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界面機能性セラミックスによる環境汚染物質の分子認識と直接分解プロセスの開発

研究課題

研究課題/領域番号 03403013
研究種目

一般研究(A)

配分区分補助金
研究分野 無機工業化学・無機材料工学
研究機関東京大学

研究代表者

柳田 博明  東京大学, 工学部, 教授 (20010754)

研究分担者 中村 吉伸  東京大学, 工学部, 助手 (30198254)
宮山 勝  東京大学, 先端科学技術センター, 助教授 (20134497)
研究期間 (年度) 1991 – 1993
研究課題ステータス 完了 (1993年度)
配分額 *注記
27,400千円 (直接経費: 27,400千円)
1993年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
1992年度: 8,500千円 (直接経費: 8,500千円)
1991年度: 17,000千円 (直接経費: 17,000千円)
キーワードPN接触型センサー / 一酸化炭素センサー / 窒素酸化物センサー / ヘテロ接触 / セラミック薄膜 / セラミックセンサ / 酸化窒素ガスセンサ / 一酸化炭素ガスセンサ / 二酸化炭素ガスセンサ
研究概要

1.CuO/ZnOヘテロ接触は、接触界面近傍がいわゆる外界に対して"開いた"構造であることから、その接触点を通過する電流が雰囲気のガスにより影響を受け、この現象はガスセンサーに応用できる。純度の高いZnO、CuOを組み合わせて界面を形成した場合、CO選択性は発現しにくいが、添加物の効果でその一酸化炭素検知能は強調される。一酸化炭素に対してとくに高い選択性、認識能をもつ素子のキャラクタリゼーションを通じ、CO検知という機能に対しとくに重要な役割を果たしているのがp型の半導体であるCuOでありその機能はNa等のアルカリ金属の添加により強調されることが明かとなった。
2.銅ペロブスカイト酸化物に着目しそのNOx検知特性をキャリア濃度、Cuの酸化数を中心に検討を行い、界面機能性セラミックスの一方の構成材料(p型物質)としての可能性を追求した。LaCuO_3セラミックスを+5価、+3価のイオンで置換し、伝導キャリア種、キャリア濃度、銅の価数を制御した一連の試料のNOx検知特性からストイキオメトリックなLaCuO_3がNOxの検知のに有効であり、さらにこの素子ではNOとNO_2の認識が可能であることが示された。
3.CuOとZnOの原料粉体を傾斜組成で積層してCuO/ZnOヘテロ接触を構成した素子表面でのCO酸化反応は、素子両端に印加した電圧によりその速度が変化することが確認され、逆バイアス(CuO-、ZnO+)印加でCO酸化反応の速度が10%促進されていることが確認された。この現象はCuO-ZnO界面におけるZnO(n型)の表面抵抗が逆バイアス印加で増加することに対応している現象であると判断され、電界印加によって負電荷吸着した酸素イオンの界面における濃度分布の差異がCO酸化反応速度に影響したものと判断される。

報告書

(4件)
  • 1993 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1992 実績報告書
  • 1991 実績報告書
  • 研究成果

    (35件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (35件)

  • [文献書誌] Y.Nakakura: "Oxdizing Gas Sensing by SiC/ZnO Heterocontact" 日本セラミックス協会学術論文誌. 99. 823-825 (1991)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Shirakawa: "Effect of Electric Field on the Surface Electrical Resistance of CuO-ZnO Hetero-contact" J.Mat.Sci.Lett.10. 381-383 (1991)

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      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Yanagida: "Interlligent Materials for Healthy Development of Advanced Technology" Biochem.Eng.Application,Basis & Comm.4. 9-10 (1992)

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      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.J.Jung: "Effect of Additives on Gas Sensing Characteristics of CuO/ZnO Heterocontact" Proc.of the 10th Japan-Korea Seminar on Ceramics. 317-320 (1993)

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      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Ushio: "Fabrication of Thin-film CuO/ZnO Heterojunction and its Humidity-sensing Properties" Sensors and Actuators. B12. 135-139 (1993)

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      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Nakamura: "Key Materials for Selective CO Gas Sensing at CuO/ZnO Heterocontact" Jpn.Sensor Newsletter. 7. 18-26 (1993)

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      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Morita: "NOx Gas Sensing Properties of La_2CuO_4" Proc.the Symposium on Chemical Sensors 11,The Electrocem.Soc.93-7. 450-455 (1993)

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      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 中村吉伸: "SiC/ZnOヘテロ接触のNOx検知機構" 日本セラミックス協会学術論文誌. (印刷中).

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      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.J.Jung: "Effect of Na2CO3 Addition on CO Gas Sensing Characteristics of CuO/ZnO Heterocontact" J.Electrochem.Soc.(in press).

