• 제목/요약/키워드: NO$_x$ sensor

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Effect of Substrate Temperature and Post-Annealing on Structural and Electrical Properties of ZnO Thin Films for Gas Sensor Applications

  • 도강민;김지홍;노지형;이경주;문성준;김재원;박재호;조슬기;신주홍;여인형;문병무;구상모
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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    • pp.105-105
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    • 2011
  • ZnO is a promising material since it could be applied to many fields such as solar cells, laser diodes, thin films transistors and gas sensors. ZnO has a wide and direct band gap for about 3.37 eV at room temperature and a high exciton binding energy of 60 meV. In particular, ZnO features high sensitivity to toxic and combustible gas such as CO, NOX, so on. The development of gas sensors to monitor the toxic and combustible gases is imperative due to the concerns for enviromental pollution and the safety requirements for the industry. In this study, we investigated the effect of substrate temperature and post-annealing on structural and electrical properties of ZnO thin films. ZnO thin films were deposited by pulsed laser deposition (PLD) at various temperatures at from room temperature to $600^{\circ}C$. After that, post-annealing were performed at $600^{\circ}C$. To inspect the structural properties of the deposited ZnO thin films, X-ray diffraction (XRD) was carried out. For gas sensors, the morphology of the films is dominant factor since it is deeply related with the film surface area. Therefore, the atomic force microscopy (AFM) and field emission scanning electron microscopy (FE-SEM) were used to observe the surface of the ZnO thin films. Furthermore, we analyzed the electrical properties by using a Hall measurement system.

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$WO_3$-$SnO_2$박막 센서의 가스감지특성 (Gas-sensing Characteristics of $WO_3$-$SnO_2$Thin-film Sensors)

  • 유광수;김태송
    • 한국세라믹학회지
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    • 제38권12호
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    • pp.1180-1186
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    • 2001
  • 고진공 저항 가열식 증발 증착기를 이용하여 약 1$mu extrm{m}$ 두께의 W $O_3$-Sn $O_2$박막 가스센서를 제작하였다. 50$0^{\circ}C$에서 4시간동안 공기중 열처리한 다음, 제조된 박막의 결정성과 미세구조를 관찰하였다. 100 ppm의 산화성 가스인 N $O_2$와 환원성 가스인 CO 가스에 대한 가스 감응 특성을 측정한 결과, N $O_2$가스에 대한 감도( $R_{gas}$/ $R_{air}$)는 기판온도 25$0^{\circ}C$에서 W $O_3$박막이 약 1000으로서 가장 높았으며, CO 가스 감도는 기판온도 15$0^{\circ}C$~25$0^{\circ}C$ 범위에서 약 0.25로 가장 양호하였다.하였다.

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Pd 도핑에 따른 $SnO_2$ 나노선 가스센서의 감도 특성 개선 (The Improvement of Sensitivity Characteristics of Pd doped $SnO_2$ Nanowire Gas Sensor)

  • 김연우;권순일;박승범;이석진;정태환;양계준;임동건;박재환;김홍오
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
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    • pp.160-161
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    • 2008
  • $SnO_2$는 n형 반도체로써 3.6 eV의 큰 밴드갭을 가지는 물질로 CO와 NOx 가스에 좋은 감도를 나타내는 것으로 보고되고 있다. 문헌에 따른 일반적인 $SnO_2$ 가스센서는 후막이나 벌크형태로 제작되었다. 근래에는 가스감응체가 $SnO_2$ 나노선 형태인 가스센서가 활발한 연구 중에 있다. 본 논문에서는 기판 위에 서로 분리된 전극 패턴에 Au를 촉매로 하여 네트워크 구조로 된 $SnO_2$ 나노선이 합성되었다. 제작된 가스센서에 Pd 도핑에 따른 영향을 알아보기 위하여 1.8 mM의 Pd 용액 ($PdCl_2{\cdot}xH_2O$ 3 mg + $H_2O$ 10 ml)을 이용하여 센서에 도핑하였다. 측정 시스템에서 $NO_2$ 가스에 대한 센서의 특성을 분석한 결과 도핑하지 않은 $SnO_2$ 센서보다 20%정도의 감도가 개선되었다.

