ガスの反応性と拡散性の制脚による半導体ガスセンサのインテリジェント化

基于气体反应性和扩散性的智能半导体气体传感器

基本信息

批准号：
05750741
负责人：
清水康博
金额：
$ 0.77万
依托单位：
Nagasaki University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1993
资助国家：
日本
起止时间：
1993 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

1.ガス検出特性に及ぼす被検ガスの反応と拡散性の影響無担持または貴金属を担持したSnO_2を用いて,厚さ250〜300mumの厚膜型センサ素子を作製し,それらの素子の表面と内部の水素ガス感度を測定した。無担持SnO_2素子は表面より内部が著しく高いガス感度を示したが,PtやPdを担持した素子は内部よりも表面の方が高いガス感度を示した。これらの結果から,センサ材料の水素酸化活性が低い場合には,水素が酸素に比べて素子内部へ拡散しやすいために内部のガス感度は表面よりも高くなるが,センサ材料の酸化活性が高すぎると,水素が表面から内部へと拡散する過程で燃焼消費されるために内部のガス感度が低くなることがわかった。すなわち,ガスの反応性と拡散性がガス検出特性を支配する重要な因子であることを明らかにした。2.多層積層型センサの設計ゾル-ゲルスピンコーティング法で,厚さ0.4mumの内部電極型SnO_2薄膜センサ素子と,その上部に厚さ0.4mumのSiO_2薄膜を積層化したセンサ素子を作製し,各種被検ガスに対するガス検出特性を比較検討した。積層化により水素ガス感度は著しく増加したが,メタンガス感度はやや増加した程度であり,エタノールガス感度は大きく低下することがわかった。これは,被検ガスの種類によって,酸素ガスとの間に生じる拡散性の差が異なるためと考えられる。したがって,SiO_2薄膜の積層化によるガスの拡散性の制御により,水素ガス感度の大幅な向上と選択性の賦与を実現できた。今後,このSiO_2薄膜層上部に酸化活性の異なるSnO_2薄膜を積層化し,ガスの反応性と拡散性を同時にかつ厳密に制御することにより,半導体ガスセンサのインテリジェント化が図れると期待される。

1。使用SNO_2，它是无限制或珍贵金属对气体检测特性的影响，会产生厚的膜型传感器元件，厚度为250至300妈妈，并且是这些元素的表面。被测量。与表面相比，无法言喻的SNO_2元素显示出明显更高的气体灵敏度，但是具有PT和PD的元件在表面上具有更高的气体敏感性。基于这些结果，如果传感器材料的氢氧化活性很低，则内部气体灵敏度高于表面，因为氢更容易在元素内部散布，但传感器材料的氧化活性很高发现由于氢的燃烧和消耗从表面扩散到内部，因此发现内部气体敏感性降低了。也就是说，揭示了气体反应性和扩散是控制气体检测特征的重要因素。 2。在多层层压传感器的设计Sol-Gel自旋涂层中，内部电极型SNO_2薄膜传感器的厚度为0.4 MUM厚度，SIO_2薄膜具有0.4 MUM，比较，比较并检查了气体检测各种受试者气体的特征。氢气敏感性由于堆叠而显着提高，但发现甲烷气体敏感性略有提高，并且乙醇气体敏感性大大降低。这可能是因为氧气之间产生的扩散性种类因检查气体的类型而异。因此，通过SIO_2薄膜的堆叠来消除气体扩散，从而使氢气敏感性显着提高并提高了选择性。将来，预计半导体气体传感器将通过在薄膜层的上部堆叠具有不同氧化活性的SNO_2薄膜，并同时控制气体反应性和扩散性。