JP2017129570A - ガスセンサ素子 - Google Patents
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Abstract
Description
例1では、メタタングステン酸アンモニウム(AMT)水和物(シグマアルドリッチ、セントルイス、MO、USA)の5g、100mgのホウ酸(アルドリッチ)、2gのカルボヒドラジド(アルドリッチ)、および硝酸アンモニウム(アルドリッチ)の10gを脱イオン(DI)水の50mL中に溶解した。それから、水溶液を約420℃に予熱されたマッフル炉内に置き、それから約20min、または材料の燃焼が実質的に完了するまで加熱した。試料材料の燃焼が完了した後、生成物を空気中で約420℃において追加の約20min焼鈍した。もたらされた粉末は橙黄色に見え、標準のε−WO3のX線回折(ICFFのPDFカード番号01−087−2404)と測定されたXRDパターン(図6)を比較することによって、ホウ素ドープWO3であると確認された。結果は、0.19wt%の割合のホウ素ドープWO3または化合物#1、C−1の4.6gであった。
例2では、上に記載されている様式で作られたC−1の1.0g、CuCl2・2H2O(アルドリッチ)の27.18mg、および尿素(アルドリッチ)の50mgを蒸留水の10mL中に置き、約110℃の温度において約17時間、40mL密閉バイアル反応器内で撹拌した。それから、密閉バイアルを室温の水道水中で冷やし、メンブレンフィルタ(0.05μm孔径)によって濾過し、DI水によって少なくとも3回洗浄し、最後に約110℃で約2時間乾燥した。それから、もたらされた材料を約400℃で周囲雰囲気および圧力下において約2時間焼鈍し、1wt%の割合のCuO担持、0.19wt%の割合のBドープのε−WO3または化合物#2、C−2の約4.6gをもたらした。
例3では、上に記載されている様式で作られたC−1の1.0g、Pt(NH3)4・(NO3)2(アルドリッチ)の17.12g、および尿素(アルドリッチ)の50mgを蒸留水の10mL中に置き、約110℃の温度において約17時間、40mL密閉バイアル反応器内で撹拌した。それから、密閉バイアルを室温の水道水中で冷やし、メンブレンフィルタ(0.05μm孔径)によって濾過し、DI水によって少なくとも3回洗浄し、最後に約110℃で約2時間乾燥した。それから、もたらされた材料を約400℃で周囲雰囲気および圧力下において約2時間焼鈍し、1wt%の割合のPt担持、0.19wt%の割合のBドープのε−WO3または化合物#3、C−3の約4.6gをもたらした。
例4では、メタタングステン酸アンモニウム(AMT)水和物(アルドリッチ)の5g、100mgのホウ酸(アルドリッチ)、Pt(NH3)4・(NO3)2(アルドリッチ)の1.826mg、2gのカルボヒドラジド(アルドリッチ)、および硝酸アンモニウム(アルドリッチ)の10gを脱イオン(DI)水の50mL中に溶解した。それから、水溶液を約420℃に予熱されたマッフル炉内に置き、それから約20min、または材料の燃焼が実質的に完了するまで加熱した。試料材料の燃焼が完了した後、生成物を空気中において約420℃で追加の約20min焼鈍した。もたらされた粉末は、標準のε−WO3のX線回折(ICFFのPDFカード番号01−087−2404)と測定されたXRDパターン(図7)を比較することによって、Ptドープかつホウ素ドープのWO3であると確認された。結果は、0.19wt%の割合のホウ素ドープWO3または化合物#4、C−4の約4.6gであった。
例5では、メタタングステン酸アンモニウム(AMT)水和物(アルドリッチ)の5g、100mgのホウ酸(アルドリッチ)、6.995mgのVC2O5(EVRAZ−Stratcor、シカゴ、IL、USA)、2gのカルボヒドラジド(アルドリッチ)、および硝酸アンモニウム(アルドリッチ)の10gを脱イオン(DI)水の50mL中に溶解し得る。それから、水溶液を約420℃に予熱され得るマッフル炉内に置き、それから約20min、または材料の燃焼が実質的に完了するまで加熱し得る。試料材料の燃焼が完了した後、それから生成物を空気中で約420℃において追加の約20min焼鈍し得る。結果は、0.02wt%の割合のVドープかつ0.19wt%の割合のホウ素ドープのε−WO3または化合物#5、C−5であると予期される。
