KR101551539B1 - Metal oxide materials with raspberry hollow structure decorated by transfer method of metal catalysts, and method for fabricating the same and ultra-sensitive sensors comprising the same - Google Patents

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Abstract

금속 촉매의 전사 방법에 의해 결착된 라즈베리 중공 구조의 금속 산화물 소재, 그 제조방법 및 이를 이용한 고감도 센서가 개시된다. 본 발명의 실시예들에 따른 유해 환경 가스 및 질병진단을 위한 고감도 센서 감지 소재는, 금속 촉매를 포함하는 라즈베리 형태의 중공 구조의 금속산화물 소재, 금속 촉매를 포함하는 반구형 구조의 금속산화물 소재, 파쇄된 구 형상 구조의 금속산화물 소재 중에서 적어도 하나의 금속산화물 소재를 포함할 수 있다. 보다 상세하게는 본 발명의 실시예들은 금속산화물과 결착되면 화학적, 전자적 민감화를 나타낼 수 있는 나노 크기의 금속 촉매를 중공형 금속산화물 내부에 매우 균일하게 전사시킴으로, 금속 촉매가 내부에 포함되는 라즈베리 형태의 중공 구조 금속 산화물 센서 감지 소재를 제조하는 것이다. 이러한 금속산화물은 열린 구조 및 고른 나노촉매의 결착으로 내, 외부적으로 가스의 반응을 도와 고감도 감지 소재를 제공할 수 있다. 또한 이런 소재를 이용함으로써, 향상된 감도 특성, 빠른 반응속도와 회복속도 그리고 선택성을 높일 수 있는 고감도 유해환경가스 및 질병 진단용 날숨 센서의 응용이 가능해질 수 있다.Disclosed is a metal oxide material of a raspberry hollow structure bound by a metal catalyst transfer method, a production method thereof, and a high sensitivity sensor using the same. The high sensitivity sensor sensing material for diagnosing harmful environmental gas and disease according to the embodiments of the present invention includes a raspberry-shaped hollow structure metal oxide material including a metal catalyst, a hemispherical structure metal oxide material including a metal catalyst, And at least one metal oxide material among the metal oxide materials of the spherical structure. More particularly, embodiments of the present invention provide a nano-sized metal catalyst capable of exhibiting chemical and electronic sensitization when it is bound to metal oxide, and uniformly transferring the nano-sized metal catalyst into the hollow metal oxide, Of hollow metal oxide sensor material. These metal oxides can provide a high sensitivity sensing material by allowing the gas to react both internally and externally by the open structure and the binding of the uniform nanocatalyst. Further, by using such a material, it becomes possible to apply a highly sensitive hazardous environmental gas and an exhalation sensor for diagnosing disease, which can improve the sensitivity characteristic, the quick reaction rate, the recovery speed and the selectivity.

Description

금속 촉매의 전사 방법에 의해 결착된 라즈베리 중공 구조의 금속 산화물 소재, 그 제조방법 및 이를 이용한 고감도 센서{Metal oxide materials with raspberry hollow structure decorated by transfer method of metal catalysts, and method for fabricating the same and ultra-sensitive sensors comprising the same}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a metal oxide material having a raspberry hollow structure bounded by a metal catalyst transfer method, a method for producing the metal oxide material, and a high sensitivity sensor using the metal oxide material with a raspberry hollow structure. sensitive sensors comprising the same}

본 발명의 실시예들은 금속 나노입자 촉매가 라즈베리 형상의 중공 반구 내지는 중공 볼 구조의 내부에 결착된 금속 산화물 소재의 제조방법 및 이를 포함하는 고감도 가스 센서에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 제조방법에서는, 금속 촉매가 표면에 균일하게 포함된 고분자 비드(bead)를 템플레이트(template)로 사용하고, 템플레이트 위에 금속산화물의 증착 및 열처리를 통하여 금속 촉매를 금속산화물에 전사할 수 있다. 이러한 제조방법을 통해 도포된 중공 구조의 금속 산화물 내부 표면은 나노 입자 촉매가 고르게 결착될 수 있고, 외부 표면에는 라즈베리 형태의 돌기를 형성될 수 있다.Embodiments of the present invention relate to a method for manufacturing a metal oxide material in which a metal nanoparticle catalyst is bound in a raspberry-shaped hollow hemisphere or a hollow ball structure, and a high-sensitivity gas sensor including the same. More specifically, in the manufacturing method, a polymer bead in which a metal catalyst is uniformly contained on a surface is used as a template, a metal catalyst is deposited on the template and heat-treated to transfer the metal catalyst to the metal oxide . The metal oxide inner surface of the hollow structure applied through such a manufacturing method can bond the nanoparticle catalyst uniformly and raspberry shaped protrusions can be formed on the outer surface.

21세기에 들어서면서 과학 기술과 의료 기술의 발달로 인간의 평균 수명이 빠른 속도로 연장되고 있다. 50년 전 약 50세였던 평균 수명은 2011년 약 80세, 2050년에는 150살까지 연장될 수 있을 것으로 전망되고 있다. 이에 따라 의료의 페러다임이 발병 후 치료에서 질병의 예방 및 조기진단으로 바뀌고 있으며, 선진국을 중심으로 바이오센서와 IT 융합기술을 의료분야에 적용하기 위한 연구개발이 활발히 이루어지고 있다. 우리나라에서도 정부 주도로 u-헬스(ubiquitous-health, u-health) 산업을 차세대 성장 동력산업으로 지정, 국가적 차원에서 중장기적 비전 및 단계적 실천계획을 수립하여 주도권 확보에 총력을 기울이고 있다. In the 21st century, the average life expectancy of humans is rapidly increasing due to the development of science technology and medical technology. The average life expectancy at age 50, 50 years ago, is expected to extend to about 80 years in 2011 and to 150 years in 2050. Therefore, the paradigm of medical care has changed from treatment to prevention and early diagnosis of diseases, and research and development has been actively carried out to apply biosensor and IT convergence technology to medical field centered on developed countries. In Korea, government-led ubiquitous-health (u-health) industry is designated as a next-generation growth engine, and mid- to long-term vision and step-by-step action plans are established at the national level.

이런 시대적 흐름에서 우리 건강에 영향을 미치는 질병이나 유해인자를 내, 외부적으로 진단하고 예방 하려는 시도가 중요시 되고 있다. It is important to try to diagnose and prevent diseases and harmful factors affecting our health in this period.

외부적으로 우리 건강에 영향을 미치는 인자는, 매일 노출되어 있는 작업 환경에서의 유해 인자나, 도시 혹은 단지내의 공해, 심지어 가정 집에서의 공기 질이 있다. 이전에는 미처 몰랐던 일상 공기 속 미소량의 유해 인자들이 이제는 과학이 발전함에 따라 검출되고 있고, 이렇게 검출된 인자들이 인체에 어떤 역기능을 하는지 의학적으로 보고 되고 있다. 일상 속에서 노출되고 있는 공기 질은 우리 인체에 큰 영향을 미치기 때문에 지속적으로 모니터링 하는 것이 매우 중요하다.Externally, the factors affecting our health are the harmful factors in the working environment exposed daily, the pollution in the city or the complex, and even the air quality in the home. Harmful factors in the daily air, which had not been known before, are now being detected as the science develops, and medicines have been reported as to what dysfunctions the detected factors have on the human body. It is very important to monitor continuously because the air quality exposed in daily life has a great influence on our human body.

또한, 내부적으로 우리 신체의 건강 상태를 진단하려는 시도가 보고 되고 있다. 그 일환으로 최근 각광 받고 있는 것이 사람의 날숨(호기)을 이용한 진단법이다. 사람의 날숨에 섞여 있는 기체 화학성분인 휘발성 유기화합물 (Volatile Organic Compounds, VOCs)을 분석하면 신체의 이상 여부 또는 질병 내용 등을 알 수 있다. 이 방법은 비침습형으로, 채혈과 같은 고통 및 감염을 유발하지 않아 영유아 및 노약자에게 쉽게 적용이 가능하며, 비교적 진단 시간이 짧아서 일상생활에서 수시로 우리 건강 상태를 모니터링 할 수 있다는 큰 장점을 가지고 있다. 이런 날숨 진단법은 사람의 날숨에 포함되어 배출되는 다양한 휘발성 유기화합물가스 성분들 중 어떤 특정 가스는 특정 질병에 대한 발병 여부를 알려줄 수 있는 생체지표(biomarker) 역할을 한다는 점에 기인 한다. 그 예로 날숨 속에 ppb(parts per billion) 수준으로 존재하는 톨루엔은 폐암 발병 여부를 진단할 수 있는 생체지표(biomarker)로 알려져 있고, 당뇨진단의 경우, ppm(parts per million) 수준의 아세톤을 검출함으로써 진단이 이루어진다. 암모니아는 신장병 진단에 사용이 되며 또한 구취 진단의 지표로 H2S 가스가 이용되기도 한다. 질병 진단을 위해서는 사람의 입에서 나오는 극미량의 가스들의 농도를 빠르고 정확하게 검출할 수 있어야 한다.In addition, attempts have been made to diagnose the health condition of our body internally. As a part of this, it is the diagnosis method using the exhalation (expiration) of the person that is recently spotlighted. Analysis of volatile organic compounds (VOCs), a gaseous chemical component that is mixed with a person's exhalation, reveals the abnormality of the body or the contents of the disease. This method is noninvasive and can be easily applied to infants and elderly people because it does not cause pain and infection like blood sampling. It has a relatively short diagnostic time and has a great advantage of being able to monitor our health condition from time to time in everyday life . This diagnosis is based on the fact that a specific gas among the various volatile organic compound gas components contained in a person's exhalation serves as a biomarker that can indicate the onset of a specific disease. For example, toluene, which is present at the level of ppb (parts per billion) in exhalation, is known as a biomarker that can diagnose lung cancer. In the diagnosis of diabetes, acetone in parts per million (ppm) A diagnosis is made. Ammonia is used to diagnose kidney disease and H 2 S gas is also used as an indicator of bad breath diagnosis. To diagnose diseases, it is necessary to be able to detect quickly and accurately the concentration of trace amounts of gases coming from human mouth.

