• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

酸素酸塩接合トランジスターを用いた高性能NOxセンサの設計と開発

研究課題

研究課題/領域番号 12650814
研究種目

基盤研究(C)

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

島ノ江 憲剛  九州大学, 大学院・総合理工学研究院, 助教授 (10274531)

研究分担者 山添 昇  九州大学, 大学院・総合理工学研究院, 教授 (40037817)
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
4,100千円 (直接経費: 4,100千円)
2001年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2000年度: 3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
キーワードガスセンサ / 電解効果トランジスター / 酸素酸塩 / 二酸化窒素 / 亜硝酸ナトリウム / 金属酸化物 / 一酸化窒素 / 水蒸気 / 電界効果トランジスター / FET / 二酸化炭素ガスセンサ / 大気環境 / 低温作動
研究概要

本研究では、電界効果トランジスター(FET)と酸素酸塩を組み合わせた新規なNO_2センサの設計と開発を行った。まず、FETのゲート部に亜硝酸ナトリウム補助相を接合した基本素子について、180℃でNO_2検知特性を調べたところ、亜硝酸ナトリウムとNO_2の平衡反応に基づきゲート・ソース間電圧(VGS)が変化し、これがネルンスト式に従うことを確認した。そこで、ソース・ドレイン間電流を一定値に保つようにVGSを制御し、NO_2濃度を変化させて、VGSの変化からNO_2の検出下限値を求めたところ、500ppbであることがわかった。次に、検出下限濃度を向上させるために、亜硝酸ナトリウム補助相に種々の酸化物を添加したところ、酸化タングステンを添加したセンサが130℃で10ppbの検出下限値を有することが明らかとなった。さらに、このセンサ素子について妨害ガスの影響を調べたところ、CO_2にはまったく影響を受けず、NOには10倍の感度があることがわかった。つまり、NO_2の測定対象濃度がNOの1/10以上あればNOにはまったく影響を受けずに測定できる。次に水蒸気の影響を調べたところ、電極とリード線の接合に用いた金ペーストが水蒸気の影響を受けることがわかり、熱処理を施すことで回避できることがわかった。以上の結果から、本センサ素子は、日本のNO_2規制値が40〜60ppbであることを考慮すると、大気環境中のNO_2を検知できる超小型のセンサとして有望であることが示唆された。

報告書

(3件)
  • 2001 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2000 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (11件)

  • [文献書誌] K.Shimanoe: "Field effect transistor type gas sensor coated with NaNO_2 for NO_2 detection"Solid-State-Ionics Device II Ceramic Sensors, Proceedings of the International Symposium, The Electrochemical Society, Inc.. 2000-32. 435-444 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Nakata: "Field effect transistor type NO_2 sensor combined with NaNO_2 auxiliary phase"Sensors and Actuators B. 77. 512-516 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Nakata: "NO_2 sensing properties of FET devices attached with NaNO_2-based binary auxiliary phase"Chemical and Biological Sensors and Analytical Methods II, Proceedings of the International Symposium, The Electrochemical Society. Inc.. 2001-18. 414-423 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Shimanoe, S. Nakata, N. Miura, N. Yamazoe: "Field effect transistor type gas sensor coated with NaNO_2 for NO_2 detection"Solid-State Ionic Devices II Ceramic Sensors, Proc. of the Int. Symp., The Electrochemical Society, Inc.. 200-32. 435-444 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Nakata, K. Shimanoe, N. Miura, N. Yamazoe: "Field effect transistor type NO_2 sensor combined with NaNO_2 auxiliary phase"Sensors and Actuators B. 77. 512-516 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Nakata, K. Shimanoe, N. Miura, N. Yamazoe: "NO_2 sensing properties of FET devices attached with NaNO_2-based binary auxiliary phase"Chemical and Biological Sensors and Analytical Methods II, Proc. of the Int. Symp., The Electrochemical Society, Inc.. 414-423 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Shimanoe: "Field effect transistor type gas sensor coated with NaNO_2 for NO_2 detection"Solid-State-Ionic Device II Ceramic Sensors, Proceedings of the International Symposium, The Electrochemical Society, Inc.. 2000(32). 435-444 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] S.Nakata: "Field effect transistor type NO_2 sensor combined with NaNO_2 auxiliary phase"Sensors and Actuators B. 77. 512-516 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] S.Nakata: "NO_2 sensing properties of FET devices attached with NaNO_2-based binary auxiliary phase"Chemical and Biological Sensors and Analytical Methods II, Proceedings of the International Symposium, The Electrochemical Society, Inc.. 2001(18). 414-423 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] S.Nakata et al.: "Field effect transistor type NO_2 sensor combined with NaNO_2- based auxiliary phase"Sensors & Actuator B. (in press). (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] K.Shimanoe et al.: "Field Effect Transistor Type Gas Sensor Coated with NaNO_2 for NO_2 detection"The Electrochemical Society Proceeding. (in press). (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書

URL: 

公開日: 2000-04-01   更新日: 2016-04-21  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi