KR101220041B1 - 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서 및 이를 응용한 화재경보장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서로서, 투명 전극(100); 투명 전극 상에 형성된 버퍼 층(200); 버퍼 층 상에 금속산화물로 이루어지는 금속산화물 나노구조체(300); 및 금속산화물 나노구조체(300)의 상단면에 형성된 상부 전극(400)을 포함하는 것을 특징으로 한다. 그리고 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서를 구비한 화염감지센서부(800); 자외선 센서가 자외선을 감지하면, 상기 화염감지센서부로부터 신호를 받아 경보를 하는 화재경보부(1000,1100); 및 상기 화염감지센서부와 화재경보부에 전력을 공급하는 전력공급부(900)를 포함하는 것을 특징으로 하는 화재경보장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서는 투명 기판 측에서 자외선이 조사되면, 금속산화물 나노구조체가 자외선에 반응하는 물성적 특징을 이용하여 자외선센서로 이용하는 기술분야이다.
본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서는 투명 기판 측에서 자외선이 조사되면, 금속산화물 나노구조체가 자외선에 반응하는 물성적 특징을 이용하여 자외선센서로 이용하는 기술분야이다.
Description
본 발명은 버퍼층이 형성된 나노구조체 자외선 센서 및 이를 응용한 화재경보장치에 관한 것이다.
특히 본 발명은 투명 전극 상에 버퍼층, 버퍼층 위에 형성된 나노구조체 및 나노구조체 상단면에 형성된 상부 전극을 구성요소로 하고, 투명 기판 측에서 자외선이 조사되면, 금속산화물 나노구조체가 자외선에 반응하는 물성적 특징을 이용하여 자외선센서로 이용하는 기술분야이다.
최근 단결정 나노와이어 표면효과를 이용한 가스 및 광 센서 연구가 활발히 진행중인데, 이 가운데 ZnO는 3.37eV의 와이드 밴드갭(wide baand gap)과 높은 투명성으로 인해 자외선 센서로서의 응용성을 가진다.
본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 나노구조체 자외선 센서 및 이를 응용한 화재경보장치는 이러한 나노구조체의 표면효과를 이용하여 자외선 센서를 제작 및 응용하는 기술에 관한 것이다.
그러나 기존의 나노와이어 표면 효과를 이용한 자외선 센서는 실리콘으로 제조되었는데 실리콘의 밴드갭은 1.2eV 정도로 가시광 영역에 해당하는 밴드갭을 가지고 있어서 가시영역에서의 가시광에도 동시에 감응하기 때문에 자외선에만 선택적으로 작용하지 못하는 문제점이 있었다.
기존의 자외선센서들은 배경전류로 인하여 낮은 응답성을 가지는 단점이 있었다. 광센서는 높은 응답성을 보여야 하는데, 배경전류와 광전류의 전류 증가폭이 커야 높은 응답성을 보일 수 있다. 따라서, 배경전류를 낮추기 위한 문제점이 제기 되었다.
기존의 산화아연 나노구조체를 구비한 자외선 센서는 기판과 산화아연 나노구조체의 결정 구조의 차이로 인해서 균일하고도 고밀도의 산화아연 나노구조체를 성장시키지 못하는 문제점도 존재하였다.
그리고 기존의 나노구조체를 기반으로 한 자외선 센서의 경우 나노구조체가 수직으로 형성되지 않음으로써 전자들의 방향성에 문제가 있었다. 이는 전자 장치에 사용되는 전계 방출 소자는 전형적으로 전자들의 방향성 있는 방출을 요구하고 있기 때문이다. 또한, 나노구조체가 수직 정력되지 않음으로 인하여 후속 공정의 진행에 곤란을 초래할 수 있는 문제점이 제기 되었다.
본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 나노구조체 자외선 센서 및 이를 응용한 화재경보장치는 상기한 바와 같은 종래 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 다음과 같은 해결과제를 가진다.
첫째, 자외선 센서로서 우수한 성능을 가지기 위하여 자외선에만 선택적으로 반응하는 금속산화물 나노구조체를 구비한 자외선 센서를 제공하고자 한다.
둘째, 자외선 센서로서 우수한 성능을 가지기 위해서 요구되는 높은 응답성을 얻기 위해 낮은 배경전류를 가지는 금속산화물 나노구조체를 구비한 자외선 센서를 제공하고자 한다.
셋째, 자외선 센서로서 우수한 성능을 가지기 위해서 균일하고도 고밀도의 금속 산화물 나노구조체를 가지는 금속산화물 나노구조체를 구비한 자외선 센서를 제공하고자 한다.
넷째, 전계 방출 소자에 있어서 전자들의 방향성 있는 방출을 위하여 수직으로 곧게 정렬된 나노구조체를 구비한 자외선 센서를 제공하고자 한다.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서는 투명전극, 버퍼층, 금속산화물 나노구조체, 투명 글라스, 결합지지부재 그리고 폴리머층과 같은 구성요소들을 포함하고 있다.
