JP2009145136A - 電気的抵抗の変動が抑制された有機無機ハイブリッド材料 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】有機無機ハイブリッド材料を空気のような酸素を含む雰囲気下で使用するときは、動作温度における飽和酸素吸着量以上の酸素を予め吸着させておくことで、又は窒素のような酸素を含まない雰囲気下で使用するときは、予め吸着した酸素を脱離させておくことで、該有機無機ハイブリッド材料の電気的抵抗のドリフトを抑制した有機無機ハイブリッド材料からなるガスセンサ材料、導電性有機無機ハイブリッド材料、それらの製造方法、導電性部材及び化学センサ部材。
【効果】有機無機ハイブリッド材料からなるガスセンサ材料のベース抵抗値のドリフトを抑制することで、測定対象ガスに対する応答に相当する抵抗値変化に対してドリフトが相対的に小さくなり、これにより、正確な濃度の検出が可能となる。
【選択図】図13
Description
(1)層状構造を持つ無機化合物の層間に有機物が挿入された有機無機ハイブリッド材料であって、該層状構造を持つ無機化合物が酸化モリブデンを主成分とするものであり、該有機無機ハイブリッド材料に吸着した酸素量が動作温度での飽和吸着量を超えた状態に調整されていることで、酸素を含む雰囲気下で使用するときの該有機無機ハイブリッド材料のベース抵抗値のドリフト(変動)が抑制されていることを特徴とする有機無機ハイブリッド材料。
(2)層状構造を持つ無機化合物の層間に有機物が挿入された有機無機ハイブリッド材料であって、該層状構造を持つ無機化合物が酸化モリブデンを主成分とするものであり、該有機無機ハイブリッド材料に吸着した酸素が脱離されていることで、酸素を含まない雰囲気下で使用するときの該有機無機ハイブリッド材料のベース抵抗値のドリフト(変動)が抑制されていることを特徴とする有機無機ハイブリッド材料。
(3)層間に挿入された有機物が、導電性有機高分子である、前記(1)又は(2)に記載の有機無機ハイブリッド材料。
(4)層間に挿入された有機物が、ポリアニリン又はポリアニリン誘導体である、前記(3)に記載の有機無機ハイブリッド材料。
(5)層状構造を持つ無機化合物の層間に有機高分子が挿入された有機無機ハイブリッド材料の成型体からなる、前記(1)又は(2)に記載の有機無機ハイブリッド材料。
(6)薄膜、配向膜、厚膜、又はペレット成型体からなる、前記(5)に記載の有機無機ハイブリッド材料。
(7)前記(1)から(6)のいずれかに記載の有機無機ハイブリッド材料からなることを特徴とするガスセンサ材料。
(8)前記(1)から(6)のいずれかに記載の有機無機ハイブリッド材料からなることを特徴とする導電性材料。
(9)層状構造を持つ無機化合物の層間に有機物が挿入された有機無機ハイブリッド材料を製造する方法であって、該層状構造を持つ無機化合物を酸化モリブデンを主成分とするもので構成し、該有機無機ハイブリッド材料に吸着した酸素量を動作温度での飽和吸着量を超えた状態に調整することで、酸素を含む雰囲気下で使用するときの該有機無機ハイブリッド材料のベース抵抗値のドリフト(変動)が抑制された有機無機ハイブリッド材料を製造することを特徴とする有機無機ハイブリッド材料の製造方法。
(10)有機無機ハイブリッド材料に飽和吸着量以上の酸素を吸着させた有機無機ハイブリッド材料の製造方法において、酸素を含む雰囲気下で動作温度以上の温度で加熱する、前記(9)に記載の有機無機ハイブリッド材料の製造方法。
(11)空気中で使用するときに電気的抵抗の変動が抑制された有機無機ハイブリッド材料の製造方法において、動作温度よりも高い温度で、酸素を含む雰囲気下で加熱する、前記(10)に記載の有機無機ハイブリッド材料の製造方法。
(12)層状構造を持つ無機化合物の層間に有機物が挿入された有機無機ハイブリッド材料の電気抵抗の変動が抑制された有機無機ハイブリッド材料を製造する方法であって、該層状構造を持つ無機化合物を酸化モリブデンを主成分とするもので構成し、該有機無機ハイブリッド材料に吸着した酸素を脱離させた状態に調整することで、酸素を含まない雰囲気下で使用するときの該有機無機ハイブリッド材料のベース抵抗値の変動が抑制された有機無機ハイブリッド材料を製造することを特徴とする有機無機ハイブリッド材料の製造方法。
(13)有機無機ハイブリッド材料から酸素を脱離させた有機無機ハイブリッド材料の製造方法において、酸素を含まない雰囲気下で加熱する、前記(12)に記載の有機無機ハイブリッド材料の製造方法。
