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MIMトンネルダイオード高濃度水素ガスセンサ

MIM隧道二极管高浓度氢气传感器

基本信息

批准号：
07650390
负责人：
奥山克郎
金额：
$ 1.02万
依托单位：
Yamagata University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1995
资助国家：
日本
起止时间：
1995 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は、PdMIMトンネルダイオード水素ガスセンサの動作領域を、高濃度水素側に拡張することである。このため、PdにNiを添加すると水素の溶解度が低下する現象を利用する。MIMダイオードは、ガラス基板にAl薄膜ストライプを蒸着後、自然酸化により約60Åの厚さのAl_2O_3を形成させ、その上にPd/Ni合金膜を共蒸着により形成して作成した。Pdに対するNi濃度を0、10、20、30%としたMIM素子を作成し、真空中に置き、水素ガスを0.01〜50Torr導入した時のトンネル電流の変化を調べた。その結果、PdMIMダイオードの測定可能範囲は水素分圧0.001〜0.1Torrであるのに対し、Pd/Ni10%MIMダイオードは0.01〜10Torr、Pd/Ni31%MIMダイオードは0.1〜50Torr以上となった。明らかに、Niの添加により、高濃度の水素ガスが定量検出できることが判明した。この理由を調べるため、X線回折により、Pd薄膜とPd/Ni合金薄膜の格子間隔を測定したところ、3.89ÅのPd格子間隔が、Miを30%添加したことにより3.79Åに減少した。このため、水素の溶解度が減少するものと思われる。本研究の一部は、応用物理学会講演会(1995年秋季)、応用物理学会東北支部講演会(1995秋)で発表し、Jpn.J.Appl.Phys.April(1996)に掲載予定である。

The purpose of this study is to investigate the effect of PdMIM on the activity of PdMIM in the high concentration water side. The phenomenon of low solubility of water element due to the addition of Pd and Ni is utilized. MIM was prepared by evaporation of Al thin film on the substrate, natural acidification of Al_2O_3 with a thickness of about 60 nm, and co-evaporation of Pd/Ni alloy film on the substrate. Pd concentration is 0, 10, 20, 30% and MIM element is prepared, vacuum is placed, water is introduced, and current is adjusted. Results: PdMIM can be measured in the range of 0.001 ~ 0.1Torr, Pd/Ni10%MIM can be measured in the range of 0.01 ~ 10Torr, Pd/Ni31%MIM can be measured in the range of 0.1 ~ 50Torr. In addition to Ni, high concentration of water element can be quantitatively detected. The reason for this is that the lattice spacing of Pd/Ni alloy thin films is determined by X-ray reflection, and the lattice spacing of Pd/Ni alloy thin films is determined by 3.89%. The solubility of water element decreases. Part of this research was published at the Society for Applied Physics Lecture (Autumn, 1995), the Society for Applied Physics Northeast Branch Lecture (Autumn, 1995), and Jpn. J. Appl. Phys. April(1996).