금속 산화물, 금속 산화물과 접촉해 있는 접촉 전극, 금속 산화물과 전기적으로 분리된 분리 전극을 포함하는 전자 소자에서의 금속 산화물에서 산소 농도 재구성 방법에 있어서, (a) 금속 산화물이 화학 반응에 요구되는 전자 농도 또는 산소 흡착 또는 탈착 에너지를 갖도록 하는 산소 재구성 전압을 설정하는 단계; 및(b) 상기 전자 소자에서 화학 반응이 일어나기 전에, 접촉 전극과 분리 전극의 전위차가 상기 설정된 산소 재구성 전압이 되도록, 접촉 전극과 분리 전극에 전압을 인가하는 단계;를 구비하여, 화학 반응을 하기 전에, 금속 산화물의 전자 농도를 조절하고 금속 산화물의 산소 흡착 또는 탈착 에너지를 조절하여 금속 산화물의 산소 농도를 재구성하며, 상기 화학 반응은 금속 산화물의 산소 공극 (oxygen vacancy) 또는 금속 산화물에 흡착된 산소 종(oxygen species)을 이용한 반응인 것을 특징으로 하는 금속 산화물의 산소 농도 재구성 방법.

제1항에 있어서, 상기 (a) 단계는, (a1) 촉진시키고자 하는 화학 반응이 산소 공극 (oxygen vacancy)을 이용하는 경우, 금속 산화물의 산소 공극의 농도를 증가시키기 위하여, 접촉 전극의 전압이 분리 전극의 전압보다 높게 되도록 하는 산소 재구성 전압을 설정하는 단계; 및(a2) 촉진시키고자 하는 화학 반응이 금속 산화물에 흡착된 산소 종(oxygen species)을 이용하는 경우, 금속 산화물에 흡착된 산소 종의 농도를 증가시키기 위하여, 분리 전극의 전압이 접촉 전극의 전압보다 높게 되도록 하는 산소 재구성 전압을 설정하는 단계;를 구비하는 것을 특징으로 하는 금속 산화물의 산소 농도 재구성 방법.

제1항에 있어서, 상기 (a) 단계는, (a3) 억제하고자 하는 화학 반응이 산소 공극을 이용하는 경우, 금속 산화물의 산소 공극의 농도를 감소시키기 위하여, 분리 전극의 전압이 접촉 전극의 전압보다 크게 되도록 하는 산소 재구성 전압을 설정하는 단계; 및(a4) 억제하고자 하는 화학 반응이 흡착된 산소 종을 이용하는 경우, 금속 산화물에 흡착된 산소 종의 농도를 감소시키기 위하여, 접촉 전극의 전압이 분리 전극의 전압보다 크게 되도록 하는 산소 재구성 전압을 설정하는 단계;를 구비하는 것을 특징으로 하는 금속 산화물의 산소 농도 재구성 방법.

제1항에 있어서, 상기 금속 산화물의 산소 농도 재구성 방법은,(c) 금속 산화물에 진행된 화학 반응에 대응되는 산소 농도 회복 전압을 설정하는 단계; (d) 상기 화학 반응이 종료된 후, 접촉 전극과 분리 전극 간의 전위차가 상기 산소 농도 회복 전압이 되도록, 접촉 전극과 분리 전극에 전압을 인가하는 단계;를 더 구비하여, 상기 전자 소자의 금속 산화물의 화학 반응 후에 금속 산화물의 산소 농도를 화학 반응 전의 산소 농도로 회복시키는 것을 특징으로 하는 금속 산화물의 산소 농도 재구성 방법.

제4항에 있어서, 상기 (c) 단계는, (c1) 화학 반응에 의해 금속 산화물의 산소 공극 농도가 감소된 경우, 금속 산화물의 산소 공극의 농도를 증가시키기 위하여, 접촉 전극의 전압이 분리 전극의 전압보다 크게 되도록 하는 산소 농도 회복 전압을 설정하는 단계; 및 (c2) 화학 반응에 의해 금속 산화물에 흡착된 산소 종의 농도가 감소된 경우, 금속 산화물에 흡착된 산소 종의 농도를 증가시키기 위하여, 분리 전극의 전압이 접촉 전극의 전압보다 크게 되도록 하는 산소 농도 회복 전압을 설정하는 단계;를 구비하는 것을 특징으로 하는 금속 산화물의 산소 농도 재구성 방법.