구체적으로는 본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서는 투명 전극; 투명 전극 상에 형성된 버퍼 층; 버퍼 층 상에 금속산화물로 이루어지는 금속산화물 나노구조체; 및 금속산화물 나노구조체의 상단면에 형성된 상부 전극을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서의 투명 전극은 ITO(Indium Tin Oxide), CNT(Carbon Nano Tube), SnO2(Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ZnO, 그래핀(graphene) 또는 FTO(Fluorine-doped Tin Oxide) 중 어느 하나의 소재로 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서의 버퍼 층은 ALD(Atomic Layer Deposition)법을 이용하여 ZnO와 Al2O3가 교대로 증착된 AZO(Al doped ZnO) 버퍼층인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서의 AZO 버퍼층은 10~100nm의 두께로 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서의 금속산화물 나노구조체는 산화아연(ZnO) 나노선 또는 박막 중 어느 하나인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서의 나노선은 AZO 버퍼층 상에서 수직되는 방위로 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서의 나노선은 직경이 10~50nm인 막대 형상인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서의 상부 전극은 Pt, Ni, Ag, Au, Pd 또는 Se 중 어느 하나의 소재로 이루어진 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서의 상부 전극과 버퍼층 사이에 배치되는 결합지지부재를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서의 결합지지부재는 수지인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서의 결합지지부재는 버퍼층의 나노구조체가 형성되지 않은 테두리부에 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서의 투명 전극 하부에 결합된 투명 글라스를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서의 상부 전극 위에 결합된 폴리머층을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서의 폴리머층은 폴리이미드, 폴리설폰, 폴리에테르설폰, 폴리아미드이미드 또는 폴리에테르이미드로 중 어느 하나의 소재로 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서를 응용한 화재경보장치는 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서를 포함하는 화염감지센서부; 자외선 센서가 자외선을 감지하면, 화염감지센서부로부터 신호를 받아 경보를 하는 화재경보부; 및 화염감지센서부와 화재경보부에 전력을 공급하는 전력공급부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서를 응용한 화재경보장치의 전력공급부는 내장 배터리인 것을 특징으로 할 수 있다.
이상과 같은 구성의 본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서는 다음과 같은 효과를 가진다.
첫째, 3.37eV의 와이드 밴드갭(wide baand gap)을 가진 산화아연(ZnO) 금속산화물 나노구조체로서 자외선에만 선택적으로 반응하는 효과를 가진다.
둘째, 산화아연(ZnO)의 일함수보다 큰 상부 전극을 사용하여 낮은 배경전류를 가짐으로써 높은 응답성을 제공하는 효과를 가진다.
셋째, 투명 기판과 산화아연(ZnO) 나노구조체 사이에 버퍼층을 삽입하여 균일하고도 고밀도의 산화아연 나노구조체를 성장시키는 효과를 가진다.
넷째, 산화아연(ZnO)나노구조체를 수직으로 곧게 형성함으로써 전계의 방향성있는 방출의 효과를 가진다.
다섯째, 수직으로 곧게 형성한 산화아연(ZnO) 나노구조체는 후속공정인 나노구조체 상에 상부 전극을 용이하게 형성하게 되는 효과도 가진다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어질 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서의 측단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서의 ITO층과 AZO층의 측단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서의 산화아연 나노구조체를 AZO버퍼층 유무에 따라 달리 나타낸 SEM 사진이다.
도 4는 본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서에서 상부전극 및 폴리머층을 얹는 과정을 그린 측단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서에서 나노구조체가 박막일때의 에너지 준위를 나타낸 밴드다이어그램이다.
도 6은 본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서에서 나노구조체가 나노선일때의 에너지 준위를 나타낸 밴드다이어그램이다.
도 7은 본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서에서 산소가 충분히 공급된 상태에서 제조된 나노선의 에너지 준위를 나타낸 밴드다이어그램이다.
도 8은 본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서에서 나노구조체가 박막일 때 역전압이 걸린 경우의 에너지 준위를 나타낸 밴드다이어그램이다.
도 9는 본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서에서 나노구조체가 나노선일 때 역전압이 걸린 경우의 에너지 준위를 나타낸 밴드다이어그램이다.
도 10은 본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서에서 산소가 충분히 공급된 상태에서 제조된 나노선의 역전압이 걸린 경우의 에너지 준위를 나타낸 밴드다이어그램이다.
도 11은 본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서에서 나노선, 박막, 산소가 충분히 공급된 상태에서 제작된 나노선의 경우의 I-V그래프이다.
도 12는 본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서의 높은 전도도 박막의 I-V곡선이다.
도 13은 본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서의 높은 전도도 나노와이어의 I-V곡선이다.
도 14는 본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서의 낮은 전도도 나노와이어의 I-V곡선이다.
도 15는 본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서의 높은 전도도 박막의 자외선 조사 유무에 따른 I-V곡선이다.
도 16는 본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서의 높은 전도도 나노와이어의 자외선 조사 유무에 따른 I-V곡선이다.
도 17는 본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서의 낮은 전도도 나노와이어의 자외선 조사 유무에 따른 I-V곡선이다.
도 18은 본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서의 높은 전도도 박막의 응답 및 회복속도를 나타낸 전류-시간 곡선이다.
