GIST, 가시광에서 유해가스 감지하는 '고감도 센서' 개발…상온에서도 안정성 확보 작성일 03-26 35 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="UgYoPh3Gtk"> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="6ab517f6d8d85f4a5be90db14fdb9442f53e6c0cd687f231b6c8e5018ae65db7" dmcf-pid="ujXNMvUZ5c" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="가시광으로 작동하는 고감도 가스 센서 원리." class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202603/26/etimesi/20260326080804502jnxr.jpg" data-org-width="700" dmcf-mid="yOEJoZ9UZW" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202603/26/etimesi/20260326080804502jnxr.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 가시광으로 작동하는 고감도 가스 센서 원리. </figcaption> </figure> <p contents-hash="08dc2895b41ba59ac5bb6d36fd9c0fd5d5189b99a360b563fd566a8a963a5fcd" dmcf-pid="7AZjRTu5ZA" dmcf-ptype="general">광주과학기술원(GIST·총장 임기철)은 이상한 신소재공학과 교수와 이창열 고등광기술연구원(APRI) 수석연구원이 공동으로 장시간 안정적으로 작동하는 차세대 반도체 소재 기반의 가시광 가스센서 기술을 개발했다고 26일 밝혔다.</p> <p contents-hash="a8f1a80470fd8df823c57522270187e3e12ae21b976726c437710e32bad70408" dmcf-pid="zc5Aey715j" dmcf-ptype="general">대기오염 측정, 산업 안전, 차량 배출가스 관리 등에 사용되는 기존 센서 기술은 가스(이산화질소·NO₂)가 센서에 닿았을 때 센서 내부의 전기 저항이 변하는 현상을 이용한다. 센서가 민감하게 반응하려면 가스가 센서 표면에 붙고 떨어지는 과정에서 전하 이동이 활발해야 하는 데 상온에서는 이러한 과정이 제한돼 성능이 떨어지는 한계가 있었다.</p> <p contents-hash="e00b3fbb48500565fe8ff563b3540af63c7f48d13fbf97e976753a545785db99" dmcf-pid="qk1cdWzt1N" dmcf-ptype="general">주로 자외선(UV)을 필요로 하는 기존 광 기반 센서는 전력 소모가 크고 소재 열화(성능 저하)를 유발해 장기 안정성이 낮은 문제가 제기돼 왔다.</p> <p contents-hash="9c96380b9adec43cacc3e181c751257e030c0ea5704e049be815ce43a3bac52a" dmcf-pid="BEtkJYqF1a" dmcf-ptype="general">연구팀은 이러한 문제를 해결하기 위해 빛을 받으면 전하를 만들어내는 아주 작은 알갱이(할라이드 페로브스카이트 나노입자)를 스펀지처럼 구멍이 많은 구조와 결합한 새로운 센서를 개발했다. 미세한 결정을 두께 약 2 나노미터(㎚)의 매우 얇은 유리막(실리카 보호층)으로 감싼 뒤 빨대처럼 구멍을 통해 공기가 잘 드나드는 기둥 형태의 금속 산화물 재료(주석·SnO₂) 위에 결합했다.<br></p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="3e756c8d50cc02633d4c6d82882c13704473081769418f56cdc2b23261226361" dmcf-pid="bDFEiGB35g" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="얇은 유리막(실리카 보호층)에 따른 센서의 수명 및 성능 비교." class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202603/26/etimesi/20260326080805796pjrs.jpg" data-org-width="700" dmcf-mid="Y7n4Ql0HZP" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202603/26/etimesi/20260326080805796pjrs.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 얇은 유리막(실리카 보호층)에 따른 센서의 수명 및 성능 비교. </figcaption> </figure> <p contents-hash="c9f98354d46fb472e5b5c9fb82a62b0d9f1ebdb425758187328d021bdf7840a3" dmcf-pid="Kw3DnHb0Xo" dmcf-ptype="general">이 기술은 빛을 받으면 전하가 많이 생성돼 전하의 이동이 활발해지고 상온에서도 센서가 안정적으로 작동한다. 실리카 보호층은 수분·산소 등 외부 환경으로부터 소재를 보호해 안정성을 확보한다. 구멍이 많은 금속 산화물 구조로 가스가 더 잘 확산되고 표면에 많이 닿아 감지 성능이 향상되는 것으로 나타났다.</p> <p contents-hash="b7b56730313f444003ac14c3ae2ab87b78934cc56656b81534040abb8f825073" dmcf-pid="9r0wLXKpZL" dmcf-ptype="general">연구팀은 어두운 암조건과 눈에 보이는 가시광·녹색광을 비추는 조건에서 NO₂ 감지 성능을 비교한 결과 센서는 초미량부터 고농도까지 넓은 농도 범위에서 NO를 감지했다. 이는 세계보건기구(WHO) 기준 13.3 파츠 퍼 빌리언(ppb·10억분의 1)의 약 127분의 1 수준까지 탐지 가능한 높은 민감도를 의미한다.</p> <p contents-hash="03c79071c444928fe7bbe16183dbfc6043378fc3ad3114f8b7aed995b1c78dcd" dmcf-pid="2X6HIKiPYn" dmcf-ptype="general">특히 별도의 가열 장치가 필요 없어 전력 소모를 줄일 수 있기 때문에 휴대용 센서, 스마트 기기, 실내 공기질 관리 시스템 등에 활용될 것으로 기대된다.</p> <p contents-hash="a8f76f4d8e26d29a6552a5738974020dc65fe7cc6b92e383847406933a430748" dmcf-pid="VZPXC9nQ5i" dmcf-ptype="general">이상한 교수는 “이번 연구는 일상 조명과 같은 가시광 환경에서도 안정적으로 작동하는 할라이드 페로브스카이트 소재를 가스 센서에 적용한 첫 사례”라며 “저전력·고감도 차세대 가스 센서의 상용화를 앞당길 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다.<br></p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="695c12a499661a2084c3c4dc8f0f8e3fb780e40644833584c7e7f4f80cedeaf4" dmcf-pid="f5QZh2LxGJ" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="왼쪽부터 이상한 교수, 육연지 석박통합과정생, 고등광기술연구원 김도겸 박사후연구원, 이창열 수석연구원." class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202603/26/etimesi/20260326080807053ubbe.jpg" data-org-width="700" dmcf-mid="GT3TGxkLG6" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202603/26/etimesi/20260326080807053ubbe.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 왼쪽부터 이상한 교수, 육연지 석박통합과정생, 고등광기술연구원 김도겸 박사후연구원, 이창열 수석연구원. </figcaption> </figure> <p contents-hash="9e27e3796162cf8fd2ab0de8544b6a530876ddaa50d8899ca8e2186c01715612" dmcf-pid="41x5lVoMXd" dmcf-ptype="general">광주=김한식 기자 hskim@etnews.com</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 전자신문. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 '클라이맥스' 하지원 첫 동성애 연기, 스킨십까지 '파격'…연인 잃고 분노 03-26 다음 LGU+, 유심 초기물량 577만장 확보…8월 교체 마무리 목표 03-26 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
