Study on advanced hydrogen sensors based on field effect transistor structure

• Project/Area Number: 21760052
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Applied physics, general
• Research Institution: Tokyo Metropolitan University
• Principal Investigator: NAKAMURA Seiji 首都大学東京, 大学院・理工学研究科, 准教授 (70336519)
• Project Period (FY): 2009 – 2011
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2011)
• Budget Amount: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000); Fiscal Year 2011: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2010: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2009: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
• Keywords: センサー / 水素 / 先端機能デバイス / 表面・界面物性

Research Abstract

In this study, the hydrogen sensing properties of AlGaN/GaN high electron mobility transistors with Pd gate electrodes are demonstrated for sub-ppm-order to 10% detection in air. The Kelvin-probe characterization was also performed in order to clarify the detection mechanism of hydrogen for Pd/III-nitrides structures. We have investigated that the temperature sweep operation of the Pd/AlGaN/GaN HEMT-based gas sensors is very useful technique for the selective gas detection for hydrogen and hydrocarbons.

Research Products

• [Journal Article] Detection of ppm-order hydrogen gas by Pd/AlGaN/GaN high electron mobility transistor-based sensors (2009)
  • Author(s): S. Nakamura, N. Takahashi and T. Okumura
  • Journal Title: Physica status solidi Volume: Vol.6 Pages: 1053-1055
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Detection of ppm-order hydrogen gas by Pd/AlGaN/GaN high electron mobility transistor-based sensors (2009)
  • Author(s): S.Nakamura, N.Takahashi, T.Okumura
  • Journal Title: Physica status solidi c 6
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 光容量分光法によるn型GaN中の極深準位評価 (2012)
  • Author(s): 吉田朗子,中村成志,奥村次徳
  • Organizer: 第59回応用物理学会関係連合講演会
  • Place of Presentation: 早稲田大学早稲田キャンパス
  • Year and Date: 2012-03-18
• [Presentation] Pd/AlGaN/GaNガスセンサの検知特性の温度依存性 (2012)
  • Author(s): 渡辺晶史,中村成志,奥村次徳
  • Organizer: 第59回応用物理学会関係連合講演会
  • Place of Presentation: 早稲田大学早稲田キャンパス
  • Year and Date: 2012-03-16
• [Presentation] Pd/AlGaN/GaN高電子移動度トランジスタ型水素ガスセンサの応答メカニズム (2011)
  • Author(s): 瀧本拓真,中村成志,奥村次徳
  • Organizer: 電気学会全国大会
  • Place of Presentation: 大阪大学豊中キャンパス
  • Year and Date: 2011-03-16
• [Presentation] Pd/n-GaN接触の電気特性に及ぼす湿度の影響 (2011)
  • Author(s): 北村翼,中村成志,奥村次徳
  • Organizer: 電気学会全国大会
  • Place of Presentation: 大阪大学豊中キャンパス
  • Year and Date: 2011-03-16
• [Presentation] Pd/AlGaN/GaN高電子移動度トランジスタ型水素ガスセンサの応答メカニズム (2011)
  • Author(s): 瀧本拓真, 中村成志, 奥村次徳
  • Organizer: 電気学会全国大会
  • Place of Presentation: 大阪大学 豊中キャンパス
  • Year and Date: 2011-03-16
• [Presentation] Pd/n-GaN接触の電気特性に及ぼす湿度の影響 (2011)
  • Author(s): 北村翼, 中村成志, 奥村次徳
  • Organizer: 電気学会全国大会
  • Place of Presentation: 大阪大学 豊中キャンパス
  • Year and Date: 2011-03-16
• [Presentation] Pd/AlGaN/GaN高電子移動度トランジスタ構造センサの水素応答メカニズム (2010)
  • Author(s): 瀧本拓真,中村成志,奥村次徳
  • Organizer: 電子情報通信学会電子デバイス研究会
  • Place of Presentation: 九州工業大学若松キャンパス
  • Year and Date: 2010-09-13
• [Presentation] Pd/AlGaN/GaN高電子移動度トランジスタ構造センサの水素応答メカニズム (2010)
  • Author(s): 瀧本拓真, 中村成志, 奥村次徳
  • Organizer: 電子情報通信学会 電子デバイス研究会
  • Place of Presentation: 九州工業大学 若松キャンパス
  • Year and Date: 2010-09-13
• [Presentation] Kelvin-probe characterization of hydrogen-sensitive palladium/nitride semiconductors contacts (2009)
  • Author(s): S. Nakamura, T. Ohsono, N. Takahashi, T. Okumura
  • Organizer: 8th International Conference on Nitride Semiconductors(ICNS-8)
  • Place of Presentation: ICC Jeju(Korea)
  • Year and Date: 2009-10-19
• [Presentation] Kelvin-probe characterization of hydrogen-sensitive palladium/nitride semiconductors contacts (2009)
  • Author(s): S.Nakamura, T.Ohsono, N.Takahashi, T.Okumura
  • Organizer: 8th International Conference on Nitride Semiconductors (ICNS-8)
  • Place of Presentation: ICC Jeju (Korea)
  • Year and Date: 2009-10-19
• [Presentation] 高温動作Pd/AlGaN/GaN構造水素ガスセンサの検知特性評価 (2009)
  • Author(s): 中村成志,大園智章,高橋紀行,奥村次徳
  • Organizer: 電気学会センサ・マイクロマシン部門総合研究会
  • Place of Presentation: 東京工科大学八王子キャンパス
  • Year and Date: 2009-07-24
• [Presentation] Pd-窒化物半導体接触を利用した水素ガスセンサの検知メカニズムの検討 (2009)
  • Author(s): 大園智章,中村成志,高橋紀行,奥村次徳
  • Organizer: 電気学会センサ・マイクロマシン部門総合研究会
  • Place of Presentation: 東京工科大学八王子キャンパス
  • Year and Date: 2009-07-24
• [Presentation] 高温動作Pd/AlGaN/GaN構造水素ガスセンサの検知特性評価 (2009)
  • Author(s): 中村成志, 大園智章, 高橋紀行, 奥村次徳
  • Organizer: 電気学会センサ・マイクロマシン部門総合研究会
  • Place of Presentation: 東京工科大学八王子キャンパス(東京都)
  • Year and Date: 2009-07-24
• [Presentation] Pd-窒化物半導体接触を利用した水素ガスセンサの検知メカニズムの検討 (2009)
  • Author(s): 大園智章, 中村成志, 高橋紀行, 奥村次徳
  • Organizer: 電気学会センサ・マイクロマシン部門総合研究会
  • Place of Presentation: 東京工科大学八王子キャンパス(東京都)
  • Year and Date: 2009-07-24