2013 Fiscal Year Annual Research Report
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23360289
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| Research Institution | Nagasaki University |
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Principal Investigator |
兵頭 健生 長崎大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70295096)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
清水 康博 長崎大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20150518)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | ガスセンサ / ダイオード / 水素 / ショットキー障壁 / ヘテロ界面 / 湿度 / 酸素分圧 |
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| Research Abstract |
昨年度までの研究で，Ti金属を陽極酸化することで得られた酸化チタン膜にPt, PdあるいはPd-Ptを検知極として取り付けたM/TiO2センサ（M: Pt, PdあるいはPd-Pt）にAuを被覆することで水素応答特性（空気中の応答値および水素検知選択性）が劇的に改善すること，M/TiO2センサの表面にポリイミド膜を被覆することも水素応答特性に改善に効果的であることを明らかにした。そこで本年度は，①M/TiO2センサへのAu被覆が与える影響をより詳細に評価し，水素応答メカニズムを明らかにすること，②他のポリマー被覆がM/TiO2センサの水素検知特性に与える影響を明らかにすること，の２点を研究した。
まず，Au被覆M/TiO2センサの場合，8000 ppmとやや水素濃度が高い場合では，特に湿潤雰囲気中において水素応答値が酸素濃度にほとんど依存しないことが確認できたが，水素濃度が低くなると，水素応答値が急激に酸素濃度に影響されることがわかった。そのことから，Au被覆M電極表面における吸着酸素量と水素解離吸着量とのバランスが，極めて大きく水素応答特性に影響をあたえることが明らかとなった。以上の結果から，今後は，被検ガス雰囲気中に酸素が存在していたとしても，測定温度で吸着酸素を発生させないような材料設計（あるいはセンサ作動条件設定）が必要であることがわかった。
一方，エチレンビニルアルコール共重合膜をM/TiO2センサ表面に薄く被覆した時の水素応答特性を評価したところ，空気中における水蒸気の影響を軽減できることや，乾燥雰囲気での水素応答に及ぼす酸素の影響を軽減することができることがわかった。しかし，これらの効果はAuを被覆した場合に比べて水素応答特性に与える効果が少ないことから，今後は被覆膜厚や微細構造を最適化していく必要がある。現在，これらの結果の論文発表を準備中である。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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