도 19은 본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서의 높은 전도도 나노와이어의 응답 및 회복속도를 나타낸 전류-시간 곡선이다.
도 20은 본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서의 낮은 전도도 나노와이어의 응답 및 회복속도를 나타낸 전류-시간 곡선이다.
도 21은 본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서의 높은 전도도 박막, 높은 전도도 나노와이어 및 낮은 전도도 나노 와이어의 응답성을 나타낸 파장-응답도 곡선이다.
도 22은 본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서를 이용한 화재경보장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서의 ITO층과 AZO층의 측단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서의 산화아연 나노구조체를 AZO버퍼층 유무에 따라 달리 나타낸 SEM 사진이다.
도 4는 본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서에서 상부전극 및 폴리머층을 얹는 과정을 그린 측단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서에서 나노구조체가 박막일때의 에너지 준위를 나타낸 밴드다이어그램이다.
도 6은 본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서에서 나노구조체가 나노선일때의 에너지 준위를 나타낸 밴드다이어그램이다.
도 7은 본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서에서 산소가 충분히 공급된 상태에서 제조된 나노선의 에너지 준위를 나타낸 밴드다이어그램이다.
도 8은 본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서에서 나노구조체가 박막일 때 역전압이 걸린 경우의 에너지 준위를 나타낸 밴드다이어그램이다.
도 9는 본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서에서 나노구조체가 나노선일 때 역전압이 걸린 경우의 에너지 준위를 나타낸 밴드다이어그램이다.
도 10은 본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서에서 산소가 충분히 공급된 상태에서 제조된 나노선의 역전압이 걸린 경우의 에너지 준위를 나타낸 밴드다이어그램이다.
도 11은 본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서에서 나노선, 박막, 산소가 충분히 공급된 상태에서 제작된 나노선의 경우의 I-V그래프이다.
도 12는 본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서의 높은 전도도 박막의 I-V곡선이다.
도 13은 본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서의 높은 전도도 나노와이어의 I-V곡선이다.
도 14는 본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서의 낮은 전도도 나노와이어의 I-V곡선이다.
도 15는 본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서의 높은 전도도 박막의 자외선 조사 유무에 따른 I-V곡선이다.
도 16는 본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서의 높은 전도도 나노와이어의 자외선 조사 유무에 따른 I-V곡선이다.
도 17는 본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서의 낮은 전도도 나노와이어의 자외선 조사 유무에 따른 I-V곡선이다.
도 18은 본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서의 높은 전도도 박막의 응답 및 회복속도를 나타낸 전류-시간 곡선이다.
도 19은 본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서의 높은 전도도 나노와이어의 응답 및 회복속도를 나타낸 전류-시간 곡선이다.
도 20은 본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서의 낮은 전도도 나노와이어의 응답 및 회복속도를 나타낸 전류-시간 곡선이다.
도 21은 본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서의 높은 전도도 박막, 높은 전도도 나노와이어 및 낮은 전도도 나노 와이어의 응답성을 나타낸 파장-응답도 곡선이다.
도 22은 본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서를 이용한 화재경보장치의 블록도이다.
본 명세서에서 사용되는 용어에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 해석되지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함한다" 등의 용어는 설시된 특징, 개수, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 의미하는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 개수, 단계 동작 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하에서는 도 1 내지 도 22를 참조하여, 본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서는 투명 전극(100); 상기 투명 전극 상에 형성된 버퍼 층(200); 상기 버퍼 층 상에 금속산화물로 이루어지는 금속산화물 나노구조체(300); 및 상기 금속산화물 나노구조체(300)의 상단면에 형성된 상부 전극(400)을 포함하는 것을 특징으로한다. 도 1은 본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서의 측단면도로서 본 발명의 개략적인 구조를 잘 나타내주고 있다.
본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서는 도 1에서 도시된 바와 같이 기본적으로 투명 전극 상에 버퍼층을 ALD(Atomic Layer Deposition)법을 이용하여 ZnO와 Al2O3가 교대로 증착시켜 AZO(Al doped ZnO) 버퍼층(200)이 형성되게 하였다.
도 2는 본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서의 ITO층과 AZO층의 측단면도이다. 본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서를 제작함에 있어서 일 실시예로써, 도 2에서 도시된 바와 같이 투명 전극(100)은 ITO 전극(100a)을 사용하였고, ITO 전극(100a)상에 버퍼층(200)을 ALD(Atomic Layer Deposition)법을 이용하여 ZnO와 Al2O3가 교대로 증착시켜 AZO(Al doped ZnO) 버퍼층(200a)이 형성되게 하였다. 여기서 투명 전극은 본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서를 제작하기 위하여 가시광 영역(파장 400~700nm)에서 70%이상의 광 투과율을 가지며, 10~1,000/옴센티의 전기전도도를 가지는 것이 바람직하다. 본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서를 제작함에 있어서는 일 실시예로 ITO 전극을 사용하였고, ITO 외에도 ITO(Indium Tin Oxide), SnO2(Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ZnO, FTO(Fluorine-doped Tin Oxide) 또는 CNT(Carbon Nano Tube) 중 어느 하나의 소재로 사용하여도 본 발명의 기술적 사상에 해당한다.
