| 研究課題/領域番号 |
05555230
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| 研究種目 |
試験研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
工業物理化学
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
山添 昇 九州大学, 大学院・総合理工学研究科, 教授 (40037817)
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| 研究分担者 |
浅野 泰一 電気化学計器(株), 開発部, 第1グループ課長
玉置 純 九州大学, 大学院・総合理工学研究科, 助手 (10207227)
三浦 則雄 九州大学, 大学院・総合理工学研究科, 助教授 (70128099)
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| 研究期間 (年度) |
1993 – 1994
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| キーワード | 半導体ガスセンサ / ス-プ品質管理 / 表面修飾 / メチルピラジン / アセトン / カプロンアルデヒド / 二硫化ジメチル / 酢酸エチル |
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| 研究概要 |
コンソメス-プから発生するにおい成分のうち、代表的成分としてメチルピラジン(MP)、アセトン(Ac)、カプロンアルデヒド(CA)、二硫化ジメチル(DMDS)、酢酸エチル(EA)を選び、これらを高感度、高選択的に検知する半導体ガスセンサの設計を行った。さらに、上記5成分に感応するセンサを用いてス-プサンプルの総合評価を行った。基本的には、酸化物半導体をベースとし、これに貴金属や金属酸化物を添加して表面修飾を行い、各におい成分に優れた検知特性を示すセンサ材料の探索を行った。
MPにたいしては、Rh-WO_3素子が300℃で優れた検知特性を示すことはすでに見出している。Acについては、ZnOをベースとして添加剤の探索を行った結果、MoO_3-ZnO素子が500℃で高い感度を示した。MoO_3-ZnO試料はアセトン酸化活性が低く、部分酸化生成物であるCOの生成が認められ、このような酸化触媒活性がセンサ特性と密接に関係していることが示唆された。CAについてはEr_2O_3あるいはGd_2O_3を添加したZnO素子が300℃で高い感度と選択性を示すことがわかった。DMDSについては、Fe_2O_3をベースとしてPr_6O_<11>、Al_2O_3などの添加が有効であった。特に、Pr_6O_<11>-Fe_2O_3素子が300℃で最も高いDMDS感度を示し、XPSを用いた評価からFe_2O_3上に微分散したPr^<4+>がDMDS感度の増大に寄与していることがわかった。EAについては、CaO、WO_3、MoO_3、Y_2O_3を添加したZnO素子が400〜500℃で高い酢酸エチル感度を示した。
Rh-WO_3(MP)、MoO_3-ZnO(Ac)、Er_2-ZnO(CA)、Pr_6O_<11>-Fe_2(DMDS)、WO_3-ZnO(EA)を用いてス-プサンプルの総合評価を行ったところ、感応評価に対応する結果が得られた。
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