JP2010038692A - ガス検知素子 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】絶縁基板2の上に設けた検出電極3,4と、検出電極3、4に接触するカーボンナノチューブを主成分とする感応層5とを備え、カーボンナノチューブに誘電体膜を被覆した。
【選択図】図1
Description
一方、誘電体膜は、カーボンナノチューブを外界から遮断することができるため、酸化性ガスに対してもカーボンナノチューブが酸化されて破壊されることを防止できる。
したがって、本構成に係るガス検知素子は、被検知ガスに対する高い感度を保ちつつ、長期安定性が良好となる。
G∝C=ε0・k・S/d(C:誘電体の静電容量、ε0:真空の誘電率(定数)、k:誘電体の比誘電率、S:誘電体膜の表面積、d:誘電体膜の膜厚)
したがって、ガス検知素子1の感度と長期安定性とを考慮した場合、誘電体膜の膜厚は、2.5〜10nmであることが好ましい。
また、CNTに誘電体膜を被覆した場合と被覆しない場合とについて、NO2ガスに対する応答特性を調べたところ、図5に示すように、誘電体膜を被覆したCNTの方が感度が高いことが分かった。これは、化学ゲート効果に加えて、製膜の際に、欠陥サイトを有するCNTが破壊(ブレイクダウン)され、CNTの密度が低くなったために、感度が向上したものと考えられる。
また、0.5ppmのNO2ガスに対する感度の経時特性を調べたところ、図7に示すように、誘電体膜を被覆したCNTで構成した感応層5を有するガス検知素子1の方が感度が安定していた。
以上により、感応層5として誘電体膜を被覆したCNTを用いることにより、ガス検知素子1の長期安定性が向上することが確認できた。
2 絶縁基板
3 検出電極
4 検出電極
5 感応層
6 薄膜ヒータ
Claims (3)
- 絶縁基板の上に設けた検出電極と、当該検出電極に接触するカーボンナノチューブを主成分とする感応層とを備え、
前記カーボンナノチューブに誘電体膜を被覆してあるガス検知素子。 - 前記誘電体膜は、シリコン酸化物、シリコン窒化物、アルミニウム酸化物、ハフニウム酸化物、ジルコニウム酸化物、チタニウム酸化物からなる群から選択される少なくとも1種で構成してある請求項1に記載のガス検知素子。
- 前記誘電体膜の厚みは、2.5〜10nmである請求項1または2に記載のガス検知素子。
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