본 발명에 따른 버퍼층(200)은 하부 전극에 해당하는 투명 ITO기판과 전극위에 형성될 ZnO 나노구조체의 높은 격자 상수 불일치로 인해 나노선의 수직 성장이 어려움을 해소하기 위해서 형성된 것이다. 본 발명에 있어서는 비정질, 다결정 ITO기판 상에서 단결정의 고밀도 ZnO 나노구조체가 형성될 수 있도록 AZO(AlZnO)버퍼층을 ALD기법으로 20nm 두께로 삽입하여 나노선의 수직 성장 및 일정한 높이의 성장을 유도하였다. 여기서 AZO버퍼층이나 AZO버퍼층의 두께는 반드시 필수적인 요소에 해당하지 않으며, AZO 버퍼층과 같이 단결정 및 고밀도의 ZnO나노구조체를 수직으로 성장시킬 수 있는 소재이면 본 발명의 기술적 사상과 동일하다. 따라서, AZO 버퍼층의 두께는 본 실험에 있어서 20nm 두께로 삽입하였을 뿐 앞에서 기술한 것과 마찬가지로 단결정 및 고밀도의 ZnO나노구조체를 수직으로 성장시킬 수 있으면 20nm 외 두께로 AZO를 삽입하고 나노선을 성장시켜도 본 발명과 동일한 기술적 사상에 해당한다. 따라서, AZO 버퍼층은 10~100nm의 두께로 삽입하여 ZnO 나노구조체를 성장시킬 수도 있다. 다만, AZO 버퍼층(200)의 두께가 10nm 미만인 경우에는 전극으로서 불안정한 유전막(절연막)의 특성을 가지는 문제가 생길 수 있다. AZO 버퍼층(200)의 두께가 100nm를 초과하여 형성되더라도 그 초과되는 두께에 따른 나노선의 수직배향성 및 나노선의 높이 균일에 대한 효과의 증가는 거의 없어 비효율적이다.
도 3은 본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서의 산화아연 나노구조체를 AZO버퍼층 유무에 따라 달리 나타낸 SEM 사진이다. 도 3에서 왼쪽 SEM 사진의 나노구조체는 AZO 버퍼층이 삽입되지 않은 상태로 ZnO 나노구조체를 형성시킨 것이다. 도시된 바와 같이 ZnO 나노구조체가 수직으로 고르게 성장되지 않은 것을 알 수 있다. 도 3의 오른쪽 SEM 사진의 나노구조체는 AZO 버퍼층이 삽입된 후 ZnO 산화아연 나노구조체(나노선)를 성장시킨 것이다.
본 발명에 따른 나노선(310a)은 AZO 버퍼층(200a) 상에서 수직되는 방위로 성장되고, 직경이 10~50nm로 일정한 막대 형상으로 성장될 수 있는 것이 바람직하다. 만일 나노선이 수직 성장되지 않거나, 일정하지 않은 두께로 성장되는 경우에는 수직성장된 나노선에 비하여 전압 인가시 저항이 증가될 수 있으며, 응답속도가 느리게 되는 문제가 있다. 그리고 나노선(300)의 두께를 10nm 미만으로 성장시키는 경우에는 나노선의 기계적 물성이 약해질 수 있으며, 공정의 조작이 복잡해질 수 있다. 나노선의 두께가 50nm를 초과하여 성장시키면, 씨드층 또는 나노선 간의 네트워킹으로 인해 박막 형태로 성장될 수 있기 때문이다.
본 발명에 따른 나노선은 유기금속 화학기상증착법, 기상 에피택시 및 분자빔 에피택시로 이루어진 군으로부터 선택된 하나의 방법으로 성장될 수 있다.
본 발명에 따른 산화아연 나노구조체 형성을 위하여 아연을 함유한 전구체를 이용하는데, 아연을 함유한 전구체는 디메틸아연[Zn(CH3)2], 디에틸아연[Zn(C2H5)2], 아연아세테이트[Zn(OOCCH3)2H2O], 아연아세테이트 무수물[Zn(OOCCH3)2] 또는 아연 아세틸아세토네이트[Zn(C5H7O2)2] 중 어느 하나의 것으로 선택될 수 있다.
본 발명에 따른 아연을 함유한 전구체는 불활성 기체로 이루어진 캐리어 가스에 의해 공급될 수 있다.
유기금속 화학증착법에 의한 나노선의 성장에 있어서는 챔버 내로 공급되는 가스의 온도와 압력에 따라 나노선의 성장여부 및 구조가 결정될 수 있다. 본 발명에서는 캐리어 가스 및 산소함유 가스가 200~400의 온도에서 10~30 torr의 압력으로 공급될 수 있다. 나노선이 성장되는 진공 챔버 내의 온도를 캐리어 가스 및 산소함유 가스에 의해 200~400의 온도로 유지하고 10~30 torr의 압력으로 공급함으로써, 단결정상의 씨드층의 형성이 원활히 이루어지고, 형성된 씨드층 상에서 나노선이 성장하게 된다.
