| 研究課題/領域番号 |
22360289
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
篠崎 和夫 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (00196388)
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| 研究分担者 |
CROSS Jeffrey 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (90532044)
櫻井 修 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 准教授 (20108195)
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| キーワード | ガスセンサー / 酸化物薄膜 / エピタキシャル / ガス拡散センサー / ガス吸着センサー |
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| 研究概要 |
従来のガス吸着型およびガス拡散型セラミックスガスセンサでは、酸化物微粒子を堆積したり、酸化物多結晶体を用いているが、これらのセンサー部をエピタキシャル薄膜化した一連のセンサーの研究を提案した。Si基板あるいは酸化物基板上にバッファを導入して、ガスセンサー能をもつフェライトあるいは蛍石系材料のエピタキシャル成長技術の確立を目指した。
[半導性フェライトのエピタキシャル成長技術の開発]PLD法を用いて、YSZ基板上にTiO_2を添加したZnFeO_4エピタキシャルフェライト薄膜を製膜する技術の最適化を図った。初年度は、エキシマレーザーのパワーをダイナミックに制御することで、膜質の制御を行い、手ピタキシャル性を保ったままで、薄膜の微構造制御をおこない、AFMによる表面粗さとガスセンシング能のあいだに、相関関係があることを明らかにした。これらは、YSZ基板上に直接、半導性のフェライトを製膜したヘテロエピであったが、レーザーパワーを落とすことで、ヘテロエピでも膜厚を薄くしても感度を高く保つことが可能なことを実証した。また、基板上の先ず、高抵抗のフェライト層を付けて、さらに、半導性のフェライト層をホモエピタキシャル成長させる製膜にも取り組んだ。昨年度繰り越した波長を可変可能な紫外光照射装置を使い、ガス吸着エネルギーの検討も行った。
[エピタキシャル薄膜を用いたガス拡散型センサーの開発]Si基板上にYSZ薄膜をエピタキシャル製膜する技術の開発と、YSZエピタキシャル膜を形成したSi基板に反応性イオンエッチング装置を用いて検出部を加工する技術を組み合わせて、動作温度を検討した。また、アニールをすることで、薄膜の残留応力を可変することで、応力の効果がそれほど大きなものではなく、膜厚の薄膜化と、粒界の低減の効果が著しく効果的であることを見いだした。
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