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CVD법을 이용한 $\alpha$-Fe$_2$O$_3$박막 가스센서의 제조 및 물성평가 (Fabrication and characterization of $\alpha$-Fe$_2$O$_3$ thin film gas sensor by CVD)

  • 최성민;이세훈;최성철
    • 한국결정성장학회지
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    • 제9권3호
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    • pp.280-285
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    • 1999
  • 화학기상증착법 (CVD) 으로 $\alpha$-Fe$_2$O$_3$ 박막가스센서를 제조하여 NO가스에 대한 검지감도 특성을 조사하였다. 150~$250^{\circ}C$로 증착온도를 변화시키면서 $\alpha$-Fe$_2$O$_3$ 박막을 증착하였을 때 $175^{\circ}C$와 20$0^{\circ}C$에서 증착한 박막은 $\alpha$-Fe$_2$O$_3$상이 나타났으나 $250^{\circ}C$에서 증착한 시편에서는 ${\gamma}$-Fe$_2$O$_3$상이 나타났다. X-선 회절분석으로 증착 및 열처리 조건에 따른 결정립의 크기변화를 조사한 결과 증착온도가 증가하거나 열처리시에 결정리이 성장함을 알 수 있었다. 가스검지감도 측정결과 175$^{\circ}C$에서 증착한 시편의 감도가 가장 좋은 것으로 나타났고, 이때 NO 가스 250ppm에 대한 검지감도는 3.2, 100ppm일때의 응답시간은 12초였다.

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센서 기반의 차량 2차사고 방지 시스템 설계 및 구현 (Design and Implementation of Sensor-based Secondary Vehicle Accident Prevention System)

  • 임경균;김계희;정선미;문형진;김창근
    • 디지털융복합연구
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    • 제15권12호
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    • pp.313-321
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    • 2017
  • 국내의 교통사고는 지속적으로 증가하고 있다. 현재 1차 사고를 방지하기 위한 IOT 기술들이 적용되고 있지만 2차 사고방지를 위한 실질적인 대안은 제시되고 있지 않다. 단지 일반적인 지침으로 권고하고 있는 상황이다. 본 논문에서는 기존의 통신 기술을 활용하여 2차사고 방지를 위한 제안 모델 및 시뮬레이션을 구현하고 있다. 1차사고 시 운전자의 시야 확보가 가능한 상황에서는 안전거리를 확보하여 2차 사고를 예방 할 수 있지만 터널 및 산악 지형 또는 차량 통행이 많은 곡선도로와 같이 운전자의 시야확보가 어려운 지역에서는 1차사고 후 2차 사고의 확률이 점점 증가되고 있는 추세이다. 이에 본 논문에서는 1차 사고는 센서기술을 활용한 정보로 사고 판단을 하고 V2V 또는 V2I 통신을 통한 2차사고 방지를 구현하였다. 시뮬레이션을 통해 운전자의 시야가 확보되는 경우의 2차 사고는 제안 모델과 차이가 없었으나 시야가 확보되지 않고 통신이 단절된 곳에서는 제안모델이 적용된 결과 3%~7% 사고율이 감소하였다.

공연비 변화가 바이오에탄올 연료 스파크 점화기관의 연소 및 배출물 특성에 미치는 영향 (Effect of Air-fuel Ratio on Combustion and Emission Characteristics in a Spark Ignition Engine Fueled with Bio-ethanol)

  • 김대성;윤승현;이창식
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제18권1호
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    • pp.37-43
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    • 2010
  • The purpose of this paper is to investigate the effect of air-fuel ratio on the combustion and emissions characteristics of spark ignition (SI) gasoline engine fueled with bio-ethanol. A 1.6L SI engine with 4 cylinders was tested on EC dynamometer. In addition, lambda sensor and lambda meter were connected with universal ECU to control the lambda value which is varied from 0.7 to 1.3. The engine performance and combustion characteristics of bio-ethanol fuel were compared to those obtained by pure gasoline. Furthermore, the exhaust emissions such as carbon monoxide (CO), unburned hydrocarbon (HC), oxides of nitrogen ($NO_X$) and carbon dioxide ($CO_2$) were measured by emission analyzers. The results showed that the brake torque and cylinder pressure of bio-ethanol fuel were slightly higher than those of gasoline fuel. Brake specific fuel consumption (BSFC) of bio-ethanol was increased while brake specific energy consumption (BSEC) was decreased. The exhaust emissions of bio-ethanol fuel were lower than those of gasoline fuel under overall experimental conditions. However, the specific emission characteristics of the engine with bio-ethanol fuel were influenced by air-fuel ratio.

HCCI 엔진에서 엔진성능 및 배출에 미치는 EGR의 영향 (A Study on the Effects of EGR on Engine Performance and Emissions of a HCCI(Homogeneous Charge Compression Ignition) Engine)

  • 한성빈;장용훈
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제27권11호
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    • pp.1630-1636
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    • 2003
  • Automobile companies and research institutions in leading automobile-manufacturing nations have recently been very active with research regarding the HCCI engine for use in future vehicles. Because HCCI engines take advantage of high compression ratio and heat release rate, they exhibit high efficiency found in compression ignition engines. HCCI engines also utilize a lean air/fuel ratio resulting in low emissions of NO$_{x}$ and PM (particulate matter). The objective of this research is to determine the effects of EGR rate on the combustion processes of HCCI. for this purpose, a 4-cylinder, compression ignition engine was converted into a HCCI engine, and a heating device was installed to raise the temperature of the intake air and also to make it more consistent. In addition, a pressure sensor was inserted into each of the cylinders to investigate the differences in characteristics among the cylinders. The experimental study of the effects of EGR rate on various gas emissions, engine performance, etc. should prove to be a valuable source of information for the development of the HCCI engine.e.

