전기분사를 통하여 형성된 3차원 나노계층구조의 금속산화물에 대한 광소결 과정에 따라, 상기 3차원 나노계층구조의 금속산화물이 포함하는 나노입자의 일부가 성장되어 다수의 기공을 포함하고, 상기 나노입자의 다른 일부가 상변화하여 다수의 결정상(phase)을 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 나노계층구조의 금속산화물 반도체 가스 감지 물질.

제1항에 있어서,상기 3차원 나노계층구조의 금속산화물은 나노입자들이 자가조립되어 하나의 3차원 나노계층구조를 갖는 것 을 특징으로 하는 3차원 나노계층구조의 금속산화물 반도체 가스 감지 물질.

제1항에 있어서,상기 나노입자의 성장된 일부는, 상기 광소결 과정을 위한 에너지의 크기에 따라 구형, 막대형 및 판상형 중 하나 이상의 구조를 갖도록 성장하는 것을 특징으로 하는 3차원 나노계층구조의 금속산화물 반도체 가스 감지 물질.

제1항에 있어서,상기 나노입자의 성장된 일부는, 하나의 나노입자가 순간적으로 에너지를 조사받아 하나의 큰 단결정으로 성장하거나 또는 여러 개의 나노입자들이 순간적으로 조사받은 에너지에 의해 상호 용접(welding)되어 단결정으로 성장하는 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 나노계층구조의 금속산화물 반도체 가스 감지 물질.

제1항에 있어서,상기 나노입자의 성장된 일부의 크기는, 30 내지 900 nm의 범위에 포함되는 것을 특징으로 하는 3차원 나노계층구조의 금속산화물 반도체 가스 감지 물질.

제1항에 있어서,상기 나노입자의 성장된 일부의 사이에 추가적으로 기공이 형성되며, 상기 형성된 기공의 크기는 10 내지 500 nm의 범위에 포함되는 것을 특징으로 하는 된 3차원 나노계층구조의 금속산화물 반도체 가스 감지 물질.

제1항에 있어서,상기 3차원 나노계층구조의 금속산화물에 대한 광소결 과정에 따라 상기 3차원 나노계층구조의 금속산화물의 0.001 내지 70 wt%의 범위에서 상변화가 일어나는 것을 특징으로 하는 3차원 나노계층구조의 금속산화물 반도체 가스 감지 물질.

제1항에 있어서,상기 다수의 결정상은 촉매로 작용하는 것을 특징으로 하는 3차원 나노계층구조의 금속산화물 반도체 가스 감지 물질.

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제1항에 있어서,상기 3차원 나노계층구조의 금속산화물의 크기는 150 nm 내지 3 μm의 범위에 포함되는 것을 특징으로 하는 3차원 나노계층구조의 금속산화물 반도체 가스 감지 물질.

제1항에 있어서,상기 3차원 나노계층구조의 금속산화물을 구성하는 나노입자의 직경은 5 내지 120 nm의 범위에 포함되는 것을 특징으로 하는 3차원 나노계층구조의 금속산화물 반도체 가스 감지 물질.

제1항에 있어서,상기 3차원 나노계층구조의 금속산화물을 제조 시 사용되는 전기분사용액에 포함된 금속산화물 나노입자에서, 금속산화물은 SnO2, ZnO, WO3, Fe2O3, Fe3O4, NiO, TiO2, CuO, In2O3, Zn2SnO4, Co3O4, PdO, LaCoO3, NiCo2O4, Ca2Mn3O8, V2O5, Ag2V4O11, Ag2O, MnO2, InTaO4, InTaO4, CaCu3Ti4O12, Ag3PO4, BaTiO3, NiTiO3, SrTiO3, Sr2Nb2O7, Sr2Ta2O7 및 Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-7 중에서 선택된 어느 하나 또는 둘 이상의 복합체인 것을 특징으로 하는 3차원 나노계층구조의 금속산화물 반도체 가스 감지 물질.

제1항에 있어서,상기 3차원 나노계층구조의 금속산화물을 제조 시 사용되는 전기분사용액은 나노촉매입자를 더 포함하고,상기 3차원 나노계층구조의 금속산화물은 상기 전기분사에 따라 결착된 나노촉매입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 나노계층구조의 금속산화물 반도체 가스 감지 물질.

제13항에 있어서,상기 나노촉매입자는, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Ru, Rh, Pd, Ag, Hf, Ta, Re, Os, Ir, Pt, Au, Si, Ge, IrO2, RuO2 및 Rh2O3 중에서 선택된 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 나노계층구조의 금속산화물 반도체 가스 감지 물질.

