| 研究概要 |
これまで種々の直鎖形一価アルコールに対するSnO_2ガスセンサの応答特性と,各アルコール分子の性質とを調べ,センサの過渡応答がアルコール分子の二次の超分極率に,また定常応答が分極率に強く関係付けられることを明らかにし,香り識別の可能性を示してきた。今年度はこれまでの成果を基にして,種々のガス分子とSnO_2ガスセンサ表面との反応の違いを調べるために,分子軌道法を用いた計算機シミュレーションを行い,実験結果との比較を行った。シミュレーションには半経験的分子軌道法を用い,計算機上にSnO_2クラスターを構成して種々のガス分子とSnO_2クラスターとの反応を調べた。ガスとして,水素ガス,メタノールガス,エタノールガスを用い,シミュレーション結果から現実のSnO_2ガスセンサの表面反応の説明を試みた。その結果,水素ガスは水素分子H_2のままではSnO_2と反応しないが,水素原子H^+に分解されると良く反応すること,メタノールガスは分子CH_3OHのままでも,またCH_3^+やOH^-のラジカルに分解されてもSnO_2と反応しないことを明らかにした。これに対しエタノールガスは分子のままでもSnO_2の酸素原子と反応することが判明した。このことからSnO_2ガスセンサは水素に対して高い感度を有すること,およびメタノールとエタノールとの比較ではエタノールに対して,より高い感度を有することが予想された。この結果は水素,エタノール,メタノールの順に感度が悪くなるという実験結果と良く一致し,シミュレーションの結果は現実のSnO_2ガスセンサの表面反応の一端を示しているものと考える。今後計算条件をより現実に近づけてシミュレーションを進め,香り識別のための基本的な手法を提案して行く予定である。
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