例6では、メタタングステン酸アンモニウム(AMT)水和物(アルドリッチ)の5g、100mgのホウ酸(アルドリッチ)、Sm(NO3)3・6H2O(アルドリッチ)の6.595mg、2gのカルボヒドラジド(アルドリッチ)、および硝酸アンモニウム(アルドリッチ)の10gを脱イオン(DI)水の50mL中に溶解し得る。それから、水溶液を約420℃に予熱され得るマッフル炉内に置き、それから約20min、または材料の燃焼が実質的に完了するまで加熱し得る。試料材料の燃焼が完了した後、それから生成物を空気中で約420℃において追加の約20min焼鈍し得る。結果は、0.02wt%の割合のSmドープかつ0.19wt%の割合のホウ素ドープのε−WO3または化合物#6、C−6であると予期される。
例7では、メタタングステン酸アンモニウム(AMT)水和物(アルドリッチ)の5g、100mgのホウ酸(アルドリッチ)、VC2O5(EVRAZ−Stratcor)の6.995mg、Pt(NH3)4](NO3)2(アルドリッチ)の1.826mg、カルボヒドラジド(アルドリッチ)の2g、および硝酸アンモニウム(アルドリッチ)の10gを脱イオン(DI)水の50mL中に溶解した。それから、水溶液を約420℃に予熱されたマッフル炉内に置き、それから約20min、または材料の燃焼が実質的に完了するまで加熱した。試料材料の燃焼が完了した後、生成物を空気中で約420℃において追加の約20min焼鈍した。もたらされた粉末は、標準のε−WO3のX線回折(ICFFのPDFカード番号01−087−2404)と測定されたXRDパターン(図8)を比較することによって、Vドープ、Ptドープ、かつホウ素ドープのWO3であると確認された。結果は、約4.6gの0.02wt%の割合のVドープ、0.02wt%の割合のPtドープ、かつ0.19wt%の割合のホウ素ドープのε−WO3または化合物#7、C−7であった。
例8では、メタタングステン酸アンモニウム(AMT)水和物(アルドリッチ)の5g、ホウ酸(アルドリッチ)の100mg、Sm(NO3)3・6H2O(アルドリッチ)の6.595mg、Pt(NH3)4](NO3)2(アルドリッチ)の1.826mg、カルボヒドラジド(アルドリッチ)の2g、および硝酸アンモニウム(アルドリッチ)の10gを脱イオン(DI)水の50mL中に溶解した。それから、水溶液を約420℃に予熱されたマッフル炉内に置き、それから約20min、または材料の燃焼が実質的に完了するまで加熱した。試料材料の燃焼が完了した後、生成物を空気中で約420℃において追加の約20min焼鈍した。もたらされた粉末は、標準のε−WO3のX線回折(ICFFのPDFカード番号01−087−2404)と測定されたXRDパターン(図9)を比較することによって、Smドープ、Ptドープ、かつホウ素ドープのWO3であると確認された。結果は、約4.6gの0.02wt%の割合のSmドープ、0.02wt%の割合のPtドープ、かつ0.19wt%の割合のホウ素ドープのε−WO3または化合物#8、C−8であった。
例9では、C−1の2.0gおよびメタノール(アルドリッチ)の15.0mLを高純度アルミナジャーに加えて、溶剤系スラリー調製物を形成し、それから、混合物が液状様に見えるまでジャーの内容を手動で撹拌した。それから、3mm直径のZrO2ミル材の20gおよび5mm直径のZrO2ミル材の4gを、それからアルミナジャーに加え、ジャー内の混合物をベンチトップ遊星ボールミル(MTIコーポレーション、リッチモンド、CA)によって室温において約15.00Hzで約17時間ミル処理した。それから、もたらされた混合物を室温の空気中において約110℃で約2時間乾燥した。結果はC−9またはボールミル処理されたBドープWO3であった。
