| 研究課題/領域番号 |
15350084
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
機能物質化学
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
島ノ江 憲剛 (2004) 九州大学, 大学院・総合理工学研究院, 教授 (10274531)
山添 昇 (2003) 九州大学, 大学院・総合理工学研究院, 教授 (40037817)
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| 研究分担者 |
酒井 剛 宮崎大学, 工学部, 助教授 (40284567)
島ノ江 憲剛 九州大学, 大学院・総合理工学研究院, 助教授 (10274531)
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| 研究期間 (年度) |
2003 – 2004
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| 研究課題ステータス |
完了 (2004年度)
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| 配分額 *注記 |
15,300千円 (直接経費: 15,300千円)
2004年度: 2,600千円 (直接経費: 2,600千円)
2003年度: 12,700千円 (直接経費: 12,700千円)
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| キーワード | 高次構造 / 構造制御 / 水熱処理 / 酸化スズ / ゾル / 粒子径 / 微細構造 / 利用効率 / 担持効果 / 半導体ガスセンサ / ナノ粒子 / ゾル粒子 / ガス拡散 / 薄膜 / 高感度化 |
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| 研究概要 |
近年、環境やアメニティの観点から、各種環境汚染ガス、揮発性有機化合物(VOC)、有機ガス、におい(悪臭)ガスなどのセンサ計測の重要性が高まっており、ppb〜数ppmレベルで存在するこれらのガスの計測には、半導体ガスセンサの感度を現行より飛躍的に向上させる必要があることが認識されている。我々は、センサのガス感度が、(1)酸化物一次粒子径、(2)増感剤、(3)感応体利用率、の3つの因子により支配されることをこれまでに明らかにしてきており、この3因子を融合したセンサ設計を行えば、ppbレベル計測に対応できる感度の飛躍的向上が期待できると考えている。本研究では、これらの因子を考慮した新しいセンサ作製方法について検討を行った。
(1)SnO_2の粒子径制御によるメソポア孔導入とセンサの高感度化
SnO_2の粒子径を増大させ、薄膜中にガス拡散に有用なポアを導入することを目的として、水熱処理条件を検討したところ、5〜16nmの範囲で均一な粒子径分布をもつSnO_2ゾルの調製に成功し、これらSnO_2ゾルを用いた薄膜型センサが、粒子径の増大に伴い、高いセンサ感度を示すことを明らかにした。
(2)SnO_2のクラスター化による細孔導入とセンサの高感度化
感応膜への細孔の導入として、SnO_2ゾルへのポリエチレングリコール添加を検討し、細孔を導入したセンサ素子が膜厚の増大にともないセンサ感度も増大することを明らかにした。
(3)ボールミリングによる第二成分添加と微細構造制御
SnO_2にCo_3O_4を第二成分として微量添加する方法として、ボールミル法を検討したところ、ボールミル時間の増加に伴い、10nm以上の細孔が感応膜中に導入され、COに対するセンサ感度も著しく増大することが確認された。
その他、WO_3、TiO_2、第二成分添加SnO_2などについても検討を行い、センサの高感度化について重要な知見を得た。
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