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      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Nakamura et al.: "Oxdizing Gas Sensing by SiC/ZnO Heterocontact" Ceram. Soc. Jpn.99(9). 823-825 (1991)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shirakawa et al: "Effect of Electric Field on the Surface Electrical Resistance of CuO-ZnO Hetero-contact" J.Mat. Sci. Lett. 10. 381-383 (1991)

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      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Yanagida: "Interlligent Mataerials for Healthy Development of Advanced Technology" Biochem. Eng. Application, Basis & Comm. 4(4). 9-10 (1992)

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      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.J.Jung et al: "Effect of Additives on Gas Sensing Characteristics of CuO/ZnO Heterocontact" Proc. of the 10th Japan-Korea Seminar on Ceramics. 317-320 (1993)

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      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Ushio et al: "Fabrication of Thin-film CuO/ZnO Heterojunction and its Humiditysensing Properties" Sensors and Actuators. B12. 135-139 (1993)

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      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Nakamura et al: "Key Materials for Selective CO Gas Sensing at CuO/ZnO Heterocontact" Jpn. Sensor Newsletter. 7(4). 18-26 (1993)

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      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Morita et al: "NOx Gas Sensing Properties of La 2 CuO 4" Proc. the Symposium of Chemical Sensors ll, The Electrocem. Soc. Vol 93-7. 450-455 (1993)

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      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Nakamura et al: "NOx Sensing Characteristics of SiC/ZnO Heterocontact" J.Ceram. Soc. Jpn.(in press).

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      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.J.Jung et al: "Effect of Na2CO3 Addition on CO Gas Sensing Characteristics of CuO/ZnO Heterocontact" J.Electrochem. Soc. (in press).

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      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Nakakura: "Oxdizing Gas Sensing by SiC/ZnO Heterocontact" 日本セラミックス協会学術論文誌. 99. 823-825 (1991)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] T.Shirakawa: "Effect of Electric Field on the Surface Electrical Resistance of CuO-ZnO Hetero-contact" J.Mat.Sci.Lett.10. 381-383 (1991)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] H.Yanagida: "Interlligent Mataerials for Healthy Development of Advanced Technology" Biochem.Eng.Application,Basis & Comm.4. 9-10 (1992)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] S.J.Jung: "Effect of Additives on Gas Sensing Characteristics of CuO/ZnO Heterocontact" Proc.of the 10th Japan-Korea Seminar on Ceramics. 317-320 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Ushio: "Fabrication of Thin-film CuO/ZnO Heterojunction and its Humidity-sensing Properties" Sensors and Actuators. B12. 135-139 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Nakamura: "Key Materials for Selective CO Gas Sensing at CuO/ZnO Heterocontact" Jpn.Sensor Newsletter. 7. 18-26 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] T.Morita: "NOx Gas Sensing Properties of La_2CuO_4" Proc.the Symposium on Chemical Sensors 11,The Electrocem.Soc.93-7. 450-455 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] 中村吉伸: "SiC/ZnOヘテロ接触のNOx検知機構" 日本セラミックス協会学術論文誌. (印刷中).

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] 中村吉伸: "酸化物半導体ヘテロ接触における一酸化炭素検知機能" 東京大学工学部紀要. A-13. 66-67 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] S.J.Jung: "Effect of Na2CO3 Addition on CO Gas Sensing Characteristics of CuO/ZnO Heterocontact" J.Electrochem.Soc.(in press).

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] Hidetaka Ito: "Molecular Recognition by a p-n Semiconductor Contact" Journal of the Ceramic Society of Japan. 100. 350-352 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] Hidetaka Ito: "Alcohol Sensor by Using a p-n Semiconductor Contact" Journal of the Ceramic society of Japan. 100. 888-893 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] Yoshinobu Nakamura: "Oxidizing Gas Sending by SiC/ZnO Hetrocontact" 日本セラミック協会学術論文誌. 99. 823-825 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] Toshiyuki Shirakawa: "Effect of Electric Field on Surface Electrical Resistance of Cuo/ZnO HetroーContact" J.Mater.Sci.Left.10. 381-383 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] Yoshijiro Ushio: "Fabrication of Thin Film CuO/ZnO Hetrojunction and its Humidity Sending Properties" Sensor and Actuators.

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] Yoshinobu Makamura: "Humidity Sensitive Electrical Conduction along AcidーBasic Oxide Interface" J.Amer.Cream.Soc.

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] Masaru Miyayama: "Interface in New Materials(共著)" Elsevier Applied Science, 283 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書

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公開日: 1991-04-01   更新日: 2016-04-21  

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