시킬 수 있다. High operating temperatures can also affect device performance. The crystallinity of the gas sensing layer may change with increasing temperature, and detection characteristics may decrease. For example, at high temperature, hydrogen reacts with oxygen in the air to generate moisture, thereby reducing gas detection characteristics.

또한, 나노 구조 등을 이용해 미약할지라도 측정이 가능한 수준의 감응도를 나타낼 수는 있지만, 상온에서 표면에 흡착된 가스는 고온과 달리 탈착이 용이하지 않다는 문제가 발생할 수 있다. 이에 따라, 상온 가스센서는 가스 신호의 응답 후에 회복이 쉽지 않을 수 있다.In addition, although it is possible to exhibit a measurable level of sensitivity even though it is weak by using a nano structure or the like, a problem that the gas adsorbed on the surface at room temperature is not easily detachable unlike high temperature. Accordingly, the room temperature gas sensor may not be easy to recover after the response of the gas signal.

나노선, 나노막대, 나노띠, 나노튜브, 나노입자 등을 합성하고 이를 가스센서에 적용하는 경우 합성된 나노재료를 금속 전극 패턴이 형성된 기판 위에 전사하고 그 위에 금속 전극 패턴을 형성하는 방법을 이용하게 되는데 이 경우 제조 공정이 복잡해져 대량생산이 어려울 수 있다.When synthesizing nanowires, nanorods, nanobands, nanotubes, nanoparticles, etc. and applying them to a gas sensor, a method of transferring the synthesized nanomaterials onto a substrate on which a metal electrode pattern is formed and forming a metal electrode pattern thereon is used. In this case, the manufacturing process is complicated and mass production can be difficult.

본 발명의 일 실시예에 따른 가스센서는 자외선 또는 가시광선을 이용하여 흡착된 가스를 탈착시켜 상온에서도 탈착이 용이해 가스 신호의 응답 후에 회복이 용이할 수 있다. The gas sensor according to an embodiment of the present invention can be easily detached even at room temperature by desorbing the adsorbed gas using ultraviolet or visible light, and thus can be easily recovered after the response of the gas signal.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스센서는 상온에서 동작할 수 있어 소비전력을 획기적으로 줄일 수 있다. 또한, 별도의 히터가 필요하지 않아 이를 포함하는 소자 제작비용 및 소자 크기를 감소시킬 수 있다.In addition, the gas sensor according to an embodiment of the present invention can operate at room temperature, thereby significantly reducing power consumption. In addition, since a separate heater is not required, device manufacturing cost and device size including the same can be reduced.

이하에서는, 실시예 및 비교예를 참조하면서, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 수지 조성물에 대하여 구체적으로 설명한다. 또한, 이하에 나타내는 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 일 예시이며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, a resin composition according to an embodiment of the present invention will be specifically described with reference to Examples and Comparative Examples. In addition, the embodiment shown below is an example to help understanding of the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto.

실시예Example

실시예1. 다공성 나노 구조를 포함하는 막의 제조 Example 1. Preparation of membranes comprising porous nanostructures

이산화 주석(SnO2)을 기판 상에 열증착(thermal evaporation)하여 20㎛ 두께의 3차원 개방형 네트워크 구조의 금속산화물 다공성 막을 제조하였다.A metal oxide porous membrane having a 3 dimensional open network structure having a thickness of 20 μm was manufactured by thermal evaporation of tin dioxide (SnO 2 ) on a substrate.

증착 속도는 약 2㎛/min이었으며, 온도, 압력, 시료공급 속도를 조절하여 0.05㎛/min 내지 5㎛/min 범위에서 속도를 조절할 수 있다. The deposition rate was about 2 µm/min, and the temperature, pressure, and sample supply speed could be adjusted to adjust the speed in the range of 0.05 µm/min to 5 µm/min.

실시예2. 가스센서 칩의 제조Example 2. Gas sensor chip manufacturing

포토리소그래피 공정을 이용하여 인터디지털 전극(IDE) 칩을 제작하였다.An interdigital electrode (IDE) chip was fabricated using a photolithography process.

두께 200nm의 니켈 박막을 제1 전극으로 하고 두께 50nm의 금 박막을 제2 전극으로하여 간격이 20㎛인 IDE 전극을 포토리소그래피 공정을 이용해 제조하였다. 상기 전극 칩의 크기는 가로 1cm, 세로 1cm로 제작하였다.An IDE electrode having a thickness of 20 μm was manufactured using a photolithography process by using a nickel thin film having a thickness of 200 nm as a first electrode and a gold thin film having a thickness of 50 nm as a second electrode. The size of the electrode chip was produced in a width of 1 cm and a length of 1 cm.

