2007 Fiscal Year Annual Research Report
半導体ガスセンサーの動的応答機構の解明と臭い識別モデルの構築
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18560048
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| Research Institution | Wakayama National College of Technology |
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Principal Investigator |
藤本 晶 Wakayama National College of Technology, 教授 (10238610)
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| Keywords | ガスセンサー / 計測工学 |
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| Research Abstract |
半導体ガスセンサーのガス選択性の向上を目指して,ガスセンサーの表面での反応の計算機シミュレーションを行った。またガスセンサーのヒーターを変調した際の,過渡応答を推定するための過渡応答モデルを構築した。さらに複数の混合ガスや,種々の雰囲気に対するガスセンサーの応答を調べ,ニューラルネットを用いてガスの識別に成功した。
計算機シミュレーションにおいては,ガスセンサーの構成材料であるSnO_2クラスターを計算機上で作成した。分子軌道計算により作成したクラスター表面と種々の臭い分子との相互作用のシミュレーションを行い,種々の臭い物質の吸着の様子を調べると共に,ガスセンサーの応答との関連を調べた。
またガスセンサーのヒーター電流を変化させた際のセンサーの応答を予測するために,ガスセンサーの過渡応答モデルを構築した。構築したモデルはガスセンサー内の熱伝導過程,ガスセンサー表面での反応過程,およびセンサー表面付近でのガスの拡散過程から成っており,このモデルから算出したインパルス入力に対するガスセンサーの応答波形は,実験で得られた波形と良く一致した。
また種々の混合ガスに対するガスセンサーの応答を調べ,混合ガスを構成する個々のガスの濃度がセンサーの応答に与える影響を調べ,センサーの応答から個々のガスの種類や濃度の特定を試みた。さらに種々の消臭方法により,アンモニア等の臭いを減臭した際のガス濃度の変化を,ガスセンサーを用いて測定し,それらのセンサーからの応答をニューラルネットワークを用いて処理することで,ガスの識別が可能なことを明らかにした。
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