例10〜16を、下の表2に記載されている組成物を用いて例9に記載されているようにボールミル処理する。
例17ではガスセンサ素子を構築した。上で調製されたボールミル処理されたホウ素ドープイプシロン相酸化タングステンC−9の約10mgを1.0mLのメタノール(アルドリッチ)と混合し、60minソニケーションした。分散液の約7つの10μlアリコートを約120℃の表面温度を有するセンサ素子(0.1インチ×0.1インチ電極、Al2O3基板、10mil厚、電極材料Au、電極間隔4mil、指幅4mil、指長さ0.1インチ、3電極対を有する、P/N614、Synテクノロジーズ、コロラド、USA)上に滴下し、各追加の滴下の間に乾燥した。それから、もたらされた組立品を300W出力電力のフルスペクトルキセノンランプの下で約120℃で約60分間ベーキングした。結果は、ドロップコートされたガスセンサ素子(SE−1)であった。
センサ素子2(SE−2)を、センサ素子1(SE−1)について上に記載されている同じ様式で構築した。ただし、ボールミル処理されたホウ素ドープイプシロン相酸化タングステンC−9を用いる代わりに、表3に示されているようにインプットはボールミル処理されたCuO担持ホウ素ドープイプシロン相酸化タングステンC−10の約10mgに変えた。結果はドロップコートされたガスセンサ素子(SE−2)であった。
センサ素子3(SE−3)を、センサ素子1(SE−1)について上に記載されている同じ様式で構築した。ただし、ボールミル処理されたホウ素ドープイプシロン相酸化タングステンC−9を用いる代わりに、表3に示されているようにインプットはボールミル処理されたPt担持ホウ素ドープイプシロン相酸化タングステンC−11の約10mgに変えた。結果はドロップコートされたガスセンサ素子(SE−3)であった。
センサ素子4(SE−4)を、センサ素子1(SE−1)について上に記載されている同じ様式で構築した。ただし、ボールミル処理されたホウ素ドープイプシロン相酸化タングステンC−9を用いる代わりに、表3に示されているようにインプットはボールミル処理されたPtドープホウ素ドープイプシロン相酸化タングステンC−12の約10mgに変えた。結果はドロップコートされたガスセンサ素子(SE−4)であった。
センサ素子5(SE−5)は、センサ素子1(SE−1)について上に記載されている同じ様式で構築されるであろう。ただし、ボールミル処理されたホウ素ドープイプシロン相酸化タングステンC−9を用いる代わりに、表3に示されているようにインプットはボールミル処理されたVドープホウ素ドープイプシロン相酸化タングステンC−13の約10mgに変えた。結果はドロップコートされたガスセンサ素子(SE−5)であろう。
センサ素子6(SE−6)は、センサ素子1(SE−1)について上に記載されている同じ様式で構築されるであろう。ただし、ボールミル処理されたホウ素ドープイプシロン相酸化タングステンC−9を用いる代わりに、表3に示されているようにインプットはボールミル処理されたSmドープホウ素ドープイプシロン相酸化タングステンC−14の約10mgに変えた。結果はドロップコートされたガスセンサ素子(SE−6)であろう。
センサ素子7(SE−7)を、センサ素子1(SE−1)について上に記載されている同じ様式で構築した。ただし、ボールミル処理されたホウ素ドープイプシロン相酸化タングステンC−9を用いる代わりに、表3に示されているようにインプットはボールミル処理されたPtドープVドープホウ素ドープイプシロン相酸化タングステンC−15の約10mgに変えた。結果はドロップコートされたガスセンサ素子(SE−7)であった。
センサ素子8(SE−8)を、センサ素子1(SE−1)について上に記載されている同じ様式で構築した。ただし、ボールミル処理されたホウ素ドープイプシロン相酸化タングステンC−9を用いる代わりに、表3に示されているようにインプットはボールミル処理されたPtドープSmドープホウ素ドープイプシロン相酸化タングステンC−16の約10mgに変えた。結果はドロップコートされたガスセンサ素子(SE−8)であった。
