rGO/WO3/SiNWs 삼중 복합체 NO2 센서

실리콘 나노와이어(SiNWs) 기반 NO2 센서의 낮은 민감도와 높은 작동 온도를 개선하기 위해, 본 연구에서는 rGO/WO3 복합체를 SiNWs 표면에 스핀 코팅하여 rGO/WO3/SiNWs 삼중 이종접합 구조를 구축했습니다. XRD, XPS, SEM, TEM 분석을 통해 WO3 나노로드, rGO 시트 및 SiNWs 스캐폴드 간의 긴밀한 다중 p-n 이종접합 형성을 확인했습니다. 가스 감지 테스트 결과, rGO 도핑 수준이 센서 성능에 결정적인 영향을 미치는 것으로 나타났습니다. 0.4 wt% rGO 샘플은 127°C에서 1 ppm NO2에 대해 48.3의 민감도를 보였으며, 응답/회복 시간은 각각 16.4/244.8초였습니다. 반면, 2 wt% rGO 샘플은 최적 작동 온도를 101°C로 낮추고 응답/회복 시간을 4/184.8초로 크게 단축시켰습니다. 이러한 성능 향상은 WO3, rGO, SiNWs 간의 다중 이종접합을 통해 계면 공핍층 및 전하 캐리어 수송이 시너지 효과를 내며 조절되었기 때문이며, 특히 rGO 전도성 네트워크가 전하 이동을 가속화하는 역할을 했습니다. 본 연구는 고성능 저전력 NO2 센서의 이종접합 엔지니어링을 위한 실험적 기반을 제공합니다.