제1항 내지 제8항 또는 제10항 내지 제14항 중 어느 한 항의 3차원 나노계층구조의 금속산화물 반도체 가스 감지 물질을 저항 변화의 인식이 가능한 전극이 패터닝 된 센서 기판 위에 도포하여 환경유해가스 감지 및 질병 진단을 위한 날숨 속 생체지표 가스 감지 중 적어도 하나를 검출하는 것을 특징으로 하는 저항변화식 반도체 가스 센서.

(a) 금속산화물 나노입자가 분산되어 있는 전기분사용액을 일정 전기장 하에서 전기분사하여 3차원 나노계층구조의 금속산화물을 형성하는 단계; (b) 상기 3차원 나노계층구조의 금속산화물을 저항 변화 인식이 가능한 전극이 패터닝되어 있는 센서 기판에 도포하는 단계; 및(c) 광소결 과정을 통하여 상기 센서 기판에 도포되어 있는 3차원 나노계층구조의 금속산화물의 나노입자 일부를 단결정으로 성장시키고, 상변화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 나노계층구조의 금속산화물 반도체 가스 감지 물질 제조 방법.

제16항에 있어서,상기 (a) 단계는,상기 전기분사용액에 추가적으로 나노촉매입자를 더 분산시키고,상기 나노촉매입자의 첨가량은 0.001 내지 50 wt%의 범위에 포함되는 것을 특징으로 하는 3차원 나노계층구조의 금속산화물 반도체 가스 감지 물질 제조 방법.

제16항에 있어서,상기 (b) 단계는,스프레이 코팅, 드랍코팅, 스크린 프린팅, 전기수력학적 방법(EHD), 전기분사를 통한 직접적인 코팅 및 전사를 통한 도포 중 하나를 이용하여 상기 3차원 나노계층구조의 금속산화물을 상기 센서 기판 위에 도포하는 것을 특징으로 하는 3차원 나노계층구조의 금속산화물 반도체 가스 감지 물질 제조 방법.

제16항에 있어서,(d) 광소결 과정을 거침으로써 일부 단결정이 성장되고, 상변화가 일어난 상기 3차원 나노계층구조의 금속산화물을 감지소재로 이용하여 유해환경 가스 및 질병진단을 위한 생체지표 가스(산화가스: NO2, NO, 환원가스: CH3SH, C2H5OH, H2S, toluene 등)의 검출이 가능한 저항변화식 반도체 가스 센서를 제조하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 나노계층구조의 금속산화물 반도체 가스 감지 물질 제조 방법.

제16항에 있어서,상기 전기분사를 위한 과정에 있어서, 용액이 토출되는 주사바늘의 두께는 21 내지 30 게이지(gauge)의 범위에 포함되고, 전기분사액이 토출되는 속도는 0.01 내지 3 ml/분의 범위에 포함되고, 분사액이 토출되는 주사바늘과 전기분사된 나노응집체를 수득하는 집전체 기판 사이의 거리는 10 내지 20 cm의 범위에 포함되고, 인가전압은 5 내지 20 kV의 범위 내에서 조절되는 것을 특징으로 하는 3차원 나노계층구조의 금속산화물 반도체 가스 감지 물질 제조 방법.

제16항에 있어서,상기 광소결 과정에 있어서, 인가전압은 160 내지 450 V의 범위에 포함되고, 광원 에너지는 0.01 내지 51.85 J/cm2의 범위에 포함되고, 광 펄스 조사 시간은 1 내지 300 msec의 범위에 포함되고, 광 펄스 간 꺼짐 시간은 1 내지 300 msec의 범위에 포함되고, 광 펄스 횟수는 1 내지 40 회의 범위에 포함되는 것을 특징으로 하는 3차원 나노계층구조의 금속산화물 반도체 가스 감지 물질 제조 방법.

제16항에 있어서,상기 광소결 과정을 위해 이용되는 광 파장은, 200 내지 1100 nm의 범위에 포함되는 것을 특징으로 하는 3차원 나노계층구조의 금속산화물 반도체 가스 감지 물질 제조 방법.

제16항 또는 제22항에 있어서,상기 광소결 과정을 위해 이용되는 빛 에너지의 광원은 제논(xenon) 램프, 할로겐 램프, 수은 증기 램프 및 레이저 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 나노계층구조의 금속산화물 반도체 가스 감지 물질 제조 방법.