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Enhancement of Humidity Sensitivity by Adjusting Aspect Ratio of PVP-Modified Hexagonal ZnO Nanorods KCI 등재

PVP-변형 육각형 ZnO 나노막대의 종횡비 조절에 따른 습도 민감성 향상

  • 언어ENG
  • URLhttps://db.koreascholar.com/Article/Detail/440762
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한국응용과학기술학회지 (The Korean Society of Applied Science and Technology)
한국응용과학기술학회(구 한국유화학회) (The Korean Society of Applied Science and Technology (KSAST))
초록

최근 몇 년 동안 높은 감도, 빠른 응답 및 쉬운 제작 공정을 갖춘 습도 센서가 상당한 주목을 받고 있다. 여기서는 PET 기판의 깍지낀 전극(IDE)에 감지 층을 증착하여 길이 대 직경의 종횡비가 낮고 (PVP-ZnO-1), 높은(PVP-ZnO-2) PVP 개질 ZnO 나노막대 센서(PVP-ZnO)의 쉬운 제작 공정을 보고 한다. PVP-ZnO-2는 PVP-ZnO-1 센서(41,647%)에 비해 85% 상대 습도(RH)에서 99,397%의 더 높은 정전용량성 습도 감도를 보였다. PVP-ZnO-2 센서는 또한 순환 습도 조건에서 응답시간 7초 및 복구시간 10초를 나타냈다. PVP-ZnO-2의 높은 습도 감도 성능의 이점을 활용하여 다양한 호흡 정도의 정전용량 변화와 모스 부호 메시징을 시연하였다. 이 연구는 높은 표면적을 갖는 고성능 나노소재 기반 습도 센서의 엄청난 잠재력을 보여준다.

Humidity sensors with high sensitivity, rapid response and facile fabrication process have received considerable attention in recent years. Herein, we report a facile fabrication process of PVP modified ZnO nanorod sensors (PVP-ZnO) with low (PVP-ZnO-1) and high aspect ratios length to diameter (PVP-ZnO-2) by depositing the sensing layer on an interdigitated Electrodes (IDE) on a PET substrate. The PVP-ZnO-2 shows a significantly higher capacitive humidity sensitivity of ~ 99,397% at 85% relative humidity (RH) compared to the PVP-ZnO-1 sensor (41,647%). PVP-ZnO-2 sensor also showed rapid response and recovery times 7s and 10s under cyclic humidity conditions. Benefiting from the high humidity sensitivity performance, of PVP-ZnO-2, changes in capacitance during different breathing levels and Morse code messaging have been demonstrated. This developed sensor would provide the immense potential of high-surface-area nanomaterial-based humidity sensors for next-generation environmental monitoring and biomedical applications.

목차
요 약 
Abstract
1. Introduction
2. Research Method
    2.1. Chemicals
    2.2. Synthesis of ZnO nanorods
    2.3. Preparation of PVP modified ZnOnanorods solution
    2.4. Fabrication of Humidity Sensors
    2.5. Morphological and structuralcharacterizations
    2.6. Relative Humidity SensitiveCharacteristics Test
3. Results and discussion
    3.1. Structural characterization of ZnOnanorods
    3.2. Monitoring of humidity-sensingcapabilities of PVP-ZnO basedhumidity sensor
    3.3. Breathing Application for PVPZnO_2-Based Humidity Sensor
    3.4. Fingertip contactless applications-Morse code messaging
4. Conclusion
Acknowledgement
References
저자
  • Syed Adil Sardar(Department of Electronic Engineering, Jeju National University) | 시예드 아딜 살다르 (제주대학교 전자공학과, 박사과정학생)
  • Shahzad Iqbal(Department of Electronic Engineering, Jeju National University) | 이크발 샤자드 (제주대학교 전자공학과, 박사과정학생)
  • Woo Young Kim(Department of Electronic Engineering, Jeju National University) | 김우영 (제주대학교 전자공학과, 부교수) Corresponding author
  • Bibi Ruqia(Department of Chemistry, Kyungpook National University) | 비비 루키아 (경북대학교 화학과, 박사후 연구원)