앞서 살펴 본 것과 같이 내부적으로 우리의 건강을 조기에 진단할 수 있는 날숨 속의 VOCs의 검지 기술이나, 외부적으로 건강에 밀접한 유해 기체를 검출하는 기술은 크게 중요해 지고 있고 이를 위해 많은 장치들이 활용되고 있다.As we have seen, the detection technology of VOCs in exhalation that can diagnose our health internally and the technology to detect harmful gas externally close to health are becoming important, and many devices are being used for this purpose .

날숨 진단 및 유해인자의 검출을 위한 가스 감지 시스템은 크게 가스 크로마토그래피/질량 분광 분석(gas chromatograph/mass spectrometer, GC/MS) 방식, 광학적 방식, 전기 저항식 센서 방식으로 나누어 볼 수 있다. 하지만 일상에서 수시로 날숨을 통해 개인 건강 상태를 진단하거나, 개개인의 유해인자 피복량의 실시간 검출을 위해서는 가스 감지 시스템의 휴대성이 강조되어야 하고 저렴하며, 실시간으로 손쉽게 사용할 수 있어야 한다. 이런 맥락에서 반도체 특성을 이용한 금속 산화물을 이용하는 전기 저항식 센서가 가장 활용도가 높고, 간단한 구조, 낮은 비용, 다양한 가스에 대한 적용 가능성 등의 장점으로 인해 널리 연구되고 있다.The gas detection system for diagnosis of exhalation and detection of harmful factors can be roughly divided into gas chromatograph / mass spectrometer (GC / MS) method, optical method and electric resistance type sensor method. However, in order to diagnose individual health condition through frequent daily exhalation, or to detect individual harmful factor coverage in real time, portability of gas detection system should be emphasized, and it should be cheap and easy to use in real time. In this context, electrical resistive sensors using metal oxide using semiconductor characteristics are widely used because of their high utilization, simple structure, low cost, and applicability to various gases.

최근에는 보다 많은 기체와의 반응 지점(site)을 확보하기 위해 넓은 비표면적을 갖는 금속산화물 반도체 나노소재를 이용하여 극미량의 가스를 빠르고 정확하게 검출하는 센서 개발이 주를 이루고 있다. 이때, 나노소재는, 기존의 박막형태의 구조에서 나노선(nano-wire), 나노튜브(nano-tube)나 구(sphere)형태처럼 표면적이 넓은 구조로 연구가 진행되고 있다. 중공(hollow) 구조의 경우 특유의 열린 구조로 높은 비표면적 특성을 갖는 나노 구조로 관심을 받고 있다. In recent years, in order to secure a reaction site with more gas, the development of sensors that detect minute amounts of gas quickly and accurately using metal oxide semiconductor nanomaterials having a wide specific surface area is predominant. At this time, nanomaterials are being studied in a structure having a wide surface area such as a nano-wire, a nano-tube, or a sphere in a conventional thin film structure. In the case of a hollow structure, a nanostructure having a specific open structure and high specific surface area is attracting attention.

또한 이러한 비표면적 향상과 더불어 촉매를 이용하여 센서의 특성을 향상시키는 연구도 활발히 진행되고 있다. 촉매를 이용하는 경우 백금과 같은 금속 촉매를 이용하여 표면반응에 참여하는 흡착이온의 농도를 증가시키는 효과를 나타내는 화학적 민감화(chemical sensitization) 방법이나 팔라듐, 은과 같은 금속 촉매를 이용하여 금속 촉매의 산화수 변화를 통한 감도 효과를 나타내는 전자적 민감화(electronic sensitization)같은 방법 등을 통해 센서의 특성을 크게 향상시킬 수 있다. 이런 촉매의 결착 시 중요한 부분은 촉매가 나노크기로 금속산화물 감지 소재 전 부분에 균일 하게 분포 되어야 한다는 점이다. 나노크기의 금속 촉매를 균일하게 결착시키기 위해 폴리올(polyol) 공정 같은 합성 방법 및 여러 화학적 분산 기법을 이용하는 연구가 진행 되고 있다. 그러나 나노입자 촉매를 센서용 감지 소재에 결착을 시키는 경우, 대부분의 경우 나노입자들 간의 뭉침이 관찰이 된다. 보다 우수한 센서 특성을 구현하기 위해서는 나노입자 크기의 촉매가 균일하게 배열된 형태로 금속산화물 센서 소재에 결착이 되는 것이 무엇보다 중요하다.In addition to this specific surface area improvement, researches to improve the characteristics of the sensor using a catalyst are also actively conducted. When a catalyst is used, a chemical sensitization method which exhibits an effect of increasing the concentration of adsorbing ions participating in the surface reaction by using a metal catalyst such as platinum or the oxidation of a metal catalyst by using a metal catalyst such as palladium or silver And the electronic sensitization that exhibits the sensitivity effect through the sensor can greatly improve the characteristics of the sensor. An important part of the binding of these catalysts is that the catalyst must be uniformly distributed throughout the metal oxide sensing material at the nanoscale. Research is under way to synthesize nano-sized metal catalysts uniformly using synthetic methods such as polyol processes and various chemical dispersion techniques. However, when a nanoparticle catalyst is bound to a sensing material for a sensor, clustering between the nanoparticles is observed in most cases. In order to realize better sensor characteristics, it is most important that the nanoparticle-sized catalyst is adhered to the metal oxide sensor material in a uniformly arranged form.

금속 촉매의 전사 방법으로, 손쉽게 합성할 수 있는 라즈베리 형상의 중공구조에 있어서 열린 중공 구조는 내부와 외부뿐 아니라 외부에 형성된 라즈베리 형태의 돌기로 인해 기체가 반응할 수 있는 보다 넓은 표면적을 제공 할 뿐만 아니라 금속 촉매의 내부의 고른 결착으로 가스의 감도 및 선택성을 크게 향상 시킬 수 있어 전기 저항식 센서의 금속산화물 소재로 적용하기 매우 우수한 기술이다. 따라서, 이러한 중공 구조에 촉매를 손쉽게 결착시킬 수 있는 공정 기술 개발이 요구된다.In the transfer method of the metal catalyst, the open hollow structure in the raspberry-like hollow structure which can be easily synthesized provides a larger surface area in which the gas can react due to the raspberry-like projections formed on the inside and the outside as well as on the outside But also the sensitivity and selectivity of the gas can be greatly improved due to the even binding of the inside of the metal catalyst, which is an excellent technique to be applied to the metal oxide material of the electric resistance sensor. Therefore, it is required to develop a process technology capable of easily binding a catalyst to such a hollow structure.

본 발명의 실시예들은, 금속 나노입자 촉매가 라즈베리 형상의 중공 반구 내지는 중공 볼 구조의 내부에 결착된 금속 산화물의 제조방법을 제공하고, 이러한 금속 산화물 소재를 이용하여 유해 환경 가스 및 질병진단을 위한 고감도 센서를 제조하는데 그 목적이 있다.Embodiments of the present invention provide a method for producing a metal oxide in which a metal nanoparticle catalyst is bound in a raspberry-shaped hollow hemisphere or a hollow ball structure, and the metal oxide material is used for the diagnosis of harmful environmental gases and diseases The purpose is to manufacture a high sensitivity sensor.

본 발명의 실시예들은, 금속 촉매가 내부에 결착된 라즈베리 형상의 금속산화물 중공구조를 위해, 금속 촉매를 금속산화물로 전사시키는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide a method of transferring a metal catalyst into a metal oxide for a raspberry shaped metal oxide hollow structure in which a metal catalyst is bound inside.

본 발명의 실시예들은, 금속산화물의 열린 구조로 높은 표면적을 확보할 수 있고, 내부의 고른 촉매의 화학적 혹은 전자적 민감화를 통하여 높은 감도 및 가스 검출의 선택성을 가질 수 있는 유해 환경 가스 및 질병진단용 날숨센서를 위한 감지 소재를 제공하고, 이러한 감지 소재를 이용하여 뛰어난 고감도 가스센서를 제조하는데 그 목적이 있다.The embodiments of the present invention are capable of securing a high surface area with an open structure of a metal oxide and capable of obtaining a high sensitivity and selectivity of gas detection through chemical or electronic sensitization of an even catalyst inside, It is an object of the present invention to provide a sensing material for a sensor and to manufacture an excellent high sensitivity gas sensor using such sensing material.

본 발명의 실시예들은, 최소 2종 이상의 라즈베리 중공 구조의 금속산화물 반도체 센서 소재를 이용하여, 선택 교차성으로 감지 가스를 정확히 규명하는 센서 어레이(sensor array)의 플랫폼을 제공하는데 그 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide a platform of a sensor array that accurately identifies a sensing gas with a selective crossing property by using a metal oxide semiconductor sensor material having at least two Raspberry hollow structures.

금속 촉매를 포함하는 라즈베리 형태의 중공 구조의 금속산화물 소재, 상기 금속 촉매를 포함하는 반구형 구조의 금속산화물 소재, 파쇄된 구 형상 구조의 금속산화물 소재 중에서 적어도 하나의 금속산화물 소재를 포함하는 센서 감지 소재가 제공된다.A sensor-sensing material comprising at least one metal oxide material selected from the group consisting of a metal oxide material having a hollow structure in the form of a raspberry, a metal oxide material having a semispherical structure including the metal catalyst, and a metal oxide material having a crushed spherical structure, Is provided.

금속 촉매가 포함된 라즈베리 형태의 고분자를 제조하는 (a) 단계; 상기 고분자를 균일하게 코팅하는 (b) 단계; 상기 고분자를 균일하게 코팅하여 생성된 고분자 템플레이트에 금속산화물을 증착하는 (c) 단계; 열처리를 통하여 상기 고분자 템플레이트를 제거하여 상기 금속 촉매가 전사된 라즈베리 중공 구조의 금속산화물, 상기 금속 촉매가 전사된 반구형 구조의 금속산화물 및 상기 금속 촉매가 전사된 파쇄된 구 형상 구조의 금속산화물 중 적어도 하나의 금속산화물 소재를 얻는 (d) 단계; 상기 적어도 하나의 금속산화물 소재를 용매에 분산시켜 코팅 용액을 제조하는 (e) 단계; 상기 적어도 하나의 금속산화물 소재를 센서 기판에 코팅하는 (f) 단계; 및 상기 센서 기판 위에 코팅된 상기 적어도 하나의 금속산화물 소재를 열처리하는 (g) 단계를 포함하는 센서 제조방법이 제공된다.(A) preparing a raspberry-type polymer containing a metal catalyst; (B) uniformly coating the polymer; (C) depositing a metal oxide on the resulting polymer template by uniformly coating the polymer; The polymer template is removed by heat treatment to remove the metal oxide of the raspberry hollow structure transferred with the metal catalyst, the hemispherical structure metal oxide to which the metal catalyst is transferred, and the metal oxide of the crushed spherical structure to which the metal catalyst is transferred (D) obtaining one metal oxide material; (E) dispersing the at least one metal oxide material in a solvent to prepare a coating solution; (F) coating the at least one metal oxide material on a sensor substrate; And (g) heat treating the at least one metal oxide material coated on the sensor substrate.

본 발명의 실시예들에 따르면, 금속 촉매를 포함하는 라즈베리 형태의 고분자를 템플레이트로 사용하여, 금속 촉매가 내부 표면에 균일하게 결착된 라즈베리 중공 구조 금속산화물 감지 소재를 제조하는 방법을 제시하고, 감도 및 선택성, 반응속도가 우수한 유해 인자 및 날숨 속 휘발성 유기화합물을 검출하는 고감도 가스센서를 제공할 수 있다. According to the embodiments of the present invention, there is provided a method for producing a raspberry hollow structure metal oxide sensing material in which a metal catalyst is uniformly bound to an inner surface using a raspberry-type polymer containing a metal catalyst as a template, And a highly sensitive gas sensor for detecting a harmful factor having excellent selectivity and reaction speed and a volatile organic compound in exhalation.

본 발명의 실시예들에 따르면, 가스 흡착/탈착 과정에서 라즈베리 중공 구조 금속산화물의 열린 구조와 얇은 껍질 구조로부터 얻어질 수 있는 표면공핍층(surface depletion layer)에서의 전기저항 변화 극대화 특성과 더불어 중공 구조의 겉면과 안쪽 면에서 가스 흡착이 동시에 이루어질 수 있기 때문에, 감지 소재가 우수한 감지 특성을 가질 수 있다. 더불어 기존에 보고되었던 분산된 금속 촉매 용액의 드랍 코팅(drop coating)이나 금속 염을 이용한 결착 방법과 달리 서로 뭉치지 않은 나노크기의 금속 촉매가 균일하게 금속산화물 내부 전표면에 결착 되어 금속 촉매에 의한 화학적 혹은 전자적 민감화 과정을 극대화 시켜 우수한 감도와 반응속도/회복속도 특성을 얻을 수 있다.According to embodiments of the present invention, in addition to maximizing the change in electrical resistance in a surface depletion layer that can be obtained from the open structure and the thin shell structure of the raspberry hollow structure metal oxide in the gas adsorption / desorption process, Since gas adsorption can be done simultaneously on the surface and inside of the structure, the sensing material can have excellent sensing properties. In addition, unlike the previously reported drop coating of dispersed metal catalyst solutions or the binding method using metal salts, the nano-sized metal catalysts that are united with one another are uniformly bound to the inner surface of the metal oxide, Or by maximizing the electronic sensitization process, excellent sensitivity and reaction rate / recovery rate characteristics can be obtained.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 감지 소재의 예를 나타낸 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 있어서, 금속 촉매의 전사 방법에 의해 결착된 라즈베리 중공 구조 금속산화물 소재의 제조와 제조된 소재를 이용한 센서 제조 방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 있어서, 금(Au) 촉매를 포함하는 라즈베리 고분자 템플레이트의 주사전자현미경 사진이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 있어서, 금(Au) 촉매를 포함하는 라즈베리 고분자 템플레이트에 주석산화물(SnO2)을 증착한 후 관찰된 주사전자현미경 사진이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 있어서, 주석산화물(SnO2)을 증착한 고분자 템플레이트를 고온에서 열처리한 후에 형성된 라즈베리 중공 구조 주석산화물 (SnO2)의 주사전자현미경 사진이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 있어서, 금(Au) 촉매가 포함된 라즈베리 중공 구조 주석산화물(SnO2)가 코팅된 센서 기판의 주사전자 현미경 사진이다.
도 7은 금(Au) 촉매가 포함되지 않은 라즈베리 중공구조 주석산화물의 주사전자 현미경 사진이다.
도 8은 본 발명의 일실시예를 통해 제작된 라즈베리 중공 구조 주석산화물(SnO2)을 감지 소재로 한 날숨센서의 아세톤 가스에 대한 반응성 결과이다.
1 is a conceptual diagram illustrating an example of a sensing material according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart schematically showing a method of manufacturing a raspberry hollow structure metal oxide material bound by a metal catalyst transfer method and a method of manufacturing a sensor using the manufactured material according to an embodiment of the present invention.
3 is a scanning electron micrograph of a raspberry polymer template comprising a gold (Au) catalyst in one embodiment of the present invention.
4 is a scanning electron microscope (SEM) image of a raspberry polymer template containing gold (Au) catalyst after depositing tin oxide (SnO 2 ) in an embodiment of the present invention.
5 is a scanning electron microscope (SEM) image of a raspberry hollow structure tin oxide (SnO 2 ) formed after heat treatment of a polymer template deposited with tin oxide (SnO 2 ) at a high temperature in an embodiment of the present invention.
6 is a scanning electron micrograph of a sensor substrate coated with a raspberry hollow structure tin oxide (SnO 2 ) containing gold (Au) catalyst, according to an embodiment of the present invention.
7 is a scanning electron micrograph of a raspberry hollow structure tin oxide not containing a gold (Au) catalyst.
FIG. 8 shows the reactivity results of acetone gas of an exhalation sensor using raspberry hollow structure tin oxide (SnO 2 ) produced through one embodiment of the present invention as a sensing material.

본 발명의 실시예들에서는, 금속 촉매가 포함된 라즈베리 중공 구조를 갖는 금속산화물 반도체 소재를 제조하여, 유해 환경 가스 및 휘발성 유기화합물 감지를 위한 날숨센서용 센서 감지 소재로 적용할 수 있다. 더불어 촉매가 포함된 다양한 n-타입(n-type) 또는 p-타입(p-type) 반도체 감지 소재를 제조하여, 다종의 센서 어레이를 제조하기 위한 소재 플랫폼을 제공할 수 있다. 특히, 중공 구조의 높은 비표면적과 촉매에 의한 민감화 과정을 통해 우수한 가스 반응 특성을 갖는 감지 소재를 제공할 수 있다.In embodiments of the present invention, a metal oxide semiconductor material having a raspberry hollow structure containing a metal catalyst may be prepared and used as a sensor for a sensor for sensing an exhalation environment gas and a volatile organic compound. In addition, a variety of n-type or p-type semiconductor sensing materials including catalysts may be fabricated to provide a material platform for manufacturing a variety of sensor arrays. In particular, a sensing material having excellent gas reaction characteristics can be provided through a high specific surface area of a hollow structure and a sensitization process by a catalyst.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 감지 소재의 예를 나타낸 개념도이다. 도 1은 라즈베리 중공 구조의 템플레이트로 쓰이는 구형 폴리머(001)와 금속 촉매(002), 그리고 라즈베리 중공 구조 금속산화물(003)과 전사된 금속 촉매 (004)를 나타내고 있다.1 is a conceptual diagram illustrating an example of a sensing material according to an embodiment of the present invention. 1 shows a spherical polymer (001) and a metal catalyst (002) used as a template of a raspberry hollow structure, and a raspberry hollow structure metal oxide (003) and a transferred metal catalyst (004).