본 발명에 따른 산소는 산소함유 가스에 의해 공급되며, 상기 산소함유 가스는 오존, 이산화질소, 수증기 및 이산화탄소로 이루어진 군으로부터 적어도 하나 선택될 수 있다.
그리고 본 발명에 따른 나노선이 유기금속 화학기상증착법에 의하여 이루어지는 경우에는 아연을 함유한 전구체가 5~10μmol/min의 유량으로 20~40분간 공급될 수 있다.
본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체를 제작하기 위한 다음 상기 아연을 함유한 전구체가 5~10μmol/min의 유량으로 공급될 수 있다. 아연을 함유한 전구체가 5μmol/min 미만으로 공급되는 경우에는 나노선의 성장기반인 씨드층의 형성이 이루어지지 않을 수 있고, 나노선이 성장되더라도 수직배향성이 우수하지 못할 수 있다. 그리고 아연을 함유한 전구체가 10μmol/min를 초과하여 공급되면 나노선이 형성되지 않고, 나노선들 간의 네트워킹된 구조의 박막이 형성되는 문제가 있다.
본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체를 제작함에 있어서 캐리어가스 및 산소함유 가스는 20~40분간 공급될 수 있다. 캐리어가스 및 산소함유 가스가 20분 미만으로 공급되는 경우에는 나노선이 충분히 성장하지 못할 수 있다. 그리고 캐리어가스 및 산소함유 가스가 40분을 초과하여 공급되더라도 초과 공급되는 가스의 양에 비해 나노선의 성장에는 크게 영향을 미치지 못하게 될 뿐만 아니라, 오히려 나노선의 표면이 거칠어 질 수 있다. 공급되는 아연을 함유한 전구체와 산소의 유량비는 1:180~1:200인 것이 바람직하다. 아연의 공급 유량 1을 기준으로 산소의 공급유량이 200배를 초과하면, 형성되는 나노선(300)이 두꺼워져 뭉쳐진 파티클(paticle) 형태로 되는 문제점이 있다. 그리고 아연의 공급 유량 1을 기준으로 산소의 공급유량이 180배 미만이면, 나노(namo)단위의 나노선이 형성되지 못하고 마이크로(micro)단위의 선(wire)가 형성될 수 있기 때문이다.
도 4는 본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서에서 상부전극 및 폴리머층(700)을 얹는 과정을 그린 측단면도이다.
도 4에 도시된 바와 같이 산화아연 나노구조체 상에 상부 전극(400)을 형성시키는 단계는 성장된 나노선 상에 접촉되도록 상부전극이 배치되는 것이다.
본 발명에 따른 상부전극(400)은 폴리머층(700)에 스퍼터링(sputtering) 방식으로 상부전극(400)이 형성되어 이루어지는 것이다. 즉 본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서는 기존 방식과 다르게 나노선 위에 직접 상부전극을 형성하지 않고 폴리머층에 전극 역할을 하는 상부전극(400)을 형성한다. 그리고 폴리머층(700)은 나노선(310a)에 비해 평평하기 때문에 균일한 두께의 상부전극(400)을 형성할 수 있다.
한편, 상기와 같이 형성된 상부전극(400)이 나노선(310a) 상에 접촉하도록 배치시킨 후, 결합지지부재(500)에 의해 결합시킬 수 있다.
따라서 본 발명에 따르면 나노선(310a) 위에 직접 상부전극(400)을 형성하는 것에 비하여 보다 견고한 구조의 상부전극(400)을 간단하게 형성할 수 있게 된다.
본 발명에 따른 폴리머층(700)은 상부전극(400)을 지지하는 역할을 함과 동시에 증착된 상부전극(400)이 나노선(310a)과 접촉이 원활히 이루어질 수 있도록 도와주는 역할을 한다. 따라서 폴리머층(502)을 이루는 재질은 상부전극(400)이 스퍼터링되는 온도에서 견딜 수 있는 내열성을 가지며, 나노선(310a)과의 접촉시 나노선(310a)의 훼손이 방지되도록 부드럽고 탄성이 있는 것이 바람직하다. 예를 들어 본 발명에 따른 폴리머층(700)은 폴리이미드, 폴리설폰, 폴리에테르설폰, 폴리 아미드이미드 또는 폴리에테르이미드 중 어느 하나의 것으로 선택되어 질 수 있다.
본 발명에 따른 상부전극(400)은 Pt, Ni, Ag, Au, Pd 또는 Se 중 어느 하나의 소재로 이루어질 수 있다. 상기 예시된 상부전극을 형성할 수 있는 군들 중에서 전압 인가시 낮은 저항과 빠른 응답특성을 낼 수 있는 Pt가 바람직하다.
본 발명에 따른 상부전극(400)은 결합지지부재(500)에 의해 결합될 수 있다. 그리고 본 발명에 따른 결합지지부재(500)는 나노선(310a) 상에 접촉 배치된 상부전극(400)을 결합시키고 지지하는 역할을 한다.
