| 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。
|