도 2는 본 발명의 일실시예에 있어서, 금속 촉매의 전사 방법에 의해 결착된 라즈베리 중공 구조 금속산화물 소재의 제조와 제조된 소재를 이용한 센서 제조 방법의 예를 개략적으로 나타낸 순서도이다. 이하에서는, 라즈베리 중공 구조의 금속산화물 소재에 대해 설명하나, 이후에서 설명하는 라즈베리 중공 구조는 반구형 구조나, 파쇄된 구 형상 구조도 포함할 수 있다.2 is a flowchart schematically showing an example of a method of manufacturing a raspberry hollow structure metal oxide material bound by a method of transferring a metal catalyst and a method of manufacturing a sensor using the manufactured material according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, the metal oxide material of the raspberry hollow structure will be described, but the raspberry hollow structure described below may include a hemispherical structure or a crushed spherical structure.

도 2에 도시된 바와 같이, 금속 촉매가 포함된 라즈베리 중공 구조를 갖는 금속산화물 반도체 소재를 제조하고 센서에 적용하는 방법은, i) 금속 촉매를 포함하는 라즈베리 형태의 고분자 비드의 제조 및 코팅 단계(S10), ii) 고분자 템플레이트 층에 금속산화물 박막을 증착하는 단계(S20), iii) 열처리를 거쳐 고분자 비드 표면에 노출된 금속 촉매가 금속산화물 박막의 내부로 전사된 라즈베리 형상의 중공구조를 갖는 금속산화물 제조 단계(S30) 및 iv) 라즈베리 형상의 중공구조를 갖는 금속산화물을 센서 기판 위에 코팅하는 센서 제작 및 전기적 기계적 안정성을 높이는 단계(S40)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 방법은, 상술한 단계들(S10 내지 S40) 이외에, 제조시 필요한 다른 단계들을 더 포함할 수도 있다.As shown in FIG. 2, a method for manufacturing a metal oxide semiconductor material having a raspberry hollow structure including a metal catalyst and applying the metal oxide semiconductor material to a sensor includes the steps of: i) the production of a raspberry- (Ii) depositing a metal oxide thin film on the polymer template layer, (iii) depositing a metal oxide thin film on the surface of the polymer bead by heat treatment, and (iii) a metal catalyst having a raspberry- Oxide manufacturing step S30 and iv) fabricating a sensor for coating a metal oxide having a raspberry-like hollow structure on the sensor substrate and increasing electrical and mechanical stability (S40). In addition to the above-described steps S10 to S40, the method may further include other steps necessary for manufacturing.

먼저, 단계(S10)는, 금속 촉매를 포함하는 고분자 비드를 제조하고, 이를 용매에 분산시킨 코팅 용액으로 기판에 템플레이트 층을 형성하기 위한 코팅 공정을 포함할 수 있다.First, Step S10 may include a coating process for forming a template layer on a substrate with a coating solution in which a polymer bead containing a metal catalyst is prepared and dispersed in a solvent.

고분자는 폴리(비닐피리딘)을 포함할 수 있으며, 폴리(비닐피리딘)을 코어로 갖는 마이셀(micelle) 형태의 블록공중합체라면 제한되지 않을 수 있다. 또한, 금속 촉매의 경우도 폴리(비닐피리딘)와 상호작용을 할 수 있는 금속이라면 제한되지 않을 수 있다. 대표적인 예로는 금(Au), 백금(Pt), 철 산화물(FexOy) 등이 고분자로 이용될 수 있다.The polymer may include poly (vinylpyridine) and may not be limited as long as it is a micelle-type block copolymer having poly (vinylpyridine) as a core. Also, in the case of a metal catalyst, it may not be limited as long as it is a metal capable of interacting with poly (vinylpyridine). As a typical example, gold (Au), platinum (Pt), iron oxide (Fe x O y ) and the like may be used as the polymer.

중공 구조 제조를 위한 템플레이트 비드층으로 사용되는 구형상의 고분자를 코팅하는 방법은, 스핀 코팅(spin coating) 방법으로 고분자를 코팅하는 방법, 딥 코팅(dip coating) 으로 고분자를 코팅하는 방법, 드랍 코팅(drop coating) 으로 고분자를 코팅하는 방법, 닥터 블레이드(Doctor Blade)를 이용하여 고분자를 코팅하는 방법, 침지-인상법(Dip-Drawing)을 이용하여 고분자를 코팅하는 방법 등 다양하다. 본 발명의 실시예들에서는 특정 고분자 코팅 방법에 제약을 두지는 않는다.As a method of coating a spherical polymer used as a template bead layer for the hollow structure production, a method of coating a polymer by a spin coating method, a method of coating a polymer by dip coating, a method of drop coating drop coating method, a method of coating a polymer using a Doctor Blade, a method of coating a polymer using a dip-drawing method, and the like. The embodiments of the present invention do not limit the specific polymer coating method.

단계(S20)은 단계(S10)에서 제작된 금속 촉매를 포함하는 라즈베리 형태의 고분자 템플레이트 위에 금속산화물을 증착하는 과정일 수 있다. 금속산화물 반도체는 박막 진공 공정 설비를 이용하여, 구형의 고분자 템플레이트 위에 증착될 수 있다. 이 때 증착되는 박막의 두께는 사용 목적에 따라 정해질 수 있으며, 바람직하게는 10 nm ~ 200 nm의 두께 범위를 갖도록 증착될 수 있다.Step S20 may be a process of depositing a metal oxide on a raspberry-type polymer template containing the metal catalyst prepared in step S10. Metal oxide semiconductors can be deposited on spherical polymer templates using thin film vacuum process equipment. The thickness of the thin film deposited at this time can be determined according to the purpose of use, and can be preferably deposited to have a thickness ranging from 10 nm to 200 nm.

증착될 금속산화물은 ZnO, SnO2, WO3, Fe2O3, Fe3O4, NiO, TiO2, CuO, In2O3, Zn2SnO4, Co3O4, PdO, LaCoO3, NiCo2O4, Ca2Mn3O8, V2O5, Ag2V4O11, Ag2O, MnO2, InTaO4, InTaO4, CaCu3Ti4O12, Ag3PO4, BaTiO3, NiTiO3, SrTiO3, Sr2Nb2O7, Sr2Ta2O7, Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3 중에서 선택된 적어도 어느 하나 혹은 그 이상의 복합체일 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.The metal oxide to be deposited may be selected from the group consisting of ZnO, SnO 2 , WO 3 , Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 , NiO, TiO 2 , CuO, In 2 O 3 , Zn 2 SnO 4 , Co 3 O 4 , PdO, LaCoO 3 , NiCo 2 O 4 , Ca 2 Mn 3 O 8 , V 2 O 5 , Ag 2 V 4 O 11 , Ag 2 O, MnO 2 , InTaO 4 , InTaO 4 , CaCu 3 Ti 4 O 12 , Ag 3 PO 4 , BaTiO 3, NiTiO 3, SrTiO 3, Sr 2 Nb 2 O 7, Sr 2 Ta 2 O 7, Ba 0.5 Sr 0.5 Co 0.8 Fe 0.2 O 3 , but may be at least one or more composite selected from the group consisting of, but not limited thereto.

금속산화물은 다양한 박막 코팅 방법을 이용하여 고분자 템플레이트상에 코팅될 수 있다. 예를 들면, RF 스퍼터링 방법, 펄스레이저증착법(Pulsed Laser Deposition, PLD), 열 증발법(Thermal Evaporation), 전자빔 증발법(E-beam Evaporation), 기상화학증착법(Chemical Vapor Deposition, CVD), 원자층 증착법(Atomic Layer Deposition, ALD) 등의 박막 코팅 방법들 중 적어도 어느 하나의 방법이 이용될 수 있으며, 증착에 있어 특정 설비에 제약을 두지는 않는다.The metal oxide may be coated on the polymer template using a variety of thin film coating methods. For example, there can be used an RF sputtering method, a pulsed laser deposition (PLD) method, a thermal evaporation method, an E-beam evaporation method, a chemical vapor deposition method (CVD) At least one of the thin film coating methods such as ALD (Atomic Layer Deposition) may be used, and there is no restriction on the specific equipment for the deposition.