例25では、シングルガスセンサ素子の検証のために、上に記載されているように構築されたセンサ素子2、SE−2(CuO担持Bドープイプシロン相WO3)(ヒータ回路基板Synkera−P/N614を有する)を、上および図5に記載されているガスセンサシステムの実施形態のチャンバー5を模倣したT字型検査チャンバー内に置き、センサをマルチメータ(テクトロニクスDMM4050、6.1/2桁高精度マルチメータ、テクトロニクスInc.、ビーバートン、OR、USA)に接続し、抵抗率(オーム)を約40kΩにおいて周囲大気かつ暗条件下で測定するように設定した。センサの検査チャンバーへの入口の気流を制御するために用いられる実験セットアップのダイアグラムを図11に示す。
例26では、多重検出器のガスセンサシステムを構築し、例25において上に記載されているように測定した。ただし、単一のセンサ素子の代わりに、2つのセンサ素子をT字型チャンバー内に置いた。個別のセンサと平行に流体連通するようにSE−1(ホウ素ドープイプシロン相WO3)およびSE−1(ホウ素ドープイプシロン相WO3)を装置内に置き、図12に示されているいくつかの実施形態と同様に多重検出器のガスセンサ素子デュアルセンサ#1をもたらした。加えて、測定されたセンサ温度がそれぞれ約350℃および約250℃であるように、センサは抵抗ヒータを用いて加熱された。各センサは同じ材料から作られるが、各センサの異なる温度は、それらが同じ成分ガスに対して異なる抵抗率の応答を呈することを引き起こすであろう。約350℃のセンサ温度を得るために、第1のセンサのためのヒータ素子は0.162Aの電流と5.8Vの電圧で設定した。約250℃のセンサ温度を得るために、第2のセンサのためのヒータ素子は0.137Aの電流と3.8Vの電圧で設定した。各センサの抵抗率の動的な変化が、それぞれ350℃および250℃について図16および17に示されている。推定対測定の濃度値が、アセトンおよびイソプレンについてそれぞれ図18および19に示されている。加えて、アセトンおよびイソプレン両方についてのセンサの応答、例えば感度の変動が図22に示されており、アセトンおよびイソプレン両方についてのセンサ予測が図23に示されている。
多重検出器のガスセンサシステムを、例26において上に記載されているように構築した。ただし、センサ素子SE−3(Pt担持ホウ素ドープイプシロン相WO3)がSE−1(ホウ素ドープイプシロン相WO3)に取って代わった。これは、図12に示されているいくつかの実施形態と同様の構成で材料的に異なるセンサを有するツーセンサシステム、デュアルセンサ#2をもたらした。測定のためには、例26の手順を踏んだが、両方のセンサは約350℃で設定した。推定対測定の結果を、それぞれアセトンおよびイソプレンについて図20および21に示す。加えて、センサ応答、例えば感度の変動をアセトンおよびイソプレン両方について図25に示す。
多重検出器のガスセンサシステムは、マルチセンサ素子を検査チャンバー内に置いて同時に抵抗率を測定することによって、センサ素子のいずれかの組み合わせから構築され得る。
それから、例29においては、デュアルセンサ#1を取り上げ、第1のセンサが5.6Vで約350℃の温度へ加熱され、第2のセンサが4.6Vで約250℃のセンサ温度へ加熱されるようにして既知のアセトン比率に対して測定し、アセトンおよびイソプレンの濃度は例25において用いられた手順と同様に変えた。結果は、センサ応答が図22に示されているようにアセトンおよびイソプレンの既知レベルについて記録された。結果として、それから、図22に示されている曲線あてはめ関係を方程式系、方程式3および4に変換して、センサの抵抗率に基づいてアセトンおよびイソプレンの濃度を予測した。結果は、ガスセンサ素子が、高温のセンサの感度および低温のセンサの感度からアセトンおよびイソプレンの濃度を予測するための方法に用いられ得る。感度は、測定されようとするガスについて測定されたセンサの抵抗を空気について測定されたそのセンサの抵抗によって正規化したものとして定められる。それから、前記の関係を用いて、それからセンサをガス試料に対して試験して、異なる温度のセンサを有するデュアルセンサのガスセンサ素子を用いてガス混合物中のアセトンおよびイソプレンの濃度を特定する方法の実施形態をバリデーションした。結果は図23に示されており、アセトンおよびイソプレンの存在を検出する能力を示している。
