研究課題
基盤研究(A)
近年、環境汚染ガスによる地球環境問題が注目されており、工場や自動車からの排出ガスの規制が懸案の課題になるに伴い、汚染ガス検知機器の分析限界の向上が要求されている。このような要請に応えるためには、従来の半導体式ガスセンサーではなく、センシングのコア材料として、実効表面積の大きいカーボンナノチューブ(CNT)を応用することが有望となる。そこで、本研究では、ガス吸着機構の表面科学的な解明にもとづき、CNTによる極微量ガスセンシング技術を開拓することを目的とした。特筆すべき結果として、以下の新しい事実が得られた。(1)熱化学気相成長法により、単層CNTを櫛形電極付きアルミナ基板上に直接成長させた単層CNT薄膜ガスセンサーを開発し、NO_2などの酸化性ガスに対しppbオーダーの超高感度、室温動作、高スループット作製、高速応答・回復など、優れたセンシング特性をもつことを実証した。さらに、特定のガス種の検知に向けて、触媒金属(Pt)を単層CNT表面に修飾したガスセンサーを作製し、還元性ガスであるCOに対して、1ppmの極微量検知に成功した。(2)単層CNTへのガス吸着機構を解明するために、大気中での外乱を避け、規定された条件下(真空中)で、NO_2に対する応答特性を評価した結果、大気中での場合と比べて、センサー感度がおよそ1.4倍高くなることがわかった。さらに、0.1ppbオーダーの濃度まで検知可能であった。この要因として、真空中では検知対象ガス以外のガス分子の影響を受けにくく、単層CNTの表面が清浄であるため、単層CNT薄膜ガスセンサー本来の性能が得られたものと考えられる。
すべて 2007 2006 2005
すべて 雑誌論文 (26件) 図書 (1件)
Review of Scientific Instruments Vol. 78
ページ: 013703 1-6
Japanese Journal of Applied Physics Vol. 46,No.2
ページ: 867-869
Japanese Journal of Applied Physics Vol. 46,No.4A
ページ: 1821-1823
Review of Scientific Instruments 78
Jpn.J Appl.Phys. 46, Part 1, No.2
CMC Books 271
Japanese Journal of Applied Physics Vol. 45,No. 1
ページ: L39-L41
Japanese Journal of Applied Physics Vol. 45,No.2A
ページ: 1044-1046
Japanese Journal of Applied Physics Vol. 45,No.4A
ページ: 2872-2874
Japanese Journal of Applied Physics Vol. 45,No.4B
ページ: 3669-3671
Thin Solid Films Vol. 508
ページ: 82-85
Japanese Journal of Applied Physics Vol. 45,No. 19
ページ: L497-L500
Japanese Journal of Applied Physics Vol. 45,No.6A
ページ: 5326-5328
Nanotechnology Vol. 17
ページ: 4424-4430
Jpn.J.Appl.Phys. 45, Part 2, No.1
Jpn.J.Appl.Phys. 45, Part 1, No.2A
Jpn.J.Appl.Phys. 45, Part 1, No.4A
Jpn.J.Appl.Phys. 45, Part 1, No.4B
Thin Solid Films 508
Jpn.J.Appl.Phys. 45, Part 2, No.19
Jpn.J.Appl.Phys. 45, Part 1, No.6A
Nanotechnology 17
Japanese Journal of Applied Physics Vol. 44,No. 16
ページ: L482-L484
Japanese Journal of Applied Physics Vol. 44,No. 11
ページ: 8227-8230
Jpn.J.Appl.Phys. 44, Part 2, No.16
Jpn.J.Appl.Phys. 44, Part 1, No.11