구형 고분자 표면에 코팅하는 방법과 코팅 시간에 따라서, 중공 구조체의 형상 및 두께는 크게 달라지게 된다. 물리적 증착법인 스퍼터링 방법을 이용하여 금속산화물 박막을 구형 고분자 템플레이트 위에 코팅을 하는 경우, 아래쪽이 뚫린 중공 구조를 얻을 수 있다. 스퍼터링 증착 공정은 세라믹 타겟에서 떨어져 나온 이온들이 스캐터링(scattering) 과정을 거치면서 구형 고분자 템플레이트 표면에 증착이 되기 때문에, 구형 고분자의 상층부가 가장 두껍고, 측면에 코팅된 박막은 다소 얇고, 하부에 코팅된 박막은 매우 얇거나 경우에 따라서는 코팅이 되지 않을 수도 있다. 특히, 스퍼터링 두께가 50 nm 이하로 얇은 경우, 구형 고분자 템플레이트의 하층 부에 코팅이 이루어지지 않아서, 반구형의 형상을 갖는 구조(hemi-sphere)가 얻어지게 된다. 화학적 증착법인 CVD(Chemical Vapor Deposition) 이나 ALD(Atomic Layer Deposition)을 이용하여 금속산화물을 증착하는 경우, 비교적 균일한 형태의 구 형상을 얻을 수 있다. The shape and thickness of the hollow structure vary greatly depending on the method of coating the spherical polymer surface and the coating time. When a metal oxide thin film is coated on a spherical polymer template using a physical vapor deposition sputtering method, a hollow structure with an open bottom can be obtained. Since the sputtering deposition process deposits on the surface of the spherical polymer template as the ions separated from the ceramic target undergo scattering process, the upper layer of the spherical polymer is thickest, the thin film coated on the side is somewhat thin, The deposited thin film may be very thin or in some cases not coated. Particularly, when the sputtering thickness is as thin as 50 nm or less, the bottom portion of the spherical polymer template is not coated, and a hemi-sphere having a hemispherical shape is obtained. When a metal oxide is deposited using chemical vapor deposition (CVD) or atomic layer deposition (ALD), a relatively uniform shape of a sphere can be obtained.

상기에 나열한 증착방법 중 구형의 고분자를 템플레이트로 이용하여 제조된 라즈베리 형상의 중공 구조를 갖는 금속산화물 물질이면, 특정 코팅방법에 제약을 두지는 않는다. 금속산화물 증착을 통해 라즈베리 형태의 고분자와 금속산화물 박막이 각각 코어(고분자 비드)와 쉘(금속산화물 박막)로 구성되는 코어-쉘 구조의 적층된 형태의 구조체를 얻을 수 있다.Among the above-described deposition methods, metal oxide materials having a raspberry-shaped hollow structure prepared by using a spherical polymer as a template do not limit the specific coating method. It is possible to obtain a laminated structure of a core-shell structure in which a raspberry-like polymer and a metal oxide thin film are composed of a core (polymer bead) and a shell (metal oxide thin film), respectively, through metal oxide deposition.

단계(S30)에서는 단계(S20)에서 제조된 금속산화물이 코팅된 금속 촉매가 포함된 라즈베리 형태의 고분자 템플레이트를 열처리하여 템플레이트로 사용된 고분자를 제거할 수 있다. 열처리 온도는 고분자가 완전히 제거되는 온도로서, 제한되지 않지만 400 ℃ 이상, 바람직하게는 450-600 ℃의 온도에서 공기 또는 산소 분위기 하에서 수행될 수 있다. 이로부터 반구형 또는 구형의 구조를 갖는 중공 구조 금속산화물을 제조할 수 있다. 이때, 구형의 고분자 표면에 붙어 있던 금속촉매들은 열처리 과정을 거치며 고분자 표면에서 증착된 금속산화물로 전이하게 되고, 금속 촉매가 포함된 라즈베리 중공 구조의 금속산화물을 얻을 수 있다. 라즈베리 중공 구조 금속산화물은 반드시 한 쪽이 뚫린 구형태에 제한되지 않으며, 제작 방법에 따라 반구형의 구조 및 중공 구조가 파손되어 2차원 면상구조를 나타낼 수도 있다. 중공 구조 금속산화물을 구성하는 금속산화물은 ZnO, SnO2, WO3, Fe2O3, Fe3O4, NiO, TiO2, CuO, In2O3, Zn2SnO4, Co3O4, PdO, LaCoO3, NiCo2O4, Ca2Mn3O8, V2O5, Ag2V4O11, Ag2O, MnO2, InTaO4, InTaO4, CaCu3Ti4O12, Ag3PO4, BaTiO3, NiTiO3, SrTiO3, Sr2Nb2O7, Sr2Ta2O7, Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3 중에서 선택된 적어도 어느 하나 혹은 그 이상의 복합체 일 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 중공 구조 금속산화물의 파단면은 구형 또는 비구형 형태가 될 수도 있다In step S30, the raspberry-type polymer template containing the metal oxide-coated metal oxide prepared in step S20 may be heat-treated to remove the polymer used as the template. The heat treatment temperature is a temperature at which the polymer is completely removed, but it is not limited, but it may be carried out under an atmosphere of air or oxygen at a temperature of 400 ° C or higher, preferably 450-600 ° C. From this, a hollow structure metal oxide having a hemispherical or spherical structure can be produced. At this time, the metal catalysts attached to the spherical polymer surface undergo heat treatment and transition to the metal oxide deposited on the surface of the polymer, and a metal oxide having a raspberry hollow structure including a metal catalyst can be obtained. Raspberry Hollow Structure The metal oxide is not limited to the spherical shape having one opening, and the hemispherical structure and the hollow structure may be broken according to the manufacturing method and may show a two-dimensional planar structure. Metal oxides forming the hollow metal oxide is ZnO, SnO 2, WO 3, Fe 2 O 3, Fe 3 O 4, NiO, TiO 2, CuO, In 2 O 3, Zn 2 SnO 4, Co 3 O 4, PdO, LaCoO 3, NiCo 2 O 4, Ca 2 Mn 3 O 8, V 2 O 5, Ag 2 V 4 O 11, Ag 2 O, MnO 2, InTaO 4, InTaO 4, CaCu 3 Ti 4 O 12, Ag 3 PO 4, BaTiO 3, NiTiO 3, SrTiO 3, Sr 2 Nb 2 O 7, Sr 2 Ta 2 O 7, can be a Ba 0.5 Sr 0.5 Co 0.8 Fe 0.2 O 3 at least one or more composite selected from the group consisting of, But is not limited thereto. The fracture profile of the hollow structure metal oxide may be spherical or non-spherical

상기 금속 촉매가 전사된 라즈베리 중공 구조 금속산화물은, 중공 구조의 겉면과 안쪽면이 가스 반응에 참여할 수 있다. 상기 중공 구조 금속산화물의 평균 직경은 수십 nm - 수십 ㎛가 될 수 있다. 이는 고분자 비드의 크기에 의해서 결정될 수 있다. 비드의 직경은 50 nm - 5000 nm의 크기를 갖는 금속촉매를 포함하는 고분자 비드를 이용하는 것이 바람직하다. 템플레이트(template)로 사용하는 구형 고분자의 크기에 따라 직경을 다양하게 조절할 수 있다. 중공 구조 금속산화물의 껍질(shell or wall) 두께는 5 nm - 200 nm 의 범위를 가질 수 있다. 껍질의 두께가 5 nm 이하로 매우 얇을 경우, 핸들링 과정에서 쉽게 부서질 수 있으며, 부서지게 될 경우, 반구형 구조가 2차원의 면 구조를 가질 수 있다. 중공 구조 금속산화물의 껍질 두께가 200 nm 이상으로 두꺼운 경우, 표면공핍층 (통상적으로 5 - 25 nm 의 두께를 가짐)에서 가스의 흡착 및 탈착에 따른 저항 변화가 이루어지는데, 그 효과가 열화가 될 수 있다.In the raspberry hollow structure metal oxide to which the metal catalyst is transferred, the outer surface and the inner surface of the hollow structure can participate in the gas reaction. The average diameter of the hollow structure metal oxide may be several tens of nanometers to several tens of micrometers. This can be determined by the size of the polymeric beads. The diameter of the beads is preferably a polymer bead containing a metal catalyst having a size of 50 nm to 5000 nm. Depending on the size of the spherical polymer used as a template, the diameter can be varied. Shell or wall thickness of the hollow metal oxide may range from 5 nm to 200 nm. When the thickness of the shell is as thin as 5 nm or less, it can be easily broken in the handling process, and when broken, the hemispherical structure can have a two-dimensional surface structure. When the shell thickness of the hollow structure metal oxide is thicker than 200 nm, the resistance changes due to the adsorption and desorption of the gas in the surface depletion layer (usually having a thickness of 5 to 25 nm), and the effect becomes deteriorated .

상기의 방법으로 제조된 금속 촉매가 포함된 라즈베리 중공 구조의 금속산화물 소재를 이용하여 가스센서에 적용할 경우, 중공 구조 금속산화물의 열린 기공도와 얇은 껍질 구조 및 전자 공핍층 형성으로 가스에 대한 우수한 반응 특성을 가질 수 있다. 이와 더불어 내부에 고르게 전사된 금속 촉매에 의한 민감화 효과에 의해 반응에 참여하는 흡착이온의 농도를 증가시키거나 전자의 이동을 활발히 하여 반응 가스에 대하여 우수한 반응속도/회복속도와 감도를 기대할 수 있다.When the metal oxide material of the raspberry hollow structure including the metal catalyst prepared by the above method is applied to a gas sensor, excellent response to gas can be obtained by forming open pores, a thin shell structure and an electron depletion layer of the hollow structure metal oxide . ≪ / RTI > In addition, it is possible to increase the concentration of the adsorbed ions participating in the reaction or actively transfer electrons by the effect of sensitization by the metal catalyst evenly transferred inside, so that a good reaction rate / recovery speed and sensitivity to the reaction gas can be expected.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 다만, 이는 본 발명을 보다 상세히 설명하기 위한 일실시예일 뿐이고, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples. However, it should be understood that the present invention is not limited thereto.

