2020 Fiscal Year Annual Research Report
Freestanding sensitive gas sensor with an anodic film
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18K04245
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| Research Institution | Tokyo University of Technology |
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Principal Investigator |
木村 康男 東京工科大学, 工学部, 教授 (40312673)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
庭野 道夫 東北福祉大学, 感性福祉研究所, 教授 (20134075)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | ガスセンサ / 集積化 / 陽極酸化 / 酸化チタン / ナノチューブ / ナノ構造 / 酸化物半導体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまで、局所陽極酸化を行うためには、電解液の入った容器と基板とをOリングを介して密着させる必要があった。しかし、Oリングと基板が密着するため、チップが損傷し歩留まりを悪化させていた。そのため、容器を使用せずに微量な電解液を基板（作用極）と対極との間に挟み込んでTiワイヤの局所陽極酸化を行うセルフリーの局所陽極酸化を開発してきた。異なる特性を有するTNTガスセンサを同一基板上に構築するためには、同一基板上のそれぞれのTiワイヤを他のTiワイヤに影響を及ぼさずに異なる条件で陽極酸化する必要があるが、対極を同一基板上の作用電極となるTiワイヤ間に配置することによって、陽極酸化中のTiワイヤを遮蔽することができ、各Tiワイヤを異なる条件で陽極酸化し、同一基板上に異なる構造を有するTNTを形成することが可能であることを示した。
セルフリー局所陽極酸化では電解液が微量であるため、陽極酸化条件とガスセンサの特性に大きな影響を及ぼすTNTの構造との関係が異なることが考えられ、それを調べてきたが、今年度、電解液中の水の濃度を高くすることで、TNTの壁の厚さが制御できることが確認した。その依存性は、これまでの通常の容器を用いた場合の報告と比較すると緩やかであった。TNTの構造を制御するという観点からすると、この緩やかな依存性は、TNTの壁の厚さを制御しやすくなっているといえる。これらの結果は、セルフリー局所陽極酸化は、集積化TNTガスセンサの構築が可能なプロセスとして有力な手法であることを示している。高感度化に関して、今年度、Atomic Layer Deposition (ALD)を用いてTNTへのPtの担持を行い、その応答特性を評価した。その結果、ALDによるTNTへのPt担持は効果的であり、H2やCOに対する感度が大幅に向上し、水素の検出限界はサブppmまで向上することを確認した。
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Research Products
(2 results)