상기 제조된 전극을 상기 실시예1에서 수득한 다공성 나노구조를 포함하는 막 상에 적층하여 가스센서 칩을 제조하였다. 제조된 가스센서 칩의 이미지를 촬영하고 도4에 나타내었다.A gas sensor chip was manufactured by stacking the prepared electrode on a film containing the porous nanostructure obtained in Example 1. An image of the manufactured gas sensor chip was photographed and shown in FIG. 4.

실험예1. 다공성 나노구조를 포함하는 막 표면의 SEM 이미지Experimental Example 1. SEM image of membrane surface containing porous nanostructures

상기 실시예1에서 수득한 다공성 나노구조를 포함하는 막의 표면이미지를 주사 전자 현미경(SEM)으로 측정하고 도5에 나타내었다.The surface image of the membrane containing the porous nanostructure obtained in Example 1 was measured with a scanning electron microscope (SEM) and is shown in FIG. 5.

도5를 참조하면, 나노선들이 3차원으로 연결되어 네트워크 구조의 기공이 형성된 것을 확인하였다. 또한, 0.5㎛ 이상 사이즈의 기공과 나노미터 사이즈의 기공이 함께 공존하는 것을 확인하였다. Referring to Figure 5, it was confirmed that the nanowires were connected in three dimensions to form pores in a network structure. In addition, it was confirmed that pores having a size of 0.5 μm or more and nanometer-sized pores coexisted together.

실험예2. 가스센서 칩의 CO 가스 검출 평가Experimental Example 2. CO gas detection evaluation of gas sensor chip

상기 실시예2에서 수득한 가스센서 칩의 CO 가스 검출 평가를 실시하고 그 결과를 도6에 나타내었다.CO gas detection evaluation of the gas sensor chip obtained in Example 2 was performed, and the results are shown in FIG. 6.

석영 챔버 안에 상기 실시예2에서 수득한 가스센서 칩을 넣고 밀봉하였다. 저항을 측정하기 위하여 가스센서는 외부와 연결되어 소스미터(keithley sourcemeter 2612)와 연결되었다. 상온 측정을 하기 때문에 챔버에는 특별한 가열 장치를 설치하지 않았다. 실내 온도는 25℃, 습도는 50%로 유지하였으며, 석영 챔버 위에 자외선 램프를 설치하여 365nm 파장의 자외선을 조사하였다. 공급된 CO 가스의 농도는 30ppm으로 하였으며, CO의 공급과 회복 시간은 각각 200초로 하였다.The gas sensor chip obtained in Example 2 was placed in a quartz chamber and sealed. To measure the resistance, the gas sensor was connected to the outside and connected to a source meter (keithley sourcemeter 2612). No special heating device was installed in the chamber because it was measured at room temperature. The indoor temperature was maintained at 25°C and the humidity was 50%, and an ultraviolet lamp was installed on the quartz chamber to irradiate ultraviolet rays having a wavelength of 365 nm. The concentration of the supplied CO gas was 30 ppm, and the supply and recovery times of CO were 200 seconds, respectively.

도6을 참조하면, CO 가스에 노출된 경우 저항의 변화가 관측되며 자외선을 조사하는 경우 저항 변화가 급격하게 나타나 상온에서 CO 가스 검출이 가능함을 확인하였다. Referring to FIG. 6, a change in resistance is observed when exposed to CO gas, and when irradiating ultraviolet light, a change in resistance appears suddenly, confirming that CO gas detection at room temperature is possible.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The above description of the present invention is for illustration only, and a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains can understand that it can be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, it should be understood that the above-described embodiments are illustrative in all respects and not restrictive. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as distributed may be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the following claims, and all modifications or variations derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be interpreted to be included in the scope of the present invention.