제1항에 있어서, 상기 산소 농도 재구성 방법은, (d) 적어도 금속 산화물의 산소 농도 조절이 진행되는 동안 또는 금속 산화물의 산소 농도 조절이 진행되는 일부 동안, 에너지원을 이용하여 금속 산화물로 에너지를 공급하는 단계; 를 더 구비하여, 금속 산화물의 산소 농도 조절을 촉진하는 것을 특징으로 하는 금속 산화물의 산소 농도 재구성 방법.

제1항에 있어서, 상기 산소 농도 재구성 방법은 복수 개의 전자 소자들이 배치된 어레이 구조에 적용되며, 상기 어레이 구조를 구성하는 각 전자 소자들의 산소 재구성 전압을 서로 달리 설정하는 것을 특징으로 하는 금속 산화물의 산소 농도 재구성 방법.

제1항에 있어서, 상기 산소 농도 재구성 방법은 복수 개의 분리 전극을 지닌 소자에 적용되며, 접촉 전극과 금속 산화물 및 절연체를 사이에 두고 위치한 분리 전극의 전압을 해당 분리 전극과 전기적으로 커플링 되어 있는 다른 분리 전극 전압 조절을 통해 설정하여 소자의 산소 재구성 전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 금속 산화물의 산소 농도 재구성 방법.

제1항에 있어서, 상기 산소 농도 재구성 방법은 분리 전극을 열원으로도 사용하는 소자에 적용되며, 분리 전극의 양단에 전압 차이를 인가해 열을 발생시키며, 접촉 전극과의 전압 차이 조절을 통해 소자의 산소 재구성 전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 금속 산화물의 산소 농도 재구성 방법.

금속 산화물, 금속 산화물과 접촉해 있는 접촉 전극, 금속 산화물과 전기적으로 분리된 분리 전극을 포함하여 목표 가스를 감지하도록 구성된 가스 센서의 구동방법에 있어서, (a) 가스 센서가 감지 반응을 진행하기 전에, 목표 가스에 따라 산소 재구성 전압을 설정하는 단계; 및 (b) 접촉 전극과 분리 전극의 전위차가 상기 설정된 산소 재구성 전압이 되도록, 접촉 전극과 분리 전극에 전압을 인가하는 단계;를 구비하여, 금속 산화물의 전자 농도를 조절하고 금속 산화물의 산소 흡착 또는 탈착 에너지를 조절하여 금속 산화물에 흡착된 산소 농도를 재구성하며, 상기 가스 센서의 목표 가스에 대한 감지 반응은 금속 산화물의 산소 공극 또는 금속 산화물에 흡착된 산소 종을 이용한 반응인 것을 특징으로 하는 가스 센서의 구동 방법.

제10항에 있어서, 상기 (a) 단계는, (a1) 가스 센서의 목표 가스가 산화성 가스인 경우, 금속 산화물의 산소 농도를 낮추고 산소 공극의 농도를 증가시키기 위하여, 접촉 전극의 전압이 분리 전극의 전압보다 높게 되도록 하는 산소 재구성 전압을 설정하는 단계; 및(a2) 가스 센서의 목표 가스가 환원성 가스인 경우, 금속 산화물의 산소 농도를 높이고 흡착된 산소 종의 농도를 증가시키기 위하여, 접촉 전극의 전압이 분리 전극의 전압보다 낮게 되도록 하는 산소 재구성 전압을 설정하는 단계; 를 구비하는 것을 특징으로 하는 가스 센서의 구동 방법.

제10항에 있어서, 상기 가스 센서의 구동 방법은 (c) 가스 센서의 목표 가스에 대응되는 산소 농도 회복 전압을 설정하는 단계;(d) 상기 가스 센서의 감지 반응이 종료된 후, 접촉 전극과 분리 전극 간의 전위차가 상기 산소 농도 회복 전압이 되도록, 접촉 전극과 분리 전극에 전압을 인가하는 단계;를 더 구비하여, 상기 가스 센서의 금속 산화물이 감지 반응에 의해 소모된 산소 농도를 감지 반응 전의 상태로 회복시키는 것을 특징으로 하는 가스 센서의 구동 방법.

