교육과학기술부(장관 이주호)는 이종흔 고려대 교수와 김해룡 박사과정생이 수분의 영향을 최소화하면서도 성능이 뛰어난 반도체형 가스센서 개발에 성공했다고 5일 밝혔다. 기존의 산화물 반도체형 가스센서는 가스에 반응하고 초기 상태로 회복하는데 수십에서 수백초가 소요되는 등 센서 성능이 급감해 오작동할 확률이 높았다. 이 교수팀이 개발한 가스센서는 산화니켈(NiO)을 첨가한 산화주석(SnO2)의 계층구조로, 반응 속도는 몇 초 이내며, 회복 속도 또한 기존 센서 대비 10배 이상으로 매우 빠르다. 또 기체가 빠르게 확산되는 나노 계층구조를 활용하고, 습기를 선택적으로 흡수하면서도 촉매의 특성을 나타내는 니켈산화물이 이상적으로 첨가돼, 높은 습도에도 센서의 특성에 거의 변화가 없고 안정적으로 작동한다. 특히 유해가스, 폭발성 가스뿐만 아니라 향기와 냄새 등을 실시간으로 감지·식별할 수 있는 특징이 있다.

이종흔 교수는 "이번에 개발된 가스센서는 습기의 영향을 최소화하면서도 초고속으로 반응·회복해, 폭발성가스 실시간 감지기와 음주 측정기를 포함해 자동차, 기계, 식품, 의료, 반도체 등 광범위하게 활용될 수 있을 것으로 전망한다"고 연구의의를 전했다. 연구결과는 재료과학분야의 권위 있는 학술지인 '어드밴스드 펑셔널 머터리얼스'지 12월 6일자 내부 표지논문으로 게재됐다.

▲산화주석 나노 계층구조 관련 사진. (a)산화주석 나노 계층구조를 이용하여 제작된 가스센서의 표면 SEM사진  b)산화주석 나노 계층구조 센서의 단면 SEM사진 (c) FIB(Focus Ion Beam)을 이용하여 관찰된 계층구조의 다공질성 내부 사진 (d)산화니켈이 첨가된 산화주석 나노 계층구조 TEM사진 (e)~(f) 산화니켈이 첨가된 산화주석 나노 계층구조에서 산화니켈의 존재를 보여주는 TEM사진 ⓒ2011 HelloDD.com