100: 절연층
200: 감지층
300: 전극100: insulating layer
200: sensing layer
300: electrode

Claims (23)

절연층;
상기 절연층 상에 위치하고, 다공성 나노구조를 포함하는 감지층; 및
상기 감지층 상에 위치하는 전극;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 광활성 가스센서.Insulating layer;
A sensing layer located on the insulating layer and including a porous nanostructure; And
An electrode positioned on the sensing layer;
Photoactive gas sensor comprising a. 제1항에 있어서,
상기 감지층은 금속 산화물 반도체, 금속 황화물 반도체 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 광활성 가스센서.According to claim 1,
The sensing layer is a photoactive gas sensor, characterized in that it comprises one selected from the group consisting of a metal oxide semiconductor, a metal sulfide semiconductor and combinations thereof. 제1항에 있어서,
상기 감지층은 이산화 타이타늄, 산화 아연, 산화 구리, 이황화 몰리브덴, 스트론튬 타이타늄산염, 삼산화 텅스텐, 삼산화 이철, 비스무트 바나듐산염, 이산화 주석 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 광활성 가스센서.According to claim 1,
The sensing layer is characterized in that it comprises one selected from the group consisting of titanium dioxide, zinc oxide, copper oxide, molybdenum disulfide, strontium titanate, tungsten trioxide, ferric trioxide, bismuth vanadate, tin dioxide and combinations thereof. Photoactive gas sensor. 제1항에 있어서,
상기 다공성 나노 구조는 다수의 기공을 구비하며 복수개의 나노체가 네트워크를 이루고 있는 것을 특징으로 하는 광활성 가스센서.According to claim 1,
The porous nano-structure has a plurality of pores, a photoactive gas sensor, characterized in that a plurality of nano-body network. 제4항에 있어서,
상기 나노체는 나노로드, 나노와이어, 나노입자, 나노튜브 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 광활성 가스센서.The method of claim 4,
The nano-body is a photoactive gas sensor, characterized in that it comprises one selected from the group consisting of nanorods, nanowires, nanoparticles, nanotubes, and combinations thereof. 제1항에 있어서,
상기 다공성 나노 구조는 메조포러스, 매크로포러스 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나의 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 광활성 가스센서. According to claim 1,
The porous nanostructure is a photoactive gas sensor, characterized in that it comprises one structure selected from the group consisting of mesoporous, macroporous and combinations thereof. 제1항에 있어서,
상기 감지층의 두께가 0.01㎛ 내지 500㎛인 것을 특징으로 하는 광활성 가스센서.According to claim 1,
Photoactive gas sensor, characterized in that the thickness of the sensing layer is 0.01㎛ to 500㎛. 제1항에 있어서,
상기 감지층의 비표면적이 0.1m2/g 내지 600m2/g인 것을 특징으로 하는 광활성 가스센서. According to claim 1,
Photoactive gas sensor, characterized in that the specific surface area of the sensing layer is 0.1m 2 /g to 600m 2 /g. 제1항에 있어서,
상기 절연층은 이산화규소, 산화알루미륨, 산화탄탈륨, 산화지르코늄, 이산화하프늄, 이산화타이타늄, 산화질화규소, 질화규소 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 광활성 가스센서.According to claim 1,
The insulating layer is a photoactive gas sensor comprising one selected from the group consisting of silicon dioxide, aluminium oxide, tantalum oxide, zirconium oxide, hafnium dioxide, titanium dioxide, silicon oxynitride, silicon nitride, and combinations thereof. 제1항에 있어서,
상기 감지층은 자외선 또는 가시광선 조사에 의해 활성화 되어 타겟 가스를 감지할 수 있는 것을 특징으로 하는 광활성 가스센서.According to claim 1,
The sensing layer is activated by irradiation with ultraviolet or visible light, the photoactive gas sensor characterized in that it can detect the target gas. 제10항에 있어서,
상기 타겟 가스는 카르복시산, 알데하이드, 탄소산화물, 알콜, 황산화물, 질소산화물, 탄화수소, 불소화합물, 암모니아 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 광활성 가스센서.The method of claim 10,
The target gas is a photoactive gas sensor, characterized in that it comprises one selected from the group consisting of carboxylic acid, aldehyde, carbon oxide, alcohol, sulfur oxide, nitrogen oxide, hydrocarbon, fluorine compound, ammonia and combinations thereof. 기판 상에 절연층을 형성하는 단계;
상기 절연층 상에 다공성 나노구조를 포함하는 감지층을 형성하는 단계;
상기 감지층을 표면 처리하는 단계; 및
상기 표면 처리된 감지층 상에 전극을 형성하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스센서 제조방법.Forming an insulating layer on the substrate;
Forming a sensing layer comprising a porous nanostructure on the insulating layer;
Surface-treating the sensing layer; And