본 발명에 따른 결합지지부재(400)는 에폭시 수지 또는 페놀 수지 등의 수지일 수 있다. 에폭시 수지 또는 페놀 수지의 경우에는 접착력이 우수하고, 경화되면 상부전극을 안정되게 지지할 수 있어 바람직하다. 그리고 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 수지는 AZO 버퍼층(200a)의 나노선이 성장되지 않은 테두리에 도포되고, 상기 도포된 수지가 경화되면서 AZO 버퍼층(200a)과 상부전극(400)이 접착될 수 있다. 예를 들어 AZO 버퍼층(200a)의 나노선(310a)이 성장되지 않은 테두리에 졸-겔 내지 액상의 에폭시 수지를 도포한 후에 미리 제작된 상부전극(400)을 나노선(310a) 위에 올려놓는다. 이때, 에폭시 수지가 상부전극(400)과 접할 수 있도록 나노선(310a)의 길이보다 두껍게 도포되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 도포되는 수지의 경화온도 및 경화시간은 수지의 종류에 따라 달리 조절될 수 있다. 예를 들어, 에폭시 수지의 경우에는 대략 70~90의 온도에서 50~70분 동안 경화시킬 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서에서 나노구조체가 박막일때의 에너지 준위를 나타낸 밴드다이어그램이다. 도 6은 본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서에서 나노구조체가 나노선일때의 에너지 준위를 나타낸 밴드다이어그램이다. 도 7은 본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서에서 산소가 충분히 공급된 상태에서 제조된 나노선의 에너지 준위를 나타낸 밴드다이어그램이다. 도 8은 본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서에서 나노구조체가 박막일 때 역전압이 걸린 경우의 에너지 준위를 나타낸 밴드다이어그램이다. 도 9는 본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서에서 나노구조체가 나노선일 때 역전압이 걸린 경우의 에너지 준위를 나타낸 밴드다이어그램이다. 도 10은 본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서에서 산소가 충분히 공급된 상태에서 제조된 나노선의 역전압이 걸린 경우의 에너지 준위를 나타낸 밴드다이어그램이다.
도 5 내지 도 10에서는 나노선 기반 광센서의 구동이 표면효과와 광 조사에 따른 ZnO의 페르미 준위(Fermi Level) 변화와 쇼트키 메탈(Schotty metal)과의 일함수 차이로 인한 쇼트키 장벽의 변화로 구동됨을 규명된 것을 이용하여 밴드 다이어그램으로 나타낸 것이다.
도 5 내지 도8는 높은 전기 전도도의 박막(conductive film)과 나노선(conductive nanowire)가 UV 조사시 많은 광전자 발생으로 인해 페르미 준위가 전도띠(conduction band)에 가깝게 변화되어, Pt와의 쇼트키 장벽 높이가 감소에 따라 터널링(tunneling)하게 되어 전류가 흐르게 되는 것을 도시한 것이다. 도 6에서 도시된 바와 같이 표면에서 생성된 광전자에 의한 페르미 준위가 이동한 것을 알 수 있다(설명0). 그리고, 도 8에서는 쇼트키 접합 면적이 매우 넓어, 쇼트키 계면에서 광전자 형성이 많음을 나타낸다(설명1).
반면 도 9 및 10은 적은 산소 공공으로 낮은 전기전도도 나노선(low conductive nanowire)은 UV조사시에 발생되는 광전자가 적어, 페르미 준위(Fermi Level)의 변화가 적고 여전히 높은 전위 장벽을 유지함으로 터널링(tunneling) 되지 못하여 전류가 거의 흐르지 못하는 것을 보여준다. 이것은 낮은 전기전도도의 나노선은 Pt와의 쇼트키 접합에 의한 광전자 형성이 쇼트키 장벽의 감소에 의한 터널링과 무관함에도 불구하고 낮은 광전류를 가지는 것은 나노선과 Pt의 쇼트키 접합이 충분하지 않아 광전자 생성이 매우 적음을 의미한다(설명2). 이러한 결과로 표면적 효과가 낮은 박막에서 광전류 발생의 신호가 비교적 강한 것은 표면효과보다 Pt와의 넓은 쇼트키 접합에서 발생된 광전자가 일부 기여한 것으로 생각할 수 있다. 도 10에서 도시된 바와 같이 비저항이 높은 시료와 마찬가지로 광전자 형성이 거의 없음을 간접적으로 유추할 수 있다(설명3). 따라서, 고품질 UV센서를 위해서는 전기전도도가 높은 단결정의 나노선을 활용하는 것이 좋다.
도 11은 본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서에서 높은 전도도의 박막, 높은 전도도의 나노선, 낮은 전도도 나노선의 I-V그래프이다. 도 12는 본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서의 높은 전도도 박막의 I-V곡선이다. 도 13은 본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서의 높은 전도도 나노선의 I-V곡선이다. 도 14는 본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서의 낮은 전도도 나노선의 I-V곡선이다.
본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서에 하부 전극에 ITO 전극 쪽에는 양극, 상부 전극에는 음극을 인가하고 ITO 투명 전극쪽으로 자외선을 조사하게 되면 전류가 흐르게 된다.