제10항에 있어서, 상기 (a) 단계는, 가스 센서의 목표 가스가 산화성 가스 및 환원성 가스가 혼합된 경우, 산화성 가스를 식별하기 위한 제1 산소 재구성 전압 및 환원성 가스를 식별하기 위한 제2 산소 재구성 전압을 설정하고, 상기 (b) 단계는, 접촉 전극의 전압을 분리 전극의 전압보다 높게 되도록 하는 제1 산소 재구성 전압을 접촉 전극과 분리 전극에 전압을 인가하여, 금속 산화물의 산소 농도를 줄여 산소 공핍의 농도를 증가시켜, 산화성 가스를 1차 식별하고, 산화성 가스의 1차 식별후, 접촉 전극의 전압이 분리 전극의 전압보다 낮게 되도록 하는 제2 산소 재구성 전압을 접촉 전극과 분리 전극에 전압을 인가하여, 금속 산화물의 산소 농도를 높여 환원성 가스를 2차 식별하는 것을 특징으로 하는 가스 센서의 구동 방법.

제10항에 있어서, 상기 가스 센서의 구동 방법은 복수 개의 가스 센서들이 배치된 어레이 구조에 적용되며, 상기 어레이 구조를 구성하는 각 전자 소자들의 산소 재구성 전압을 서로 달리 설정하여, 각 가스 센서들의 금속 산화물이 서로 다른 산소 농도를 갖도록 하는 것을 특징으로 하는 가스 센서의 구동 방법.

제10항에 있어서, 상기 가스 센서의 구동 방법은, (f) 가스 센서에 적어도 산소 재구성 전압이 인가되는 동안 또는 산소 재구성 전압이 인가되는 일부 동안, 에너지원을 이용하여 금속 산화물로 에너지를 공급하는 단계; 를 더 구비하여, 금속 산화물의 산소 농도 조절을 촉진하는 것을 특징으로 하는 가스 센서의 구동 방법.

제10항에 있어서, 상기 가스 센서의 구동 방법은, (g) 목표 가스에 대한 감지 반응이 진행되는 동안, 접촉 전극과 분리 전극 사이의 전압 차이를 이용해 금속 산화물의 전자 농도를 조절하는 단계;를 더 구비하여, 금속 산화물의 가스 반응을 촉진하는 것을 특징으로 하는 가스 센서의 구동 방법.

화학 반응의 촉매로 사용되는 금속 산화물, 금속 산화물과 접촉해 있는 접촉 전극, 금속 산화물과 절연막을 두고 떨어져 있는 분리 전극을 포함하는 장치의 구동 방법에 있어서, (a) 금속 산화물의 산소 공극이 화학 반응을 촉진하는 경우, 접촉 전극의 전압을 분리 전극의 전압보다 높여, 금속 산화물의 산소 농도를 낮추고 산소 공극의 농도를 증가시키는 단계; 및 (b) 금속 산화물에 흡착된 산소 종이 화학 반응을 촉진하는 경우, 접촉 전극의 전압을 분리 전극의 전압보다 낮춰, 금속 산화물의 산소 농도를 높이고 흡착된 산소 종의 농도를 증가시키는 단계; 를 구비하여, 금속 산화물의 산소 농도를 재구성하는 것을 특징으로 하는 금속 산화물을 촉매로 사용하는 장치의 구동 방법.

제17항에 있어서, 상기 구동 방법은, (c) 화학 반응에 의해 산소 공극이 소모된 경우, 접촉 전극의 전압이 분리 전극의 전압보다 높도록 접촉 전극과 분리 전극에 전압을 인가하여, 금속 산화물의 산소 농도를 낮추고 산소 공극의 농도를 증가시켜, 화학 반응에 의해 소모된 산소 공극의 농도를 회복시키는 단계; 및(d) 화학 반응에 의해 금속 산화물에 흡착된 산소 종이 소모된 경우, 접촉 전극의 전압이 분리 전극의 전압보다 낮도록 접촉 전극과 분리 전극에 전압을 인가하여, 금속 산화물의 산소 농도를 높이고 금속 산화물에 흡착된 산소 종의 농도를 증가시켜, 화학 반응에 의해 소모된 흡착된 산소 종의 농도를 회복시키는 단계; 를 구비하는 것을 특징으로 하는 금속 산화물을 촉매로 사용하는 장치의 구동 방법.

제17항에 있어서, 상기 구동 방법은, (e) 화학 반응이 진행되는 동안, 에너지원을 이용하여 금속 산화물로 에너지를 공급하는 단계;를 더 구비하여, 금속 산화물의 산소 농도 조절을 촉진하는 것을 특징으로 하는 금속 산화물을 촉매로 사용하는 장치의 구동 방법.