SCOPUS
SCIE
Toward Adequate Operation of Amorphous Oxide Thin-Film Transistors for Low-Concentration Gas Detection
저자
Kim, Kyung Su ; Ahn, Cheol Hyoun ; Jung, Sung Hyeon ; Cho, Sung Woon ; Cho, Hyung Koun
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2018
작성언어
-주제어
등재정보
SCOPUS,SCIE
자료형태
학술저널
수록면
10185-10193(9쪽)
제공처
<P>We suggest the use of a thin-film transistor (TFT) composed of amorphous InGaZnO (a-IGZO) as a channel and a sensing layer for low-concentration NO<SUB>2</SUB> gas detection. Although amorphous oxide layers have a restricted surface area when reacting with NO<SUB>2</SUB> gas, such TFT sensors have incomparable advantages in the aspects of electrical stability, large-scale uniformity, and the possibility of miniaturization. The a-IGZO thin films do not possess typical reactive sites and grain boundaries, so that the variation in drain current of the TFTs strictly originates from oxidation reaction between channel surface and NO<SUB>2</SUB> gas. Especially, the sensing data obtained from the variation rate of drain current makes it possible to monitor efficiently and quickly the variation of the NO<SUB>2</SUB> concentration. Interestingly, we found that enhancement-mode TFT (EM-TFT) allows discrimination of the drain current variation rate at NO<SUB>2</SUB> concentrations ≤10 ppm, whereas a depletion-mode TFT is adequate for discriminating NO<SUB>2</SUB> concentrations ≥10 ppm. This discrepancy is attributed to the ratio of charge carriers contributing to gas capture with respect to total carriers. This capacity for the excellent detection of low-concentration NO<SUB>2</SUB> gas can be realized through (i) three-terminal TFT gas sensors using amorphous oxide, (ii) measurement of the drain current variation rate for high selectivity, and (iii) an EM mode driven by tuning the electrical conductivity of channel layers.</P>
[FIG OMISSION]</BR>
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