실시예 1: 금(Au) 촉매를 포함하는 라즈베리 형태의 주석산화물 제조Example 1: Preparation of raspberry-type tin oxide containing gold (Au) catalyst

(1) 금(Au) 촉매를 포함하는 라즈베리 형태의 고분자 템플레이트 제조(1) Production of a raspberry-type polymer template containing a gold (Au) catalyst

금 촉매를 포함하는 라즈베리 형상의 고분자 플레이트를 제조하기 위하여 총 분자량(Mn)=292 kg/mol(PS Mn=213 kg/mol, P4VP Mn=79 kg/mol), 다분산도(PDI)=1.14의 특성을 갖는 PS-b-P4VP(polymer Sources Inc.)를 준비한다. 클로로포름 내 PS-b-P4VP 1 중량% 용액을 1 중량%의 계면활성제(pluronic F108 (PEO-b-PPO-b-PEO, 14,600 g/mol, Sigma Aldrich))를 함유하는 증류수 4.5 mL를 첨가하고 초음파분쇄기로 10분간 처리하여 에멀젼(emulsion)화 하였다. 얻어진 수계 에멀젼에 증류수를 첨가하여 희석한 후 유기용매를 감압하고, 50℃에서 로타리증발기를 이용하여 증발시켰다. 결과물을 95℃에서 24시간 동안 어닐링(annealing)하여 내부 구조를 형성하였다. 분산물을 탈이온수로 세척한 후 원심분리(13,000 rpm, 30분) 과정을 반복하여 남아있는 계면활성제를 제거하여 고분자로 이루어진 미세입자를 제조하였다.(PD Mn) = 292 kg / mol (PS Mn = 213 kg / mol, P4VP Mn = 79 kg / mol) and polydispersity (PDI) = 1.14 to prepare a raspberry- PS-b-P4VP (polymer Sources Inc.) having the characteristics of < RTI ID = 0.0 > A 1 wt% solution of PS-b-P4VP in chloroform was added to 4.5 mL of distilled water containing 1 wt% of a surfactant (pluronic F108 (PEO-b-PPO-b-PEO, 14,600 g / mol, Sigma Aldrich) Treated with an ultrasonic mill for 10 minutes to emulsify. Distilled water was added to the obtained aqueous emulsion to dilute the organic solvent, and the organic solvent was reduced in pressure and evaporated using a rotary evaporator at 50 占 폚. The resultant was annealed at 95 DEG C for 24 hours to form an internal structure. The dispersion was washed with deionized water and then centrifuged (13,000 rpm, 30 minutes) to remove remaining surfactant to prepare fine particles of polymer.

상기의 미세입자를 이용하여 금 나노입자로 장식된 미세입자를 제조하기 위하여, 금 전구체(HAuCl4·3H2O,Aldrich) 용액을 미세입자 분산물에 P4VP 단위 기준 1:1 몰비로 첨가하였다. 혼합물을 24시간 동안 교반한 후, 탈이온수로 세척하고, 원심분리(13,000 rpm, 30분) 과정을 반복하여 정제함으로써 금 촉매를 포함하는 라즈베리 형태의 고분자 미세입자를 제조하였다.In order to prepare fine particles decorated with gold nanoparticles using the fine particles, a gold precursor (HAuCl 4 .3H 2 O, Aldrich) solution was added to the fine particle dispersion at a 1: 1 molar ratio based on P4VP units. The mixture was stirred for 24 hours, washed with deionized water, and centrifuged (13,000 rpm, 30 minutes) repeatedly to purify the polymer microparticles in the form of raspberry polymer containing gold catalyst.

(2) 금(Au) 촉매를 포함하는 라즈베리 중공 구조 주석산화물 제조(2) Production of raspberry hollow structure tin oxide containing gold (Au) catalyst

상기에서 제조한 금(Au) 촉매를 포함하는 라즈베리 형태의 고분자 코팅 용액을 3X3 Si/SiO2 웨이퍼(wafer) 위에 채우고 스핀 코팅(spin coating) 기계로 1,200 RPM에서 30초간 작동 시켜 균일하게 코팅한다. 코팅 이후에 상온에서 건조 과정을 거쳐서 주석산화물을 증착하기 위한 템플레이트를 완성한다.A raspberry-type polymer coating solution containing the above-prepared gold (Au) catalyst was filled on a 3X3 Si / SiO 2 wafer and uniformly coated by a spin coating machine at 1200 RPM for 30 seconds. After coating, the substrate is dried at room temperature to complete a template for depositing tin oxide.

스핀 코팅 방법으로 얻어진 금 촉매를 포함하는 라즈베리 고분자 템플레이트의 주사전자현미경 사진을 도 3에서 관찰할 수 있다. 도 3은 본 발명의 일실시예에 있어서, 금(Au) 촉매를 포함하는 라즈베리 고분자 템플레이트의 주사전자현미경 사진이다. 도 3에서 관찰할 수 있듯이, 금(Au) 촉매들이 표면에 섬(island) 형태로 분포해 있어 라즈베리 구조를 가지는 고분자가 400 nm ~ 2 μm의 직경을 가지면서 잘 만들어져 있음을 확인할 수 있다. Scanning electron micrographs of the Raspberry polymer template containing the gold catalyst obtained by the spin coating method can be observed in FIG. 3 is a scanning electron micrograph of a raspberry polymer template comprising a gold (Au) catalyst in one embodiment of the present invention. As can be seen from FIG. 3, it can be seen that gold (Au) catalysts are distributed in the form of islands on the surface, and that the polymer having a raspberry structure has a diameter of 400 nm to 2 μm and is well formed.

상기에서 제조된 금 촉매를 포함하는 라즈베리 고분자를 템플레이트 층으로 사용하여 중공 구조를 갖는 주석산화물을 제조하였다. 주석산화물 박막은 RF 스퍼터링 방법을 이용하여 증착을 하였다. 2인치 크기의 주석산화물 타겟을 이용하였으며, RF 파워는 50 W, base 압력 (초기 고진공도)은 1.8 x 10-6 Torr 였고, 동작 압력 (working pressure)은 1.0 x 10-2 Torr 였다. 사용된 가스는 Ar 이었으며, 5 sccm의 유량으로 Ar 가스를 주입하였다. 증착 시간은 3분 30초로 고정을 하였으며, 3분 30초의 증착 시간은 평면 기판 위에서는 90 nm의 두께를 가지는 조건이었다. 주석산화물 박막 증착은 상온에서 진행을 하였다. 이는 증착 과정에서 고분자 템플레이트의 변형을 막기 위함이며, 증착 후에는 500 oC에서 1시간 동안 열처리를 하여, 고분자 템플레이트를 제거시키고, 그 위에 증착된 주석산화물 박막을 결정화 시켰다.Tin oxide having a hollow structure was prepared using the raspberry polymer containing the gold catalyst prepared above as a template layer. Tin oxide thin films were deposited by RF sputtering method. A 2 inch tin oxide target was used. RF power was 50 W, base pressure (initial high vacuum) was 1.8 x 10 -6 Torr, and working pressure was 1.0 x 10 -2 Torr. The gas used was Ar, and Ar gas was injected at a flow rate of 5 sccm. The deposition time was fixed to 3 minutes and 30 seconds, and the deposition time of 3 minutes and 30 seconds was 90 nm on the flat substrate. The tin oxide thin film deposition proceeded at room temperature. In order to prevent deformation of the polymer template during the deposition process, the polymer template was removed by heat treatment at 500 ° C. for 1 hour, and the deposited tin oxide thin film was crystallized thereon.

도 4는 본 발명의 일실시예에 있어서, 금(Au) 촉매를 포함하는 라즈베리 고분자 템플레이트에 주석산화물(SnO2)을 증착한 후 관찰된 주사전자현미경 사진이다. 도 4에서는 상기에 제시된 라즈베리 중공 구조 주석산화물을 제작하기 위하여 라즈베리 고분자 템플레이트에 스퍼터링을 통해 주석산화물을 증착한 후의 주사전자 현미경 사진을 보여준다. 도 3의 금 촉매가 포함된 라즈베리 고분자 템플레이트 주사전자 현미경 사진과 유사한 형태로 주석산화물이 라즈베리 형태의 고분자 템플레이트 구조를 유지한 채 균일하게 증착된 것을 확인할 수 있다.FIG. 4 is a scanning electron micrograph of a raspberry polymer template containing gold (Au) catalyst after depositing tin oxide (SnO.sub.2) in an embodiment of the present invention. FIG. 4 shows a scanning electron micrograph of the raspberry hollow structure tin oxide prepared by depositing tin oxide on the raspberry polymer template by sputtering. It can be seen that the tin oxide was uniformly deposited while maintaining the raspberry-shaped polymer template structure in a form similar to that of the Raspberry polymer template scanning electron micrograph including the gold catalyst of FIG.