(14)有機無機ハイブリッド材料が、ガスセンサ材料又は導電性材料である、前記(9)から(13)のいずれかに記載の有機無機ハイブリッド材料の製造方法。
(15)前記(8)に記載の導電性材料を構成要素として含むことを特徴とする導電性部材。
(16)前記(7)に記載のガスセンサ材料からなるセンサ素子を含むことを特徴とする化学センサ部材。
本発明は、有機化合物と無機化合物をナノレベルで複合化した高機能性有機無機ハイブリッド材料を用いたガスセンサの技術分野において、従来の有機無機ハイブリッド材料では、抵抗値が測定対象ガスの存在に関わらず徐々に上昇又は減少するドリフトが発生しており、この状態では正確なガス濃度の検知が難しいという問題があることを踏まえて開発されたものである。
(1)有機無機ハイブリッド材料からなるガスセンサ材料のベース抵抗値のドリフトを抑制することが出来る。
(2)それにより、酸素を含む雰囲気下において、測定対象ガスに対する応答に相当する抵抗値変化に対して、ドリフトが相対的に小さくなり、これにより、より正確な濃度の検出が出来る。
(3)それにより、酸素を含まない雰囲気下において、測定対象ガスに対する応答に相当する抵抗値変化に対して、ドリフトが相対的に小さくなり、これにより、より正確な濃度の検出が可能となる。
(4)長期安定性の高い有機無機ハイブリッド材料からなるガスセンサを提供することが出来る。
20mm四方の熱酸化膜付Si基板に、85mmol/LのLaAlO3前駆体キシレン溶液を滴下し、500rpmで10秒の条件に続き、3000rpmで30秒の条件でスピンコートした。その後、90℃で約30分間乾燥させ、次いで、1100℃で30分焼成した。以上の工程を経て、熱酸化膜付Si基板に、酸化モリブデンと結晶格子定数の近いLaAlO3バッファー層を塗布した。
MoO3薄膜は、CVD法により作製した。基板は、LaAlO3バッファー層を塗布した10mm四方のSi基板上に、電極幅20μm、電極間距離20μmを有した白金櫛形電極を蒸着したものを用いた。基板は、加熱用ヒーターを持つ試料ホルダーに設置した。ソース室から試料室にかけて酸素ガス50mL/minを流して系内を置換し、試料室を420℃に、ソース室を40℃に加熱した。
蒸留水15mLをフラスコ内で撹拌しながら、25分間窒素ガスでバブリングした後、緩衝剤であるモリブデン酸(VI)二ナトリウム・二水和物(Na2MoO4・2H2O:6g)を加えて溶解させ、次いで、還元剤である次亜硫酸ナトリウム(Na2S2O4:0.4g)を加えた。これを溶解した後、撹拌と窒素ガスのバブリングを止め、MoO3薄膜を25秒間浸漬させた。モリブデンの一部が還元されることで、薄膜が淡青色から青色へ変化した。
フラスコ内に蒸留水15mLと濃塩酸を1.4mL加えて撹拌した。アニリン(1.5mL,16.5mmol)を加え、均一溶液となるように撹拌し、窒素ガスでバブリングを行い、アニリン塩酸塩水溶液として、水溶液のpHが1.0〜1.2となるように、更に塩酸を追加した。別容器の0.5mL蒸留水に、重合開始剤である過硫酸アンモニウム((NH4)2S2O8:50mg,0.22mmol)を溶解させた。アニリン塩酸塩水溶液への撹拌、窒素ガスによるバブリングを継続し、過硫酸アンモニウム水溶液を加え、引き続き、窒素ガスでバブリングを行いながら、30分間撹拌した。
得られたポリアニリン水溶液に、上記の[Na(H2O)2]xMoO3薄膜を30秒浸漬した後、蒸留水で洗浄し、空気中で30分間90℃で乾燥させることで、(PANI)xMoO3薄膜を得た。図5に、得られた(PANI)xMoO3薄膜のCuKα線で測定したX線回折パターンを示す。得られた(PANI)xMoO3膜は、基板に対してb軸配向しており、基板由来のピーク、白金櫛形電極のピークと、層状構造の(PANI)xMoO3の(0k0)に帰属したピークが明瞭に現れた。
2種類のガスを混合可能で、かつ所定の流量で流すことが可能な試料室を有する装置により、(PANI)xMoO3の抵抗値を測定した。白金櫛形電極を電気抵抗測定器から配線された試料室の電極と接続した。抵抗値をモニタしながら、試料室に清浄窒素を200mL/minで流し、100℃に昇温して1時間保持し、その後、35℃に落とした。引き続き、清浄窒素を200mL/minで流しながら、抵抗値をモニタし続け、ベース抵抗値が変化しなくなったところで、本測定を開始した。
1 酸化モリブデン層
2 ポリアニリン(PANI)層
