| 研究課題/領域番号 |
12450346
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(B)
|
| 配分区分 | 補助金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 研究分野 |
工業物理化学
|
|---|
| 研究機関 | 九州大学 |
|---|
研究代表者 |
三浦 則雄 九州大学, 先端科学技術共同研究センター, 教授 (70128099)
|
|---|
| 研究分担者 |
清水 陽一 九州工業大学, 工学部, 助教授 (20192114)
酒井 剛 九州大学, 大学院・総合理工学研究院, 助手 (40284567)
島ノ江 憲剛 九州大学, 大学院・総合理工学研究科, 助教授 (10274531)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2000 – 2001
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2001年度)
|
| 配分額 *注記 |
15,000千円 (直接経費: 15,000千円)
2001年度: 2,900千円 (直接経費: 2,900千円)
2000年度: 12,100千円 (直接経費: 12,100千円)
|
|---|
| キーワード | イオン導電体 / 酸化物半導体 / 接合界面 / ガスセンサ / 固体電解質 / 安定化ジルコニア / NASICON |
|---|
| 研究概要 |
本研究では、新たな異種接合界面であるイオン導電体/酸化物半導体接合を設計・形成・制御することにより、これまでにない特異なガス認識機能を付与し、センサの作動特性を飛躍的に改善させた高性能センシングデバイスを開発することを目指して検討を行い、以下のような知見を得た。
1)イオン導電体として代表的な酸素イオン導電体であるイットリア安定化ジルコニア(YSZ)をとりあげ、これに種々の酸化物半導体を付加することにより、異種接合界面を形成したセンシングデバイスを作製した。ガス種としてまず炭化水素を取り上げて高温での応答特性を検討したところ、酸化物半導体としてCdOを用いた場合には、600℃においてプロピレンに対して選択的な応答を示すことがわかった。
2)ガス種としてNOxを取り上げて検討したところ、YSZ/酸化物(特にWO_3、ZnFe_2O_4、ZnCr_2O_4)の接合界面が高温でも良好な感度と選択性を示すことを見出した。
3)YSZと酸化物電極(特にSnO_2)を組み合わせた接合界面を用いれぱ、N_2Oを被検ガス種とした場合にも数十ppm程度の低濃度ガスの検知が可能なことを見出した。本センサは医療現場での麻酔ガスモニタリング用として使える可能性がある。
4)Na^+導電体であるNASICONをイオン導電体として用い、これにIn_2O_3を付加して電位検出型素子とすれば、室温作動が可能なCO_2センサが得られることを見出した。
5)NASICONに亜硝酸塩(NaNO_2)を付加して電流検出型素子とすれば高感度なNO_2センサが得られるが、界面での応答機構に過酸化物の関与があることや、WO_3を酸化物電極として用いた場合にはNO_2感度の向上やNOの酸化触媒機能が発現してトータルNOx濃度の測定も可能なことを見出した。
|
