| Project/Area Number |
08232263
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | Ritsumeikan University |
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Principal Investigator |
玉置 純 立命館大学, 理工学部, 助教授 (10207227)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
島ノ江 憲剛 九州大学, 大学院・総合理工学研究科, 助手 (10274531)
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| Project Period (FY) |
1996
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 1996)
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| Budget Amount *help |
¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
Fiscal Year 1996: ¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
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| Keywords | 半導体ガスセンサ / 硫化水素センサ / 低圧蒸着法 / p-n接合 / 極低濃度ガス検知 |
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| Research Abstract |
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。
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