Claims (16)
- 層状構造を持つ無機化合物の層間に有機物が挿入された有機無機ハイブリッド材料であって、該層状構造を持つ無機化合物が酸化モリブデンを主成分とするものであり、該有機無機ハイブリッド材料に吸着した酸素量が動作温度での飽和吸着量を超えた状態に調整されていることで、酸素を含む雰囲気下で使用するときの該有機無機ハイブリッド材料のベース抵抗値のドリフト(変動)が抑制されていることを特徴とする有機無機ハイブリッド材料。
- 層状構造を持つ無機化合物の層間に有機物が挿入された有機無機ハイブリッド材料であって、該層状構造を持つ無機化合物が酸化モリブデンを主成分とするものであり、該有機無機ハイブリッド材料に吸着した酸素が脱離されていることで、酸素を含まない雰囲気下で使用するときの該有機無機ハイブリッド材料のベース抵抗値のドリフト(変動)が抑制されていることを特徴とする有機無機ハイブリッド材料。
- 層間に挿入された有機物が、導電性有機高分子である、請求項1又は2に記載の有機無機ハイブリッド材料。
- 層間に挿入された有機物が、ポリアニリン又はポリアニリン誘導体である、請求項3に記載の有機無機ハイブリッド材料。
- 層状構造を持つ無機化合物の層間に有機高分子が挿入された有機無機ハイブリッド材料の成型体からなる、請求項1又は2に記載の有機無機ハイブリッド材料。
- 薄膜、配向膜、厚膜、又はペレット成型体からなる、請求項5に記載の有機無機ハイブリッド材料。
- 請求項1から6のいずれかに記載の有機無機ハイブリッド材料からなることを特徴とするガスセンサ材料。
- 請求項1から6のいずれかに記載の有機無機ハイブリッド材料からなることを特徴とする導電性材料。
- 層状構造を持つ無機化合物の層間に有機物が挿入された有機無機ハイブリッド材料を製造する方法であって、該層状構造を持つ無機化合物を酸化モリブデンを主成分とするもので構成し、該有機無機ハイブリッド材料に吸着した酸素量を動作温度での飽和吸着量を超えた状態に調整することで、酸素を含む雰囲気下で使用するときの該有機無機ハイブリッド材料のベース抵抗値のドリフト(変動)が抑制された有機無機ハイブリッド材料を製造することを特徴とする有機無機ハイブリッド材料の製造方法。
- 有機無機ハイブリッド材料に飽和吸着量以上の酸素を吸着させた有機無機ハイブリッド材料の製造方法において、酸素を含む雰囲気下で動作温度以上の温度で加熱する、請求項9に記載の有機無機ハイブリッド材料の製造方法。
- 空気中で使用するときに電気的抵抗の変動が抑制された有機無機ハイブリッド材料の製造方法において、動作温度よりも高い温度で、酸素を含む雰囲気下で加熱する、請求項10に記載の有機無機ハイブリッド材料の製造方法。
- 層状構造を持つ無機化合物の層間に有機物が挿入された有機無機ハイブリッド材料の電気抵抗の変動が抑制された有機無機ハイブリッド材料を製造する方法であって、該層状構造を持つ無機化合物を酸化モリブデンを主成分とするもので構成し、該有機無機ハイブリッド材料に吸着した酸素を脱離させた状態に調整することで、酸素を含まない雰囲気下で使用するときの該有機無機ハイブリッド材料のベース抵抗値の変動が抑制された有機無機ハイブリッド材料を製造することを特徴とする有機無機ハイブリッド材料の製造方法。
- 有機無機ハイブリッド材料から酸素を脱離させた有機無機ハイブリッド材料の製造方法において、酸素を含まない雰囲気下で加熱する、請求項12に記載の有機無機ハイブリッド材料の製造方法。
- 有機無機ハイブリッド材料が、ガスセンサ材料又は導電性材料である、請求項9から13のいずれかに記載の有機無機ハイブリッド材料の製造方法。
- 請求項8に記載の導電性材料を構成要素として含むことを特徴とする導電性部材。
- 請求項7に記載のガスセンサ材料からなるセンサ素子を含むことを特徴とする化学センサ部材。
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011080983A (ja) * | 2009-09-09 | 2011-04-21 | National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology | 多孔性有機無機ハイブリッド膜を用いたガスセンサ及びその製造方法 |
