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

• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05750741/
• 关键词: 半導体ガスセンサ; インテリジェント化; 積層構造; ガス感度; ガス選択性; ガスの種の識別; ガスの反応性; ガス拡散性

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. The influence of noble metal on the properties of the crystal and the dispersion of the crystal is not supported by SnO_2. The thick film of SnO_2 with a thickness of 250 ~ 300mum is prepared. The sensitivity of the crystal to water in the surface is measured. No support SnO_2 element on the surface of the internal high sensitivity,Pt and Pd support element on the surface of the internal high sensitivity As a result, the acidification activity of water in the material is low. In contrast, the acidification activity of water in the material is higher than that in the material inside. In contrast, the acidification activity of water in the material inside is higher than that in the material inside. The important factor that determines the quality of the product is its dispersion. 2. In this paper, we compare the characteristics of SnO_2 thin films with thickness of 0.4 mum and SiO_2 thin films with thickness of 0.4 mum in the upper part of the multilayer structure. The sensitivity of the water element is increased, and the sensitivity of the water element is increased. The difference between the two types of substances is different. In this paper, SiO_2 thin film lamination, dispersion control, moisture sensitivity and selectivity control are discussed. In the future, SnO_2 thin films deposited on the top of SiO_2 thin film layer have different acidizing activity, so that the reflectivity and dispersion of SnO_2 thin film layer can be controlled at the same time.

项目成果

C.-D.Feng: "Effects of Gas Diffusion Process onSensing Properties of SnO_2 Thin Film Sensors in a SiO_2/SnO_2 Layer-Built Structure Fabricated by Sol-Gel Process" J.Electrochem.Soc.141. 220-225 (1994)

C.-D.Feng：“气体扩散过程对溶胶-凝胶工艺制造的 SiO_2/SnO_2 层状结构中 SnO_2 薄膜传感器传感性能的影响”J.Electrochem.Soc.141。

C.-D.: "Effects of Microstructure of saSiO_2 Thin Film on the H_2-Sensing Property on an SnO_2 Sensor in SiO_2/SnO_2 Double-Layer Structure" Denki Kagaku. 61. 905-906 (1993)

C.-D.：“saSiO_2 薄膜微观结构对 SiO_2/SnO_2 双层结构 SnO_2 传感器 H_2 传感性能的影响”Denki Kagaku。

C.-D.Feng: "Gas-Sensing Properties of Layer-Built SnO_2 Sensors Fabricated by Sol-Gel Processing" Proc. Symp. on Chemical Sensorsll, Hawaii, U.S.A.May 16-21. 538-545 (1993)

C.-D.Feng：“溶胶-凝胶工艺制造的层状 SnO_2 传感器的气敏性能”Proc。

Y.Shimizu: "Effects of Reactivity and Diffusivity of Gases on Sensing Properties of Thick Film Semiconductor Gas Sensors" Conf.Record of the 2nd Joint Symp.of Cheju National Univ. and Nagasaki Univ. on High Technology, Cheju, Korea, April 27-28. 35-40 (19

Y.Shimizu：“气体反应性和扩散性对厚膜半导体气体传感器传感性能的影响”济州国立大学第二届联合研讨会会议记录。