도 5는 본 발명의 일실시예에 있어서, 주석산화물(SnO2)을 증착한 고분자 템플레이트를 고온에서 열처리한 후에 형성된 라즈베리 중공 구조 주석산화물 (SnO2)의 주사전자현미경 사진이다. 도 5에서는 도 4에서와 같이 제조된 라즈베리 고분자 템플레이트 상에 증착된 주석산화물을 500oC에서 1시간 동안 열처리를 하여, 고분자 템플레이트를 제거시킴으로써 증착된 주석산화물 박막을 결정화 시킨 주사전자 현미경 사진이다. 내부의 고분자 템플레이트가 제거됨과 동시에 주석산화물 중공 구조가 안정적으로 형성된 것을 확인할 수 있다.FIG. 5 is a scanning electron micrograph of a raspberry hollow structure tin oxide (SnO.sub.2) formed after heat treatment of a polymer template deposited with tin oxide (SnO.sub.2) at a high temperature in an embodiment of the present invention. FIG. 5 is a scanning electron microscope (SEM) image of a tin oxide thin film deposited by heat treatment of tin oxide deposited on a Raspberry polymer template prepared in FIG. 4 by heating at 500 ° C. for 1 hour to remove the polymer template. It can be confirmed that the inner polymer template is removed and the tin oxide hollow structure is stably formed.

라즈베리 고분자 템플레이트 표면에 부착되어 있던 금 촉매들이 열처리 과정을 거치면서 증착된 주석산화물 내부로 전사될 수 있다. The gold catalysts attached to the surface of the raspberry polymer template can be transferred into the deposited tin oxide by heat treatment.

형성된 주석산화물 중공구조는 제작 공정 방법 중 스퍼터링을 이용한 결과 고분자 템플레이트의 상층부의 두께가 얇게 증착되어 하층부까지 충분히 덮지 못하여, 하층부가 열린 구조인 중공 구조가 형성될 수 있다.The formed tin oxide hollow structure can be formed by sputtering as a result of sputtering as a result of thin deposition of the upper layer of the polymer template, which does not sufficiently cover the lower layer, thereby forming a hollow structure with the lower layer open.

상기에서 제조한 금(Au) 촉매가 전사된 라즈베리 중공 구조 주석산화물 5 mg을 에탄올 용매 50 μl에 분산시켜 코팅 용액을 제조하였다. 이렇게 만들어진 코팅 용액을 센서 기판에 드랍 코팅(drop coating) 방법으로 코팅한 후에 센서 기판 위에 코팅된 금(Au) 촉매가 포함된 라즈베리 중공 구조 주석산화물을 열처리하여 전기적, 기계적 안정성을 높였다.A coating solution was prepared by dispersing 5 mg of the raspberry hollow structure tin oxide transferred with the gold (Au) catalyst prepared above in 50 μl of an ethanol solvent. After coating the coating solution with a drop coating method on the sensor substrate, the raspberry hollow structure tin oxide containing the gold (Au) catalyst coated on the sensor substrate was heat treated to improve the electrical and mechanical stability.

도 6은 본 발명의 일실시예에 있어서, 금(Au) 촉매가 포함된 라즈베리 중공 구조 주석산화물(SnO2)가 코팅된 센서 기판의 주사전자 현미경 사진이다.
6 is a scanning electron microscope (SEM) image of a sensor substrate coated with a raspberry hollow structure tin oxide (SnO2) containing a gold (Au) catalyst according to an embodiment of the present invention.

비교예 1: 금(Au) 촉매를 포함하지 않는 라즈베리 형태의 주석산화물 제조Comparative Example 1: A raspberry-type tin oxide not containing a gold (Au) catalyst Produce

금(Au) 촉매를 포함하는 라즈베리 중공 구조 주석산화물 소재의 우수한 가스센서효과를 보다 명확하게 관찰하기 위하여 금(Au) 촉매가 포함되지 않은 라즈베리 중공 구조 주석산화물막을 제작하였다. A raspberry hollow structure tin oxide containing gold (Au) catalyst In order to more clearly observe the excellent gas sensor effect of the material, a raspberry hollow structure tin oxide film without a gold (Au) catalyst was prepared.

도 7은 금(Au) 촉매가 포함되지 않은 라즈베리 고분자 템플레이트를 이용하여 주석산화물을 스퍼터링 방법으로 도포한 후 열처리한 주사전자 현미경 사진이다.FIG. 7 is a scanning electron microscope (SEM) image of a raspberry polymer template not containing a gold (Au) catalyst applied with a tin oxide by a sputtering method followed by heat treatment.

금 촉매가 포함되지 않은 라즈베리 형태의 고분자 위에 주석산화물 박막을 증착하고, 500 oC에서 1 시간 동안 열처리 후에 주석산화물 라즈베리 중공 구조 금속산화물을 제조하였다. 여기서 금 촉매를 포함하지 않는 라즈베리 중공 구조를 갖는 주석산화물은, 상기에서 언급한 방법과 동일한 방법으로 제조하여 금 촉매를 포함하는 라즈베리 중공 구조의 주석산화물을 형성하였을 경우의 효과를 명확히 비교될 수 있도록 하였다.A tin oxide thin film was deposited on a raspberry - type polymer containing no gold catalyst, and a tin oxide raspberry hollow structure metal oxide was prepared by heat treatment at 500 ° C for 1 hour. Here, the tin oxide having a raspberry hollow structure not containing a gold catalyst can be prepared in the same manner as the above-mentioned method, so that the effect of forming a tin oxide of a raspberry hollow structure containing a gold catalyst can be clearly compared Respectively.

금 촉매를 포함하는 라즈베리 고분자 템플레이트의 형태와 비슷하지만, 표면에 금속 촉매를 포함하지 않고 주석산화물 중공 구조를 갖는다.Similar to the shape of a raspberry polymer template containing a gold catalyst, but without a metal catalyst on its surface, it has a tin oxide hollow structure.

이상 실시예로 금 촉매가 포함되지 않은 라즈베리 중공 구조의 주석산화물 소재의 제조방법을 설명 하였으며, 제조된 감지 소재를 가스 센서에 적용하였을 시 구제적인 결과를 바탕으로 설명한다.The method of manufacturing the tin oxide material of the raspberry hollow structure without the gold catalyst is described above and the sensing material is applied to the gas sensor.

도 8은 본 발명의 일실시예를 통해 제작된 라즈베리 중공 구조 주석산화물(SnO2)을 감지 소재로 한 날숨센서의 아세톤 가스에 대한 반응성 결과이다. 도 8에서는 본 발명의 일실시예에 따라 제조된 금 촉매가 포함된 라즈베리 중공 구조 주석산화물 감지 소재를 가지고 아세톤 (acetone) 가스에 대한 반응 결과를 보여주는 그래프를 나타내고 있다. 아세톤 가스에 대한 반응 (Response: Rair/Rgas 저항의 변화, Rair: 공기 중에서의 저항, Rgas: 아세톤 가스에서의 저항)정도 테스트를 위하여 가스의 농도를 차례로 5 ppm, 4 ppm, 3 ppm, 2 ppm, 1 ppm 으로 변화시켜가면서 특성을 평가했다. 도 8에서 보여 지듯이, 같은 조건에서 제조된 금 촉매가 포함된 라즈베리 중공 구조 주석산화물의 경우가 금 촉매가 포함되지 않은 경우에 비하여 아세톤 가스에 대한 반응이 획기적으로 향상되는 것을 확인할 수 있었다. 이때 5 ppm에서 금 촉매가 포함된 라즈베리 중공 구조 주석산화물의 경우 반응(Rair/Rgas) 값은 3.49로 금 촉매를 포함하지 않은 라즈베리 중공 구조 주석산화물의 반응 값 1.25에 비하여 약 3배 높은 변화를 보여 주었다. FIG. 8 shows the reactivity results of acetone gas of an exhalation sensor using raspberry hollow structure tin oxide (SnO2) as a sensing material produced through an embodiment of the present invention. FIG. 8 is a graph showing a reaction result of acetone gas with a raspberry hollow structure tin oxide sensing material containing a gold catalyst prepared according to an embodiment of the present invention. For the test of the reaction to acetone gas (Response: change of R air / R gas resistance, R air : resistance in air, resistance of R gas : acetone gas) ppm, 2 ppm, and 1 ppm, respectively. As shown in FIG. 8, it was confirmed that the raspberry hollow structure tin oxide containing the gold catalyst prepared under the same conditions significantly improved the reaction to the acetone gas compared to the case where the gold catalyst was not included. In this case, the reaction (R air / R gas ) value of the raspberry hollow structure tin oxide containing the gold catalyst at 5 ppm is 3.49, which is about 3 times higher than the reaction value 1.25 of the raspberry hollow structure tin oxide not including the gold catalyst Respectively.

