酸化物ウィスカのガスセンサ機能

氧化物晶须气体传感器功能

• 批准号: 62217020
• 负责人: 江頭 誠
• 金额: $ 1.02万
• 依托单位: Nagasaki University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Special Project Research
• 财政年份: 1987
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1987 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-62217020/
• 关键词: SnO_2ウィスカ; ガス感度; 表面処理; 可燃性ガスセンサ

SnO_2ウィスカセンサのガス感度を支配する因子を明らかにするために, Ar^+スパッタリング処理や種々の雰囲気下で加熱処理し, これらの表面処理がガス感度に及ぼす影響を検討した. Ar^+スパッタリング処理後には, 空気中でのセンサ抵抗は約2桁減少するとともに, 水素ガス感度は約2倍に増加し, さらに水素ガス感度が最大値を示す作動温度は低温側に移動した. したがって, Ar^+スパッタリングで表面の乱れを増すと, 酸素または水素の吸着点が増加し, その結果水素ガス感度が増加すると考えられる. このようにAr^+スパッタリングでSnO_2ウィスカセンサの感ガス特性を改善されたが, その後空気中850°Cで15分間加熱処理すると水素ガス感度は再び低下した. したがって, Ar^+スパッタリング処理は経時安定的にガス感度を増加させる方法ではなかった. そこで, 種々の雰囲気下での加熱処理によるウィスカ表面の改質を検討した. 窒素中で900°C, 1時間加熱処理しても, ガス感度には顕著な変化は認められなかった. 一方, 水素中で700°C, 2時間加熱処理すると, 水素感度は若干増加した. これらとは対照的に, 空気中700°Cで1週間加熱すると, 水素ガス感度は約2倍に増加した. そこで, 成長方向が〔101〕のSnO_2ウィスカを空気中600°Cで2ヶ月間連続して加熱処理し, 空気中, 1%H_2および1%CH_4中での抵抗の経時変化を測定した. 加熱処理時間が長くなるとともに1%H_2に対するガス感度は徐々に増加したが, 約2ヶ月後には定常状態となり10^4〜10^5程度のガス感度が得られた. この時, 空気中でのウィスカの抵抗は若干増加する傾向を示した. したがって, この著しい感度増大は, 長期間の加熱処理により結晶表面の再配列が起こり, 酸素の吸着点が増加した結果であると考えられる. 以上の結果より, ウィスカの表面状態がガス感度を支配する重要な因子となっていると考えられる. また, 空気中での加熱処理がガス感度を向上させる最も優れた方法であることがわかった.

SnO_2 is the most sensitive surface treatment for SnO_2. The sensitivity of SnO_2 is controlled by Ar ~+, Ar ~+. After Ar^+ treatment, the temperature resistance in the air decreased by about 2 times, and the water sensitivity increased by about 2 times, indicating that the operating temperature moved from the low temperature side. For example, Ar^++ ions increase in surface area, increase in adsorption point of acid and water, and increase in sensitivity of water. The sensitivity of SnO_2 was improved by Ar^+ treatment in the air, and the sensitivity of SnO_2 was decreased by heating at 850°C for 15 minutes. This is a method that increases the sensitivity of Ar^+ Sapphire cutting to time-stable heat transfer. The heat treatment of the seed under vacuum is carried out to improve the surface quality of the seed. Heat treatment at 900°C for 1 time, sensitivity and sensitivity. One side, water element temperature 700°C, 2 time heating treatment, water element sensitivity increased somewhat. When heated at 700°C for 1 week in the air, the sensitivity of water element increases by about 2 times. The growth direction of SnO_2 in air was 600°C for 2 months, and the temperature of SnO_2 in air was 1%H_2 and 1%CH_4. The heat treatment time is longer than 1%H_2, and the sensitivity increases gradually. After about 2 months, the sensitivity increases to a steady state of 10^4 ~ 10^5. The time, the air and the resistance of the air show a certain tendency to increase. As a result of heat treatment for a long time, the rearrangement of crystal surface and the adsorption point of acid increased. The above results show that the surface state of the film is dominated by important factors such as sensitivity. The heat treatment in the air is sensitive to the highest temperature.