산화아연 나노입자층을 이용한 표면탄성파 자외선 센서

Abstract

본 논문은 산화아연 나노입자를 이용한 표면탄성파 기반의 자외선 센서에 관한 연구이다. 표면탄성파 자외선 센서는 자외선 감지물질로 사용되는 산화아연 나노입자와 SH파를 전파시키는 41°YX LiNbO3 압전기판으로 구성된다. 많은 표면탄성파 센서들은 박막의 전도율 변화에 기반을 두고 있기 때문에 TLM 패턴을 통해 사용된 산화아연 나노입자층의 막 전도율을 계산하였다. 산화아연 나노입자의 물질 특성을 SEM과XRD를 통해 확인하였다. 센서의 감도를 향상시키기 위해 금 박막을 산화아연 나노입자층위에 추가적으로 증착하였다. 이 금은 전도대에 자유 전자의 농도를 증가시키는 역할을 하게 된다. 반면 이에 의해 자외선 빛의 흡수율에 영향을 미치면 안되기 때문에 이를 확인하기 위해 분광 광도계 측정을 실시하였다. 자외선 광원과 자외선 세기 측정기는 각각 상용화된 자외선 램프와 자외선 미터기를 사용하였다. 전류-전압 특성과 시간 응답특성은 반도체 변수 분석기를 통해 측정되었고, 이를 통해 공기 또는 산소 분위기에서의 어닐링 효과와 금 박막의 효과를 확인할 수 있었다. 네트워크 분석기를 이용하여 센서의 S21 위상을 측정하였고, 이를 통해 감도 향상에 대한 결과를 얻을 수 있었다.