| 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, 理工学研究科, 教授 (00196388)
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| 研究分担者 |
クロス ジェフリーS 東京工業大学, 理工学研究科, 教授 (90532044)
櫻井 修 東京工業大学, 理工学研究科, 准教授 (20108195)
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| 研究期間 (年度) |
2010-04-01 – 2013-03-31
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| キーワード | ガスセンサー / 酸化物薄膜 / エピタキシャル薄膜 / ガス拡散型センサー / ガス吸着型センサー |
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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を提案した。
［ガス吸着型ホモエピタキシャル薄膜構造の開発］ PLD法を用いて酸化イットリウム添加ZrO2単結晶基板上に、高抵抗のZnFe2O4バッファ層を形成し、さらにTiO2添加半導性ZnFe2O4薄膜を成長したホモエピ薄膜を成長し、櫛形電極を形成したデバイス構造を作成した。半導体層の厚さ変化させて感度を測定した結果、３nm程度で,最も高感度化することが明らかになった。これはO2やNO2などのガスが吸着し、半導体層から電子が移動する際の官能層（active layer）の厚さを示すと考えられる。また、吸着ガスに種々のエネルギーの紫外線を照射した際の抵抗値の変化から、ガスの吸着・脱着の挙動を検討し、ガス吸着に閾値が存在することを明らかにした。
［ガス拡散型センサー技術開発］SiO2/Si基板上に形成したエピタキシャルYSZ薄膜のSi部を、反応性イオンエッチングでエッチングし、YSZを露出したデバイス構造を作成した。Pt多孔質電極を用いたセンサーは350℃程度まで動作したが、酸化物電極を形成し、動作温度依存性を検討したところ、180℃程度の低温で動作することが分かった。一方、YSZ薄膜中の酸化物イオンの拡散挙動を交流インピーダンス法で検討したところ、150℃程度でも十分拡散する事がわかり、低温でO2をイオン化できる高い触媒能を有する電極の探索が重要な事が明らかとなった。まｔが、酸化物電極と金属（Pt）電極の組み合わせが低温化に有効な可能性があると予想され、更にこの分野の検討が必要なことが明らかとなった。当初予想したよりもさらに低温での動作の可能性があり、引き続き、低温駆動電極を中心に検討する事とした。
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| 現在までの達成度 (区分) |
理由
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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