JP2014145110A (ja) * | 2013-01-29 | 2014-08-14 | Koa Corp | 無電解めっき浴、三酸化モリブデン膜の製造方法、及び化学センサ |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003098140A (ja) * | 2001-09-25 | 2003-04-03 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 抵抗変化式センサのクリーニング方法 |
JP2005179115A (ja) * | 2003-12-19 | 2005-07-07 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 有機無機ハイブリッド薄膜及びその作製方法 |
JP2005321327A (ja) * | 2004-05-11 | 2005-11-17 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 有機無機ハイブリッド薄膜センサの高感度化 |
JP2005321326A (ja) * | 2004-05-11 | 2005-11-17 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 有機無機ハイブリッドガスセンサ材料及びその製造方法 |
JP2006315933A (ja) * | 2005-05-16 | 2006-11-24 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 有機無機ハイブリッド薄膜及びその製造方法 |
JP2007271598A (ja) * | 2006-03-10 | 2007-10-18 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | ガスセンサ及びその製造方法 |
-
2007
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003098140A (ja) * | 2001-09-25 | 2003-04-03 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 抵抗変化式センサのクリーニング方法 |
JP2005179115A (ja) * | 2003-12-19 | 2005-07-07 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 有機無機ハイブリッド薄膜及びその作製方法 |
JP2005321327A (ja) * | 2004-05-11 | 2005-11-17 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 有機無機ハイブリッド薄膜センサの高感度化 |
JP2005321326A (ja) * | 2004-05-11 | 2005-11-17 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 有機無機ハイブリッドガスセンサ材料及びその製造方法 |
JP2006315933A (ja) * | 2005-05-16 | 2006-11-24 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 有機無機ハイブリッド薄膜及びその製造方法 |
JP2007271598A (ja) * | 2006-03-10 | 2007-10-18 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | ガスセンサ及びその製造方法 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011080983A (ja) * | 2009-09-09 | 2011-04-21 | National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology | 多孔性有機無機ハイブリッド膜を用いたガスセンサ及びその製造方法 |
JP2014145110A (ja) * | 2013-01-29 | 2014-08-14 | Koa Corp | 無電解めっき浴、三酸化モリブデン膜の製造方法、及び化学センサ |
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