상기의 실시예에서는 주석산화물(SnO2)를 한 예로 들었지만, 증착 방법으로 코팅이 가능한 금속산화물 반도체이면 어떤 것이든 가능하며, ZnO, SnO2, WO3, Fe2O3, Fe3O4, NiO, TiO2, CuO, In2O3, Zn2SnO4, Co3O4, PdO, LaCoO3, NiCo2O4, Ca2Mn3O8, V2O5, Ag2V4O11, Ag2O, MnO2, InTaO4, InTaO4, CaCu3Ti4O12, Ag3PO4, BaTiO3, NiTiO3, SrTiO3, Sr2Nb2O7, Sr2Ta2O7, Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3 중에서 선택된 적어도 어느 하나 혹은 그 이상의 복합체일 수 있다. 금 촉매가 포함된 라즈베리 중공 구조의 금속산화물을 이용한 고감도 센서는 상기 실시예의 구체적인 결과에서 나타난 아세톤 가스에 대하여만 적용되는 것이 아니라, 질병진단을 위한 날숨 가스 (H2S, acetone, NH3, toluene, pentane, isoprene, NO 등)나 유해 환경가스(NH3, HCHO, CO 등) 등 다양한 가스에 대하여 응용할 수 있다. 상기의 실시예에서 나타난 구체적인 가스센서 결과로부터 단순히 반응 값의 향상뿐만 아니라 반응속도/회복속도 등 다양한 특성의 향상을 가져올 수 있다.In the above embodiment, tin oxide (SnO 2 ) is used as an example. However, any metal oxide semiconductor which can be coated by a deposition method may be used. ZnO, SnO 2 , WO 3 , Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 , NiO, TiO 2, CuO, In 2 O 3, Zn 2 SnO 4, Co 3 O 4, PdO, LaCoO 3, NiCo 2 O 4, Ca 2 Mn 3 O 8, V 2 O 5, Ag 2 V 4 O 11 , Ag 2 O, MnO 2 , InTaO 4 , InTaO 4 , CaCu 3 Ti 4 O 12 , Ag 3 PO 4 , BaTiO 3 , NiTiO 3 , SrTiO 3 , Sr 2 Nb 2 O 7 , Sr 2 Ta 2 O 7, Ba 0.5 may be a Sr 0.5 Co 0.8 Fe 0.2 O 3 at least one or more composite selected from the group consisting of. A high sensitivity sensor using a metal oxide of a raspberry hollow structure including a gold catalyst is not only applied to the acetone gas shown in the concrete results of the above embodiment but also to the exhaust gas (H 2 S, acetone, NH 3 , toluene , pentane, isoprene, NO, etc.) and harmful environmental gas (NH 3 , HCHO, CO, etc.). It is possible to improve not only the reaction value but also various characteristics such as the reaction rate / recovery rate from the specific gas sensor results shown in the above embodiments.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.

Claims (11)

금속 촉매가 포함된 라즈베리 형태의 구 형상 구조의 고분자를 기판에 균일하게 코팅하여 고분자 템플레이트를 생성하고, 상기 고분자 템플레이트에 금속산화물을 증착하며, 열처리를 통하여 상기 고분자 템플레이트를 제거함으로써, 상기 라즈베리 형태의 중공 구조, 상기 라즈베리 형태의 반구형 구조 및 상기 라즈베리 형태의 파쇄된 구 형상 구조 중에서 적어도 하나의 구조를 갖고, 상기 고분자 템플레이트의 제거에 따라 내부에 금속 촉매가 전사된 금속산화물 소재
를 포함하는 센서 감지 소재.
The polymer template is formed by coating a raspberry-type spherical polymer having a metal catalyst uniformly on a substrate, a metal oxide is deposited on the polymer template, and the polymer template is removed through heat treatment to form the raspberry- Wherein the metal template has at least one structure selected from the group consisting of a hollow structure, a raspberry-shaped hemispherical structure and a raspberry-shaped crushed spherical structure,
Sensor sensing material.
제1항에 있어서,
상기 고분자 템플레이트의 표면에 상기 금속산화물을 증착하기 위한 코팅 방식 및 코팅 시간에 따라 상기 금속산화물 소재의 구조가 상기 중공 구조, 상기 반구형 구조 및 상기 파쇄된 구 형상 구조 중 적어도 하나의 구조로 결정되는 것을 특징으로 하는 센서 감지 소재.
The method according to claim 1,
The structure of the metal oxide material is determined to have at least one of the hollow structure, the hemispherical structure and the crushed spherical structure depending on the coating method for depositing the metal oxide on the surface of the polymer template and the coating time Features a sensor-sensing material.
제1항에 있어서,
상기 금속산화물 소재는,
ZnO, SnO2, WO3, Fe2O3, Fe3O4, NiO, TiO2, CuO, In2O3, Zn2SnO4, Co3O4, PdO, LaCoO3, NiCo2O4, Ca2Mn3O8, V2O5, Ag2V4O11, Ag2O, MnO2, InTaO4, InTaO4, CaCu3Ti4O12, Ag3PO4, BaTiO3, NiTiO3, SrTiO3, Sr2Nb2O7, Sr2Ta2O7, Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3 중에서 선택된 적어도 어느 하나 혹은 그 이상의 복합체인 것을 특징으로 하는 센서 감지 소재.
The method according to claim 1,
The metal oxide material,
ZnO, SnO 2, WO 3, Fe 2 O 3, Fe 3 O 4, NiO, TiO 2, CuO, In 2 O 3, Zn 2 SnO 4, Co 3 O 4, PdO, LaCoO 3, NiCo 2 O 4, Ca 2 Mn 3 O 8 , V 2 O 5 , Ag 2 V 4 O 11 , Ag 2 O, MnO 2 , InTaO 4 , InTaO 4 , CaCu 3 Ti 4 O 12 , Ag 3 PO 4 , BaTiO 3 , NiTiO 3 , SrTiO 3 , Sr 2 Nb 2 O 7 , Sr 2 Ta 2 O 7, and Ba 0.5 Sr 0.5 Co 0.8 Fe 0.2 O 3 .
제1항에 있어서,
상기 고분자는, 폴리(비닐피리딘)를 포함하며 상기 폴리를 코어로 갖는 마이셀 형태의 블록공중합체를 포함하고,
상기 금속 촉매는, 상기 폴리와 상호작용을 할 수 있는 금속 소재를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 감지 소재.
The method according to claim 1,
Wherein the polymer comprises a block copolymer having a poly (vinylpyridine) -containing poly-core as a core,
Wherein the metal catalyst comprises a metal material capable of interacting with the poly.
제1항에 있어서,
상기 금속산화물 소재는, 직경이 100 나노미터에서 2.5 마이크로미터까지의 범위내에 속하는 복합 소재인 것을 특징으로 하는 센서 감지 소재.
The method according to claim 1,
Wherein the metal oxide material is a composite material having a diameter ranging from 100 nanometers to 2.5 micrometers.
제1항에 있어서,
상기 금속산화물 소재는 구성하는 껍질의 두께가 5 나노미터에서 200 나노미터까지의 범위내에 속하는 복합 소재인 것을 특징으로 하는 센서 감지 소재.
The method according to claim 1,
Wherein the metal oxide material is a composite material in which the thickness of the constituting shell is within a range of 5 nanometers to 200 nanometers.
제1항에 있어서,
상기 금속 촉매는, 직경이 1 나노미터에서 100 나노미터까지의 범위내에 속하는 소재인 것을 특징으로 하는 센서 감지 소재.
The method according to claim 1,
Wherein the metal catalyst is a material having a diameter ranging from 1 nm to 100 nm.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 센서 감지 소재를 이용하여 인체의 날숨으로부터 방출되는 휘발성 유기 화합물인 날숨가스(H2S, acetone, toluene, isoprene, NH3, pentane, NO 등) 및 유해 환경가스(NH3, HCHO, CO 등) 중 적어도 하나를 검출하는 반도체식 가스센서.7. A method of detecting a sensor for detecting a sensor according to any one of claims 1 to 7, wherein the volatile organic compound (H 2 S, acetone, toluene, isoprene, NH 3 , pentane, And at least one of an ambient gas (NH 3 , HCHO, CO, etc.). 금속 촉매가 포함된 라즈베리 형태의 구 형상 구조의 고분자를 제조하는 (a) 단계;
상기 고분자를 기판에 균일하게 코팅하여 고분자 템플레이트를 생성하는 (b) 단계;
상기 생성된 고분자 템플레이트에 금속산화물을 증착하는 (c) 단계;
열처리를 통하여 상기 고분자 템플레이트를 제거하여 상기 라즈베리 형태의 중공 구조, 상기 라즈베리 형태의 반구형 구조 및 상기 라즈베리 형태의 파쇄된 구 형상 구조 중에서 적어도 하나의 구조를 갖고, 상기 고분자 템플레이트의 제거에 따라 내부에 금속 촉매가 전사된 금속산화물 소재를 얻는 (d) 단계;
상기 금속산화물 소재를 용매에 분산시켜 코팅 용액을 제조하는 (e) 단계;
상기 금속산화물 소재를 센서 기판에 코팅하는 (f) 단계; 및
상기 센서 기판 위에 코팅된 상기 금속산화물 소재를 열처리하는 (g) 단계
를 포함하는 센서 제조방법.
(A) preparing a raspberry-shaped polymer having a spherical structure containing a metal catalyst;
(B) uniformly coating the polymer on a substrate to produce a polymer template;
(C) depositing a metal oxide on the generated polymer template;
And removing the polymer template through heat treatment to have at least one structure out of the raspberry-shaped hollow structure, the raspberry-shaped hemispherical structure and the raspberry-shaped crushed spherical structure, (D) obtaining a catalyst-transferred metal oxide material;
(E) dispersing the metal oxide material in a solvent to prepare a coating solution;
(F) coating the metal oxide material on a sensor substrate; And
(G) heat-treating the metal oxide material coated on the sensor substrate
≪ / RTI >
제9항에 있어서,
상기 (e) 단계의 코팅 용액에는, 상기 금속산화물 소재가 에탄올 용매에 분산되어 포함되는 것을 특징으로 하는 센서 제조방법.
10. The method of claim 9,
Wherein the coating solution of step (e) comprises the metal oxide material dispersed in an ethanol solvent.
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