低圧蒸着法による極低濃度ガス検知用半導体ガスセンサの新規設計法に関する研究
低压蒸发法检测极低浓度气体半导体气体传感器新设计方法研究
基本信息
- 批准号:08232263
- 负责人:
- 金额:$ 1.41万
- 依托单位:
- 依托单位国家:日本
- 项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
- 财政年份:1996
- 资助国家:日本
- 起止时间:1996 至 无数据
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
ppmレベル以下の極低濃度で存在するH_2Sを検知するため、低圧蒸着法によりSnO_2およびCuO-SnO_2薄膜を調整した。SnO_2薄膜は合成空気1Torrの雰囲気下で金属スズを加熱して蒸発させ、アルミナ基板上に付着させた。一方、CuO-SnO_2薄膜は、蒸発源に金属スズおよび金属銅を用い、同時に蒸発させることにより調整した。薄膜の組成は、各蒸発源に印可するヒーター電圧を調節することにより変化させた。得られた薄膜の膜構造をAFMを用いて調べたところ、SnO_2膜およびCuO-SnO_2膜は、平均粒子径がそれぞれ28および52nmの比較的大きな粒子から成っていることがわかった。膜厚は約00nmであるため、膜は粒子が数個積み重なって構成されていること、また所々に孔径40〜80nmのメソポアを有していることがわかった。これらの蒸着膜のH_2S検知特性を調べたところ、SnO_2膜では400℃において良好な応答・回復速度が得られた。SnO_2膜は直線的な濃度-感度依存性を示し、低濃度側は0.1ppmまでのH_2Sが検知できた。CuOを微量添加したCuO-SnO_2膜では、回復速度が改善され、300〜350℃で完全な回復が得られた。Cuoの添加により感度が増大しており、10ppmH_2Sに対する感度は、300℃で320、350℃で200であった(SnO_2膜の感度は4)。このCuO-SnO_2膜により、300℃では0.02ppm、350℃では0.05ppmのH_2Sの検知が可能となった。以上のように、低圧蒸着法により調製したCuo-SnO_2膜を用いて数十ppbの極低濃度H_2Sが検知可能であることがわかった。このような高感度の原因として膜が比較的大きな粒子から成り、しかもメソポアを有していることから、H_2Sが膜内部に拡散しやすくなったためと考えられる。
The existence of H_2S at very low concentrations below ppm is known, and the SnO_2 and CuO-SnO_2 thin films are adjusted by low pressure evaporation. The SnO_2 thin film is heated and evaporated on the metal substrate in a synthetic air of 1Torr and deposited on the aluminum substrate. CuO-SnO_2 thin films are used for evaporation of metals and copper, and for evaporation of metals and copper. The composition of the film can be adjusted according to the temperature of the film. The structure of thin films was obtained by AFM, and the average particle diameter of SnO2 films was 28 nm to 52nm. The thickness of the film is about 00nm. The film is composed of several particles. The pore diameter is 40 ~ 80nm. The H_2S properties of the vapor deposition film were tuned and the SnO_2 film recovered at 400℃. The concentration-sensitivity dependence of SnO_2 film on the straight line is shown, and the H_2S film on the low concentration side is 0.1 ppm. CuO-SnO_2 films with trace CuO addition can improve the recovery speed and recover completely at 300 ~ 350℃. The sensitivity of SnO_2 film increases with the addition of CuO. The sensitivity of SnO_2 film increases with the addition of CuO. The sensitivity of SnO_2 film increases with the addition of 10ppm H_2S. The CuO-SnO_2 film can be used to detect H_2S at 300℃ and 0.05 ppm at 350℃. Cuo-SnO_2 films are prepared by the above method, and the detection of H_2S with very low concentration in tens of ppb is possible. The reason for this high sensitivity is that the particles in the membrane are relatively large.
项目成果
期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
N.Yamazoe: "Role of Hetero-Junctions in Oxide Semiconductor Gas Sensors" J.Mater.Sci.Eng.B. 41. 178-181 (1996)
N.Yamazoe:“异质结在氧化物半导体气体传感器中的作用”J.Mater.Sci.Eng.B。
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- 发表时间:
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- 影响因子:0
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C.Xu: "Nature of Sensitivity Promotion in Pd-Loaded SnO_2 Gas Sensor" J.Electrochem.Soc.143・7. L148-L149 (1996)
C.Xu:“Pd-Loaded SnO_2 气体传感器灵敏度提升的性质”J.Electrochem.Soc.143・7(1996)。
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- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
玉置純: "CuO-SnO_2系硫化水素センサにおけるp-n接合の形成と役割" 表面科学. 17・8. 469-474 (1996)
Jun Tamaki:“基于CuO-SnO_2的硫化氢传感器中p-n结的形成和作用”表面科学17・8(1996)。
- DOI:
- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
D.J.Yoo: "Suppression of Grain Growth in Sol-Gel Derived Tin-Dioxide Ultra-Thin Films" J.Amer.Ceram.Soc.79・8. 2201-2204 (1996)
D.J.Yoo:“溶胶-凝胶衍生的二氧化锡超薄膜中晶粒生长的抑制”J.Amer.Ceram.Soc.79・8(1996)。
- DOI:
- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
M.Akiyama: "Characterization and Control of Adsorbates of Nitrogen Mono-oxide on Tin Dioxide Surface" DENKI KAGAKU. 64・12. 1285-1292 (1996)
M.Akiyama:“二氧化锡表面一氧化氮吸附物的表征和控制”电气化学 64・12(1996)。
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