電界効果トランジスタ型水素ガスセンサの高性能化・高機能化

• 研究課題/領域番号: 21760052
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 応用物理学一般
• 研究機関: 首都大学東京
• 研究代表者: 中村 成志 首都大学東京, 大学院・理工学研究科, 准教授 (70336519)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円); 2011年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2010年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2009年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: センサー / 水素 / 先端機能デバイス / 表面・界面物性

研究概要

耐環境性に優れた高性能・高機能な水素ガスセンサの開発を目指し研究を行った.ケルビン法により電界効果トランジスタ型水素ガスセンサの検知メカニズムについて調査した結果,水素吸蔵によるパラジウム電極自体の仕事関数変化であることが分かった.空気中での水素検知範囲はサブppmから10%であった.ガス選択性を付与する方法として温度掃引型動作を導入することにより,水素,メタン,プロパンを区別して検知できることを示した.

研究成果

• [雑誌論文] Detection of ppm-order hydrogen gas by Pd/AlGaN/GaN high electron mobility transistor-based sensors (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Nakamura, N. Takahashi and T. Okumura
  • 雑誌名: Physica status solidi 巻: Vol.6 ページ: 1053-1055
  • 査読あり
• [雑誌論文] Detection of ppm-order hydrogen gas by Pd/AlGaN/GaN high electron mobility transistor-based sensors (2009)
  • 著者名/発表者名: S.Nakamura, N.Takahashi, T.Okumura
  • 雑誌名: Physica status solidi c 6
  • 査読あり
• [学会発表] 光容量分光法によるn型GaN中の極深準位評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 吉田朗子,中村成志,奥村次徳
  • 学会等名: 第59回応用物理学会関係連合講演会
  • 発表場所: 早稲田大学早稲田キャンパス
  • 年月日: 2012-03-18
• [学会発表] Pd/AlGaN/GaNガスセンサの検知特性の温度依存性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 渡辺晶史,中村成志,奥村次徳
  • 学会等名: 第59回応用物理学会関係連合講演会
  • 発表場所: 早稲田大学早稲田キャンパス
  • 年月日: 2012-03-16
• [学会発表] Pd/AlGaN/GaN高電子移動度トランジスタ型水素ガスセンサの応答メカニズム (2011)
  • 著者名/発表者名: 瀧本拓真,中村成志,奥村次徳
  • 学会等名: 電気学会全国大会
  • 発表場所: 大阪大学豊中キャンパス
  • 年月日: 2011-03-16
• [学会発表] Pd/n-GaN接触の電気特性に及ぼす湿度の影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 北村翼,中村成志,奥村次徳
  • 学会等名: 電気学会全国大会
  • 発表場所: 大阪大学豊中キャンパス
  • 年月日: 2011-03-16
• [学会発表] Pd/AlGaN/GaN高電子移動度トランジスタ型水素ガスセンサの応答メカニズム (2011)
  • 著者名/発表者名: 瀧本拓真, 中村成志, 奥村次徳
  • 学会等名: 電気学会全国大会
  • 発表場所: 大阪大学 豊中キャンパス
  • 年月日: 2011-03-16
• [学会発表] Pd/n-GaN接触の電気特性に及ぼす湿度の影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 北村翼, 中村成志, 奥村次徳
  • 学会等名: 電気学会全国大会
  • 発表場所: 大阪大学 豊中キャンパス
  • 年月日: 2011-03-16
• [学会発表] Pd/AlGaN/GaN高電子移動度トランジスタ構造センサの水素応答メカニズム (2010)
  • 著者名/発表者名: 瀧本拓真,中村成志,奥村次徳
  • 学会等名: 電子情報通信学会電子デバイス研究会
  • 発表場所: 九州工業大学若松キャンパス
  • 年月日: 2010-09-13
• [学会発表] Pd/AlGaN/GaN高電子移動度トランジスタ構造センサの水素応答メカニズム (2010)
  • 著者名/発表者名: 瀧本拓真, 中村成志, 奥村次徳
  • 学会等名: 電子情報通信学会 電子デバイス研究会
  • 発表場所: 九州工業大学 若松キャンパス
  • 年月日: 2010-09-13
• [学会発表] Kelvin-probe characterization of hydrogen-sensitive palladium/nitride semiconductors contacts (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Nakamura, T. Ohsono, N. Takahashi, T. Okumura
  • 学会等名: 8th International Conference on Nitride Semiconductors(ICNS-8)
  • 発表場所: ICC Jeju(Korea)
  • 年月日: 2009-10-19
• [学会発表] Kelvin-probe characterization of hydrogen-sensitive palladium/nitride semiconductors contacts (2009)
  • 著者名/発表者名: S.Nakamura, T.Ohsono, N.Takahashi, T.Okumura
  • 学会等名: 8th International Conference on Nitride Semiconductors (ICNS-8)
  • 発表場所: ICC Jeju (Korea)
  • 年月日: 2009-10-19
• [学会発表] 高温動作Pd/AlGaN/GaN構造水素ガスセンサの検知特性評価 (2009)
  • 著者名/発表者名: 中村成志,大園智章,高橋紀行,奥村次徳
  • 学会等名: 電気学会センサ・マイクロマシン部門総合研究会
  • 発表場所: 東京工科大学八王子キャンパス
  • 年月日: 2009-07-24
• [学会発表] Pd-窒化物半導体接触を利用した水素ガスセンサの検知メカニズムの検討 (2009)
  • 著者名/発表者名: 大園智章,中村成志,高橋紀行,奥村次徳
  • 学会等名: 電気学会センサ・マイクロマシン部門総合研究会
  • 発表場所: 東京工科大学八王子キャンパス
  • 年月日: 2009-07-24
• [学会発表] 高温動作Pd/AlGaN/GaN構造水素ガスセンサの検知特性評価 (2009)
  • 著者名/発表者名: 中村成志, 大園智章, 高橋紀行, 奥村次徳
  • 学会等名: 電気学会センサ・マイクロマシン部門総合研究会
  • 発表場所: 東京工科大学八王子キャンパス(東京都)
  • 年月日: 2009-07-24
• [学会発表] Pd-窒化物半導体接触を利用した水素ガスセンサの検知メカニズムの検討 (2009)
  • 著者名/発表者名: 大園智章, 中村成志, 高橋紀行, 奥村次徳
  • 学会等名: 電気学会センサ・マイクロマシン部門総合研究会
  • 発表場所: 東京工科大学八王子キャンパス(東京都)
  • 年月日: 2009-07-24