2006 Fiscal Year Annual Research Report
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17206066
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| Research Institution | Nagaoka University of Technology |
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Principal Investigator |
高田 雅介 長岡技術科学大学, 工学部, 教授 (20107551)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岡元 智一郎 長岡技術科学大学, 工学部, 助教授 (60313566)
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| Keywords | 水素ガスセンサ / 室温作動型 / 光検知方式 / Pd薄膜 / スパッタリング / めっき / 耐久性 / 感度 |
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| Research Abstract |
薄膜材料の光学的性質が水素化に伴って変化する現象を検出原理とする水素ガスセンサに関して、検知特性を向上させるための設計指針を提供することを目的とした研究を行っている。
これまでの研究で、Pd単層薄膜を用いたセンサは優れた応答・回復特性および繰返し特性を有することがわかっている。このセンサの感度は、膜厚の増加とともに増加するが、基板にガラスを用いた場合、膜厚が数十nm以上になると、水素化により約10%もの体積膨張を起こすため、膜が基板から剥離するという問題を有している。そこで、本年度はPd薄膜を堆積させるガラス基板の種類の違いが水素検知特性に与える影響について調査した。
ガラス基板としてバリウムホウケイ酸ガラス、石英ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ソーダ石灰ガラス、カリウムガラスを用いてセンサ素子を作製した。Pdの膜厚が10nmの場合には、水素検知特性には違いは見られなかった。Pdの膜厚が38nm以上になると、アルミノケイ酸ガラスを用いた素子は他の素子に比べ、応答・回復速度が早く、耐久性と感度が高いことがわかった。
また、本年度はセンサ素子の新たな作製方法としてめっき法を検討した。その結果、電解めっき法で作製した素子は従来のスパッタリング法で作製した素子と同等の特性を示すことがわかった。
本研究において、Pd単層薄膜水素センサの特性を向上させる為の基板選択に関する指針が得られた。また、めっき法によるコストを抑えた素子の作製プロセスの開発に成功した。
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