Forming an electrode on the surface-treated sensing layer;
Gas sensor manufacturing method comprising a. 제12항에 있어서,
상기 감지층을 형성하는 단계는 물리증착법을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스센서 제조방법.The method of claim 12,
The step of forming the sensing layer comprises a step of performing a physical vapor deposition method. 제12항에 있어서,
상기 감지층을 형성하는 단계는 시료를 증발법, 스퍼터링, 이온플레이팅 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나의 방법을 이용해 증착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스센서 제조방법. The method of claim 12,
The step of forming the sensing layer comprises depositing a sample using one method selected from the group consisting of evaporation, sputtering, ion plating, and combinations thereof. 제14항에 있어서,
상기 시료는, 금속 산화물 반도체, 금속 황화물 반도체 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스센서 제조방법.The method of claim 14,
The sample, the metal oxide semiconductor, a metal sulfide semiconductor and a gas sensor manufacturing method characterized in that it comprises one selected from the group consisting of a combination thereof. 제14항에 있어서,
상기 시료는, 이산화 타이타늄, 산화 아연, 산화 구리, 이황화 몰리브덴, 스트론튬 타이타늄산염, 삼산화 텅스텐, 삼산화 이철, 비스무트 바나듐산염, 이산화 주석 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스센서 제조방법.The method of claim 14,
The sample is characterized in that it comprises one selected from the group consisting of titanium dioxide, zinc oxide, copper oxide, molybdenum disulfide, strontium titanate, tungsten trioxide, ferric trioxide, bismuth vanadate, tin dioxide and combinations thereof. Gas sensor manufacturing method. 제12항에 있어서,
상기 감지층을 형성하는 단계에서 상기 다공성 나노구조는 다수의 기공을 구비하며 복수개의 나노체가 네트워크를 이루고 있는 것을 특징으로 하는 가스센서 제조방법. The method of claim 12,
In the step of forming the sensing layer, the porous nanostructure has a plurality of pores, and a method of manufacturing a gas sensor, characterized in that a plurality of nano bodies form a network. 제17항에 있어서,
상기 나노체는 나노로드, 나노와이어, 나노입자, 나노튜브 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스센서 제조방법.The method of claim 17,
The nano body is a nano-rod, nano-wire, nanoparticles, nanotubes and gas sensor manufacturing method characterized in that it comprises one selected from the group consisting of these. 제12항에 있어서,
상기 감지층을 형성하는 단계에서 상기 다공성 나노구조는 메조포러스, 매크로포러스 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나의 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스센서 제조방법.The method of claim 12,
In the step of forming the sensing layer, the porous nanostructure is a gas sensor manufacturing method characterized in that it comprises a structure selected from the group consisting of mesoporous, macroporous and combinations thereof. 제12항에 있어서,
상기 표면 처리하는 단계는 열화학 공정, 이온빔 표면개질, 레이저 표면개질, 전지빔 표면개질, 도핑, 화학적 표면개질, 산화특성 개질 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스센서 제조방법.The method of claim 12,
The surface treatment includes performing one selected from the group consisting of a thermochemical process, ion beam surface modification, laser surface modification, cell beam surface modification, doping, chemical surface modification, oxidation property modification, and combinations thereof. Gas sensor manufacturing method characterized in that. 제12항의 가스센서 제조방법에 의해 제조된 가스센서.A gas sensor manufactured by the gas sensor manufacturing method of claim 12. 제1항 또는 21항의 가스센서에 자외선 또는 가시광선을 조사하는 단계;
상기 가스센서의 표면에 검출 대상 가스를 공급하는 단계; 및
상기 가스센서를 통해 타겟 가스 여부를 확인하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 검출 방법.Irradiating ultraviolet or visible light to the gas sensor of claim 1 or 21;
Supplying a gas to be detected to a surface of the gas sensor; And
Checking whether a target gas is present through the gas sensor;
Gas detection method comprising a. 제22항에 있어서,
상기 자외선 또는 가시광선 조사는 10μW/cm2 내지 1.5mW/cm2의 세기로 조사하는 것을 특징으로 하는 가스 검출 방법.The method of claim 22,
Gas detection method characterized in that the ultraviolet or visible light irradiation is irradiated with an intensity of 10 μW/cm 2 to 1.5 mW/cm 2 .
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