미 해군연구소의 연구원들은 단일벽 탄소 나노튜브 네트워크에서 정전용량 변화를 

활용하여 화학적 증기가 있음을 탐지했다. 이 기법은 반응이 신속하고 광범위한 기

체에 민감하다.

“각 단일벽 탄소 나노튜브의 정전용량은 약 10E-16 Farad로 매우 적으므로 직접 측

정하기 어렵다”고 연구원 에릭 스노우(Eric Snow)는 말했다. “수 천 개의 나노튜브

가 포함된 단일벽 탄소 나노튜브의 2차원 망을 사용하여 기기를 가공했다. 이러한 방

식으로 정전용량을 쉽게 측정한다”고 그는 덧붙였다. 

기체 분자가 탄소 나노튜브 표면에 흡착되어 나노튜브 전극에서 방출하는 정전장에 

의해 편광된다. 이에 따라 나노튜브의 정전용량이 증가한다. 과학자들은 기기를 만

들기 위해 도핑이 많이 된(heavily doped) 실리콘 기판의 두께 250nm 열 산화물 층

에 나노튜브 망을 침전시켰다. 나노튜브는 축정전의 한 판 역할을 하며 첨가된 실리

콘 기판은 다른 판 역할을 한다. 

또한 연구원들은 나노튜브 층 맨 위에 2×2mm의 팔라듐 전극 돌기 간

(interdigitated) 배열을 구성했다. 이들은 정전 접점을 제공했다. 과학자들은 나노튜

브와 기판 간 30kHz, 0.1V AC 전압을 적용하고 고정위상 증폭기로 위상을 벗어난 교

류를 탐지하여 정전용량을 측정할 수 있었다. 

다른 나노튜브 기체 탐지 기법은 나노튜브 저항의 변화를 모니터하지만, 이들 센서

는 시끄러운 신호의 방해를 받는 경우가 많고 제한된 기체에만 반응한다. “정전용량 

신호변환 메커니즘은 소음 문제가 없고, 매우 민감하며, 완전히 가역적이고 광범위

한 화학적 증기에 반응한다”고 스노우는 말했다. 

또한 연구팀은 화학 선택적(chemoselective) 물질로 나노튜브를 코팅하여 특정 기

체에 대한 정전용량 반응을 높였다. 튜브에 얇은 수소 결합 폴리머 층을 더하여 연구

원들은 dimethylmethylphosphonate(신경 가스 사린을 모방함)의 최소 탐지 가능 

레벨을 0.5ppb로 낮추었다. 연구팀은 폴리머를 수소 결합 분자 단층으로 교체하여 

반응 시간을 개선하고 최소 탐지 가능 레벨을 50ppb로 만들었다. 

  정보출처   http://nanotechweb.org/articles/news/4/3/14/1?rss=2.00  

  원문언어   영어 

  출판날짜   2005년 04월 01일 

  국      가   미국 

  주제분야   응집물리(B16) 

  원본파일    http://techtrend.kisti.re.kr/down.jsp?

gubun=trend&down_url=/upload/bclee4/detects vapour.htm