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초록·키워드
본 연구는 고온 작동 방식을 사용하는 기존 이산화질소(NO₂) 가스 센서의 과도한 에너지 소모와 느린 회복 속도 문제를 해결하고자 수행되었다. 연구 방법으로, 금속유기 골격체(MOF)인 MIL-68(In)을 템플릿 및 전구체로 사용하여 아연(Zn)이 도핑된 In₂O₃ 마이크로 막대를 합성하였으며, 자외선(UV) 활성화 방식을 도입하여 실온에서의 가스 감지 특성을 정밀하게 평가하였다. 결정 구조 및 화학 성분 분석인 XRD와 XPS 결과에 따르면, In₂O₃ 격자 내에 약 4.92 wt%의 Zn 이온이 성공적으로 치환 도핑되었음이 입증되었다. 실험 결과, Zn이 도핑된 센서는 UV 조사 환경에서 1 ppm NO₂ 가스에 대해 순수 In₂O₃ 대비 10배 이상 향상된 감도를 나타냈으며, 특히, 6.6 ppb라는 매우 낮은 검출 한계를 달성하는 성과를 보여주었다. 이러한 감도 향상은 UV 조사가 센서 표면에서 가스 분자의 흡착 및 탈착 과정을 효율적으로 촉진하여 화학적 반응성을 극대화했기 때문으로 설명할 수 있다. 본 연구의 성과는 향후 실내외 대기 질 모니터링, 산업 안전 시스템, 그리고 저전력 환경 센서 네트워크 분야에서 실용적인 응용과 혁신적인 기술 발전을 견인할 것으로 기대된다.
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