2002 Fiscal Year Annual Research Report

PLD法による環境保護用高選択性・高感度薄膜大気ガスセンサの開発

Research Project

Project/Area Number	13555098
Research Institution	Sasebo National College of Technology
Principal Investigator	須田義昭佐世保工業高等専門学校, 電気工学科, 教授 (20124141)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	吉田英樹長崎県窯業技術センター, 研究員川崎仁晴佐世保工業高等専門学校, 電気工学科, 助教授 (10253494) 和田憲治佐世保工業高等専門学校, 物質工学科, 教授 (30044457)
Keywords	薄膜ガスセンサ / PLD法 / SnO_2 / WO_3 / Nd : YAGレーザ / スパッタリング法 / XPS / Pd
Research Abstract	本研究では,安定性・操作性・再現性に優れ,結晶性に優れた薄膜作製技術であるPLD法をSnO_2薄膜やWO_3薄膜ガスセンサ作製に応用した。さらに,Pd, Pt等の添加,ジエトキジメチルシランによる表面化学改質等を検討することにより,NOxガスや水素ガスに関する感度として100程度(3000ppm)が達成可能であることを実証し,小型で作動温度が低い高選択性・高感度半導体薄膜ガスセンサ作製技術を確立することを目的に研究を行った。その結果、以下のことがわかった。 1)パルスYACレーザ及びKrFエキシマレーザを用いたPLD装置によりSnO_2薄膜やWO_3薄膜を作製した。作製したSnO_2薄膜の微細構造をFE-SEMやAFMで解析し、化学組成や結晶構造をXPSやGXRD等により詳しく調べた。 2)パラジューム(Pd)をSnO_2薄膜に添加(ドープ)するために,スパッタリング法を併用した新しいPLDシステムを用いてPd添加の実験を行った。作製した薄膜のXPS分析の結果,Pdの添加に成功し化学量論的組成のSnO_2薄膜が作製できた。水素ガスに対する最大検出感度はPdスパッタリング電力の上昇に伴い向上することが分かった。 3)WO_3薄膜についてもPd添加の実験を行い、Pd添加に伴いNOxガス検出感度が上昇することが明らかになった。上記の結果は、我々が新しく開発したPLDシステムにより初めて得られた結果であり,MRS2002,ASIPSやPSE2002等の国際会議や電気学会誌等で発表した。来年度は本年度できなかった、WO_3薄膜に対するPd, Au等の添加効果の詳細な実験・分析を行っていく予定である。

Research Products
(6 results)

All Other

All Publications (6 results)

[Publications] H.Kawasaki: "Development of New Preparation System for Highly Sensitive Flammable Gas Sensor"Jpn.J.Appl.Phys.. 41巻,8号. 5390-5391 (2002)
[Publications] Y.Suda: "Preparation of Crystalline TiC Thin Films by Pulsed Nd : YAG Laser Deposition Using Ti Target in Methane Gas"Materials Characterization. 48巻,2-3号. 221-228 (2002)
[Publications] F.Mitsugi: "Electrochromic WO_<3-*> and Colossal Magnetroresistive(La, Sr)MnO_3 Perovskite Oxide Thin Films by Pulsed Laser Deposition"Mat.Res.Soc.Symp.Proc.. 728巻. S3.3.1-S3.3.6 (2002)
[Publications] H.Kawasaki: "NOx gas sensing properties of tungsten oxide thin films synthesized by pulsed laser deposition method"Applied Surface Science. 197-198巻. 547-551 (2002)
[Publications] 川崎仁晴: "アブレーションプラズマプルーム中に発生する微粒子の挙動"佐世保工業高等専門学校研究報告. 39巻. 49-54 (2003)
[Publications] 須田義昭: "PLD法による酸化スズ(SnO_2)薄膜ガスセンサの作製"電気学会論文誌. 113巻C号. 222-227 (2003)

2002 Fiscal Year Annual Research Report

PLD法による環境保護用高選択性・高感度薄膜大気ガスセンサの開発

Principal Investigator

須田 義昭 佐世保工業高等専門学校, 電気工学科, 教授 (20124141)

Research Products

[Publications] H.Kawasaki: "Development of New Preparation System for Highly Sensitive Flammable Gas Sensor"Jpn.J.Appl.Phys.. 41巻,8号. 5390-5391 (2002)

[Publications] Y.Suda: "Preparation of Crystalline TiC Thin Films by Pulsed Nd : YAG Laser Deposition Using Ti Target in Methane Gas"Materials Characterization. 48巻,2-3号. 221-228 (2002)

[Publications] F.Mitsugi: "Electrochromic WO_<3-*> and Colossal Magnetroresistive(La, Sr)MnO_3 Perovskite Oxide Thin Films by Pulsed Laser Deposition"Mat.Res.Soc.Symp.Proc.. 728巻. S3.3.1-S3.3.6 (2002)

[Publications] H.Kawasaki: "NOx gas sensing properties of tungsten oxide thin films synthesized by pulsed laser deposition method"Applied Surface Science. 197-198巻. 547-551 (2002)

[Publications] 川崎 仁晴: "アブレーションプラズマプルーム中に発生する微粒子の挙動"佐世保工業高等専門学校研究報告. 39巻. 49-54 (2003)

[Publications] 須田 義昭: "PLD法による酸化スズ(SnO_2)薄膜ガスセンサの作製"電気学会論文誌. 113巻C号. 222-227 (2003)

須田義昭佐世保工業高等専門学校, 電気工学科, 教授 (20124141)

[Publications] 川崎仁晴: "アブレーションプラズマプルーム中に発生する微粒子の挙動"佐世保工業高等専門学校研究報告. 39巻. 49-54 (2003)

[Publications] 須田義昭: "PLD法による酸化スズ(SnO_2)薄膜ガスセンサの作製"電気学会論文誌. 113巻C号. 222-227 (2003)