직물의 자외선차단과 세포에 미치는 방호효과 (Protection Effects of Summer Fabrics from Cell Toxicity of UVB)

  • 안령미;이수진;송명견
    • 한국의류학회지
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    • 제21권4호
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    • pp.750-756
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    • 1997
  • The purpose of the study was to investigate a transmittance rate of UVB (Ultraviolet B) through summer fabrics and a protection rate of summer fabric from UVB. The subjects were randomly selected 159 fabrics from Korean common summer fabrics. The protection rates of 159 fabrics from UVB were measured by UVB lamp and UVB sensor, and 14 fabrics among these fabrics were selected for an assay of MTT(3-(4, 5-dimethylthiazol-2-yl) -2, 5 -diphenyltetrazolium). The protection rate of fabrics from cell toxicity of UVB was measured by investigating the difference of the amount of cell toxic substance on between fabrics covered with and without HeLa cell The average protection rate of 159 fabrics from UVB was 95.08%. As result findings, three negative correlations were found between: 1) the transmittance rate of UVB and the amount of MTT on fabrics (y=0.0373+0.O0518 x, r=-0.9323, p<0.001); 2) the air permeability of fabrics and the amount of MTT (r: -0.79, p< 0.01); 3) the air permeability of fabrics and the protection rate of fabrics from UVB (r=0.89, p<0.01). However, there was no effect of thickness of fabrics on the protection rate from UVB and the amount of MTT.

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자체 바이어스를 갖는 Folded Cascode OP Amp를 사용한 Single Pixel Photon Counter 설계 (Design of a single-pixel photon counter using a self-biased folded cascode operational amplifier)

  • 장지혜;황윤금;강민철;전성채;허영;하판봉;김영희
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2009년도 춘계학술대회
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    • pp.678-681
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    • 2009
  • 본 논문에서는 자체 바이어스가 되는 Folded Cascode CMOS OP Amp를 이용하여 싱글 픽셀 포톤 계수기 회로를 설계하였다. 전압 바이어스 회로가 필요 없으므로 싱글 픽셀의 레이아웃 면적을 줄이고 전류 소모를 줄일 수 있다. 매그나칩 반도체 $0.18{\mu}m$ CMOS 공정을 이용하여 설계된 CSA(Charge Sensitive Amplifier)의 신호 전압은 이론치인 151mV이 근접한 138mV로 simulation되었다. 그리고 싱글 픽셀의 레이아웃 크기는 $100{\mu}m{\times}100{\mu}m$이다.

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초분광센서를 활용한 이산화질소 농도 추정식에 관한 연구 (Study on the Concentration Estimation Equation of Nitrogen Dioxide using Hyperspectral Sensor)

  • 전의익;박진우;임성하;김동우;유재진;손승우;전형진;윤정호
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제20권6호
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    • pp.19-25
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    • 2019
  • 국내 산업단지에서 배출되는 대기오염물질의 모니터링을 위해 굴뚝원격감시시스템이 운영되고 있으나 대상 시설이 한정적이어서, 시스템이 설치되지 않은 시설은 단속 요원이 직접 모니터링 및 단속을 수행하고 있다. 그래서 효율적인 산업단지에서 배출되는 대기오염물질의 모니터링을 위해 다양한 센서를 활용한 연구들이 수행되고 있다. 이에 따라 본 연구에서는 초분광센서로 측정할 수 있는 분광복사량을 활용하여 대기오염물질 중 이산화질소의 농도를 추정할 수 있는 공식을 개발하고 검증하였다. 농도 추정식 개발을 위해 다양한 농도의 이산화질소를 대상으로 태양천정각, 관측천정각, 상대방위각을 다르게 하여 분광복사량을 관측하였다. 관측된 분광복사량에서 특정 파장 간의 값의 차이를 흡수 깊이로 하였으며, 흡수 깊이와 이산화질소 농도와의 관계를 이용하여 농도 추정식을 개발하였다. 그리고 개발된 농도 추정식들의 검증을 위해 이산화질소와 아황산가스가 혼합된 가스를 대상으로 측정한 분광복사량을 이용하였다. 그 결과, 추정식의 형태에 따라 결정 계수와 RMSE가 0.71~0.88, 72~323 ppm으로 나타났으며, 지수 형태의 농도 추정식의 결정 계수가 가장 높게 나타났다. 추정식의 형태에 따라 농도의 변화에 따른 추정 농도의 정확도가 일정하지 않지만, 향후 농도 추정식의 고도화가 이루어진다면 초분광 센서를 활용하여 산업단지 배출되는 이산화질소의 모니터링에 사용 가능할 것으로 판단된다.