1995 Fiscal Year Annual Research Report

においセンサ開発のための半導体ガスセンサの機能設計

Research Project

Project/Area Number	05555231
Research Institution	Nagasaki University
Principal Investigator	江頭誠長崎大学, 工学部, 教授 (60037934)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	松浦吉展フィガロ技研(株), 材料開発, マネージャー高尾雄二長崎大学, 海洋生産科学研究科, 助手 (20206709) 清水康博長崎大学, 工学部, 助教授 (20150518)
Keywords	においセンサ / 半導体ガスセンサ / トリメチルアミン / ジメチルアミン / アンモニア / 貴金属増感剤 / ガス検知機構
Research Abstract	本研究では,代表的な"におい成分"であり,かつ魚介類の鮮度低下臭でもあるトリメチルアミン(TMA),ジメチルアミン(DMA),アンモニアなどの含窒素ガスを,高感度かつ選択的に検出可能な半導体ガスセンサの設計・開発を行うことを目的として研究を進め,以下のような知見を得た. 各種貴金属を担持した酸化物半導体の粉末をセンサ材料に用い膜厚を変化させたセンサ素子のTMAガス感度を測定した結果,センサの膜厚とセンサ材料の酸化活性の最適化が高感度"においセンサ"を開発するための重要な設計指針であることを明らかにした. 一方,3.0wt%と比較的多量のPtを担持したIn_2O_3-MgO(5mol%)の上部にTiO_2または0.5Pt/TiO_2を塗布した二層構造型の素子を300℃という比較的低温で作動させれば,DMAガス感度が著しく向上することを明らかにした.このガス感度が高くなる温度領域では,導電率の増大という出力信号に対して逆の応答(負電荷吸着)をするNO_Xの生成が比較的少ないこと,および,中間酸化生成物であるエチレンイミンの生成量が多く,その生成過程および燃焼過程で多くの化学吸着酸素が消費されることが,高いDMAガス感度の要因であることを見いだした. In_2O_3-MgO(5mol%)を検知層とし,これを0.5wt%のIr触媒を担持したTiO_2層でコーティングし,かつ両層の中間に電極を設けた素子構造を採用することにより,高感度NH_3ガスセンサを実現した.このセンサの検知機構を調査した結果,高いNH_3ガス感度を得るためには,NO_Xを生成しない程度のNH_3酸化活性を有する材料の選択,およびNH_3によるNO_Xの還元反応をより促進する材料の選択が重要であることがわかった.

Research Products

(8 results)

All Other

All Publications (8 results)

[Publications] M.Egashira: "Odor Sensing by Semiconductor Metal Oxides" Sensors and Actuators B. 13/14. 443-446 (1993)
[Publications] Y.Shimizu: "Trimethylamine-Sensing Mechanism of TiO_2-Based Sensors. 3.Temperature Programmed Desorption Behaviour of Trimethylamine and Variation of Sensitivity with Sensor Thickness" Sensors and Actuators B. 13/14. 623-624 (1993)
[Publications] Y.Takao: "High Ammonia Sensitive Semiconductor Gas Sensors with Double-Layer Structure and Interface Electrodes" J.Electrochem.Soc. 141. 1028-1034 (1994)
[Publications] Y.Takao: "Semiconductor Dimethylamine Gas Sensor with High Sensitivity and Selectivity" Sensors and Actuators B. B25. 375-379 (1995)
[Publications] T.Mochida: "High Sensitive and Selective H_2S Gas Sensor form r.f.Sputterd SnO2 Thin Film" Sensors and Actuators B. B25. 433-437 (1995)
[Publications] 江頭誠: "半導体ガスセンサの組成制御とニオイ・鮮度測定への応用" 電気化学. 63. 583-587 (1995)
[Publications] M.Egashira: "Chemical Sensor Technology Vol.5(分担)" Kodansha Ltd., 274(18) (1994)
[Publications] 江頭誠: "アドバンストセンサハンドブック(分担)" 培風館, 763(10) (1994)

1995 Fiscal Year Annual Research Report

においセンサ開発のための半導体ガスセンサの機能設計

Principal Investigator

江頭 誠 長崎大学, 工学部, 教授 (60037934)

Research Products

[Publications] M.Egashira: "Odor Sensing by Semiconductor Metal Oxides" Sensors and Actuators B. 13/14. 443-446 (1993)

[Publications] Y.Shimizu: "Trimethylamine-Sensing Mechanism of TiO_2-Based Sensors. 3.Temperature Programmed Desorption Behaviour of Trimethylamine and Variation of Sensitivity with Sensor Thickness" Sensors and Actuators B. 13/14. 623-624 (1993)

[Publications] Y.Takao: "High Ammonia Sensitive Semiconductor Gas Sensors with Double-Layer Structure and Interface Electrodes" J.Electrochem.Soc. 141. 1028-1034 (1994)

[Publications] Y.Takao: "Semiconductor Dimethylamine Gas Sensor with High Sensitivity and Selectivity" Sensors and Actuators B. B25. 375-379 (1995)

[Publications] T.Mochida: "High Sensitive and Selective H_2S Gas Sensor form r.f.Sputterd SnO2 Thin Film" Sensors and Actuators B. B25. 433-437 (1995)

[Publications] 江頭 誠: "半導体ガスセンサの組成制御とニオイ・鮮度測定への応用" 電気化学. 63. 583-587 (1995)

[Publications] M.Egashira: "Chemical Sensor Technology Vol.5(分担)" Kodansha Ltd., 274(18) (1994)

[Publications] 江頭 誠: "アドバンストセンサハンドブック(分担)" 培風館, 763(10) (1994)

江頭誠長崎大学, 工学部, 教授 (60037934)

[Publications] 江頭誠: "半導体ガスセンサの組成制御とニオイ・鮮度測定への応用" 電気化学. 63. 583-587 (1995)

[Publications] 江頭誠: "アドバンストセンサハンドブック(分担)" 培風館, 763(10) (1994)