도 11에 도시된 바와 같이 검은 그래프는 높은 전도도의 박막, 빨간 그래프는 높은 전도도의 나노선 그리고 파란 그래프는 낮은 전도도의 나노선을 의미한다. 도시된 바와 같이 파란 그래프는 낮은 전도도로 인해서 자외선을 조사하여도 흐르는 전류는 매우 낮은 것을 알 수 있다. 그리고 검은 그래프인 높은 전도도의 나노선이 빨간 그래프인 높은 전도도의 박막 보다 같은 전압을 인가했을 경우에 기울기가 높으므로 더 많은 전류를 흐르는 것을 알 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서는 높은 전도도의 박막과 높은 전도도의 나노선을 나노구조체로 하고, 바람직하게는 높은 전도도의 나노선을 나노구조체로 한다. 도 12 내지 도 14는 도 11에서 나타낸 각각의 I-V 곡선을 높은 전도도의 박막, 높은 전도도의 나노선, 낮은 전도도의 나노선을 각각 개별적으로 나타낸 것이다.
도 15는 본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서의 높은 전도도 박막의 자외선 조사 유무에 따른 I-V곡선이다. 도 16는 본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서의 높은 전도도 나노선의 자외선 조사 유무에 따른 I-V곡선이다.도 17는 본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서의 낮은 전도도 나노선의 자외선 조사 유무에 따른 I-V곡선이다.
먼저 도 15를 살펴보면 먼저 자외선이 조사되지 않은 환경(파란 곡선)에서는 역전압(ITO 전극에 양극, 상부 Pt전극에 음극)을 걸어주면 전류가 거의 흐르지 않다가, ITO 투명 전극쪽에 자외선이 조사되는 환경(빨간 곡선)에서는 전류가 흐르는 것을 볼 수 있다.
그리고 도 16에서도 먼저 자외선이 조사되지 않은 환경(파란 곡선)에서는 역전압(ITO 전극에 양극, 상부 Pt전극에 음극)을 걸어주면 전류가 거의 흐르지 않다가, ITO 투명 전극쪽에 자외선이 조사되는 환경(빨간 곡선)에서는 전류가 흐르는 것을 볼 수 있다.
그러나 도 17에서는 먼저 자외선이 조사되지 않은 환경(파란 곡선)에서는 역전압(ITO 전극에 양극, 상부 Pt전극에 음극)을 걸어주면 전류가 거의 흐르지 않으며, ITO 투명 전극쪽에 자외선이 조사되는 환경(빨간 곡선)에서도 역시 전류가 거의 흐르지 않는 것을 볼 수 있다.
도 15와 도 16을 보면 파란 곡선과 빨간 곡선이 서로 벌어지는 정도가 커야 상대적으로 좋은 센서라고 할 수 있는데, 높은 전도도의 나노선에 해당하는 도 16이 도 15보다 파란 곡선과 빨간 곡선이 서로 벌어지는 정도가 크므로, 상대적으로 좋은 센서라고 할 수 있다. 이는 자외선 조사 유무에 따른 반응성이 좋음을 의미하기 때문이다.
도 18은 본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서의 높은 전도도 박막의 응답 및 회복속도를 나타낸 전류-시간 곡선이다. 도 19은 본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서의 높은 전도도 나노선의 응답 및 회복속도를 나타낸 전류-시간 곡선이다. 도 20은 본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서의 낮은 전도도 나노선의 응답 및 회복속도를 나타낸 전류-시간 곡선이다.
도 18 내지 도 20은 역전압(ITO 전극에 양극, 상부 Pt 전극에 음극)이 걸린 상태에서 높은 전도도 박막(도 18), 높은 전도도 나노선(도 19), 낮은 전도도 나노선(도 20)의 응답 회복 속도를 나타내는 것인데, 도 18에서 보는 것과 같이 자외선이 조사된 순간부터 최고 전류 지점(대략 1.0mA)까지 도달하는데 걸리는 시간은 300초 정도에 해당하고, 도 19에서 보는 것과 같이 높은 전도도 나노선은 자외선이 조사되면 시간 지연이 거의 보이지 않고 자외선에 반응하여 전류를 0.1A까지 흘리는 것을 볼 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서는 높은 전도도 나노선을 가장 바람직한 나노구조체로 자외선 센서에 사용한다. 그러나 높은 전도도 박막도 자외선 센서로서의 기능을 하지 못하는 것은 아니며, 높은 전도도의 박막을 구성요소로 하는 것도 본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서의 기술적 사상과 동일하다. 반면, 도 20에서의 낮은 전도도 나노선은 자외선에 대하여 유의미하게 반응한다고 볼 수 없는 것으로 나타났다.
도 21은 본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서의 높은 전도도 박막(conductive film), 높은 전도도 나노와이어(conductive nanowire) 및 낮은 전도도 나노와이어(low conductive nanowire)의 응답도를 나타낸 주파수-응답도 곡선이다. 360nm의 파장대에 속하는 자외선에 대하여 높은 전도도의 나노선이 가장 좋은 응답도를 보였고, 높은 전도도의 박막은 이보다 응답도는 조금 낮은 것으로 나타났다. 따라서 본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서는 바람직하게는 높은 전도도의 박막보다 높은 전도도의 나노선을 나노구조체로 사용한다.
도 22은 본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서를 이용한 화재경보장치의 블록도이다. 본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서 평상시에는 전류가 흐르지 않다가 화재시 발생하는 자외선에 반응하면 전류가 흐르게 된다. 이것은 일종의 스위치 개념으로 이해할 수 있는데, 자외선이 조사되지 않는 환경에서는 전력공급부(900)와 부저(1000) 및 조명장치(1100)가 일종의 열린(open)회로를 구성하게 되고, 자외선이 조사되는 환경에서는 전력공급부(900)와 부저(1000) 및 조명장치(1100)가 일종의 닫힌(closed)회로를 구성하게 되는 것이다.
본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서를 이용한 화재경보장치는 이러한 자외선 센서의 자외선에만 응답하는 스위칭을 응용한 화재경보 장치이다. 본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서는 앞에서 상술한 바와 같이 자외선의 파장대에만 선택적으로 반응하는 고 응답성을 가지며, 높은 전도도의 나노선의 경우 반응 및 회복속도도 빨라 화재 발생시 신속한 경보를 기대할 수 있는 것이 특징이다. 본 발명에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서를 이용한 화재경보장치는 크기를 작게 만들 수 있으므로 휴대 가능한 화재 경보 장치를 구성할 수 있는데, 이 경우 전력공급부(900)은 내장 배터리로 구성되어 외부 전력이 공급되지 못하는 산업 현장에서도 활용할 수 있는 것이 특징이다.
이상에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하였다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 기술적 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공된 것이다.
100 : 투명 전극 110a : ITO 전극
200 : 버퍼층 200a : AZO 버퍼층
300 : 나노구조체 310 : ZnO 나노구조체
310a: 나노선 310b : 박막
400 : 상부전극 400a : Pt 전극
500 : 결합지지부재 500a : 수지
600 : 투명글라스 600a : 코닝글라스
700 : 폴리머층 800 : 화재감지센서부
900 : 전력공급부 1000 : 부저
1100: 조명장치
200 : 버퍼층 200a : AZO 버퍼층
300 : 나노구조체 310 : ZnO 나노구조체
310a: 나노선 310b : 박막
400 : 상부전극 400a : Pt 전극
500 : 결합지지부재 500a : 수지
600 : 투명글라스 600a : 코닝글라스
700 : 폴리머층 800 : 화재감지센서부
900 : 전력공급부 1000 : 부저
1100: 조명장치
Claims (17)
- 투명 전극; 상기 투명 전극 상에 형성된 버퍼 층; 상기 버퍼 층 상에 금속산화물로 이루어지는 금속산화물 나노구조체; 및 상기 금속산화물 나노구조체의 상단면에 형성된 상부 전극을 포함하며,
상기 버퍼 층은 ALD(Atomic Layer Deposition)법을 이용하여 ZnO와 Al2O3가 교대로 증착된 AZO(Al doped ZnO) 버퍼층이며,
상기 상부 전극과 상기 버퍼층 사이에 배치되며, 수지로 이루어지고, 상기 버퍼층의 나노구조체가 형성되지 않은 테두리부에 형성되는 결합지지부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서.
- 제1항에 있어서,
상기 투명 전극은 ITO(Indium Tin Oxide), CNT(Carbon Nano Tube), SnO2(Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ZnO, 그래핀(graphene) 또는 FTO(Fluorine-doped Tin Oxide) 중 어느 하나의 소재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 AZO 버퍼층은 10~100nm의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서.
- 제1항에 있어서,
상기 금속산화물 나노구조체는 산화아연(ZnO) 나노선 또는 박막 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서.
- 제5항에 있어서,
상기 나노선은 AZO 버퍼층 상에서 수직되는 방위로 형성되는 것을 특징으로 하는 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서.
- 제6항에 있어서,
상기 나노선은 직경이 10~50nm인 막대 형상인 것을 특징으로 하는 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서.
- 제1항에 있어서,
상기 상부 전극은 Pt, Ni, Ag, Au, Pd 또는 Se 중 어느 하나의 소재로 이루어진 것을 특징으로 하는 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 투명 전극 하부에 결합된 투명 글라스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서.
- 제1항에 있어서,
상기 상부 전극 위에 결합된 폴리머층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서.
- 제13항에 있어서,
상기 폴리머층은 폴리이미드, 폴리설폰, 폴리에테르설폰, 폴리아미드이미드 또는 폴리에테르이미드로 중 어느 하나의 소재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서.
- 삭제
- 제1항, 제2항, 제4항 내지 제8항 및 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 버퍼층이 형성된 금속산화물 나노구조체 자외선 센서를 포함하는 화염감지센서부;
상기 자외선 센서가 자외선을 감지하면, 상기 화염감지센서부로부터 신호를 받아 경보를 하는 화재경보부; 및
상기 화염감지센서부와 화재경보부에 전력을 공급하는 전력공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 화재경보장치.
- 제16항에 있어서,
상기 전력공급부는 내장 배터리인 것을 특징으로 하는 화재경보장치.
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