それから、例#30においては、デュアルセンサ#2を取り上げ、第1および第2のセンサ両方が5.6Vで約350℃の温度へ加熱されるようにして既知のアセトン比率に対して測定し、アセトンおよびイソプレンの濃度は例25において用いられた手順と同様に変えた。結果は、センサ応答が図24に示されているようにアセトンおよびイソプレンの既知レベルについて記録された。結果として、それから、図24に示されている曲線あてはめ関係を用いて方程式系、方程式7および8を形成して、センサの抵抗率に基づいてアセトンおよびイソプレンのレベルを予測した。結果は、センサが、2つの異なるセンサの感度からアセトンおよびイソプレンの濃度を予測するための方法に用いられ得る。感度は、測定されようとするガスについて測定されたセンサの抵抗を空気について測定されたそのセンサの抵抗によって正規化したものとして定められる。それから前記の関係を用いて、それからセンサをガス試料に対して試験して、異なる物質センサを有するデュアルセンサのガスセンサ素子を用いてガス混合物中のアセトンおよびイソプレンの濃度を特定する方法の実施形態をバリデーションした。結果は図25に示されており、アセトンおよびイソプレンの存在を検出する能力を示している。
本開示の主題の応用の限定しないリストとして、次の実施形態が企図される。
1. ガスセンサ素子であって、
第1の電極と第2の電極と第1の多結晶性n型半導体材料とを含む第1のセンサを含み、
第1の電極および第2の電極は約1milから約10milのギャップによって離間され、
第1の多結晶性n型半導体材料は、任意でV、Sm、CuO、またはその組み合わせをドープまたは担持されるホウ素ドープWO3を含み、
第1の多結晶性n型半導体材料は第1および第2の電極両方と物理的接触をする。
2. 実施形態1のガスセンサ素子であって、
第3の電極と第4の電極と第2の多結晶性n型半導体材料とを含む第2のセンサをさらに含み、
第3の電極および第4の電極が約1milから約10milのギャップによって離間され、
第2の多結晶性n型半導体材料はホウ素ドープWO3を含み、
第2の多結晶性n型半導体材料は第3の電極および第4の電極両方と物理的接触をする。
3A. 実施形態2のガスセンサ素子であって、第1の多結晶性n型半導体材料は第2の多結晶性n型半導体材料とは異なる化学組成を有する。
3. 実施形態1のガスセンサ素子であって、第1の多結晶性n型半導体材料はV、Sm、またはその組み合わせをドープまたは担持されている。
4. 実施形態1のガスセンサ素子であって、第1の多結晶性n型半導体材料はさらに貴金属をドープまたは担持されている。
5. 実施形態2のガスセンサ素子であって、第2の多結晶性n型半導体材料はさらに貴金属をドープまたは担持されている。
6. 実施形態4のガスセンサ素子であって、貴金属はパラジウム、金、白金、またはその組み合わせである。
7. 実施形態5のガスセンサ素子であって、貴金属はパラジウム、金、白金、またはその組み合わせである。
7A. 実施形態6または7のガスセンサ素子であって、貴金属は白金である。
8. 実施形態2のガスセンサ素子であって、第2の多結晶性n型半導体材料はさらにV、Sm、CuO、またはその組み合わせをドープまたは担持されている。
9. 実施形態1のガスセンサ素子であって、第1の多結晶性n型半導体材料はさらにTi、Ce、またはその組み合わせをドープされている。
10. 実施形態2のガスセンサ素子であって、第2の多結晶性n型半導体材料はさらにTi、Ce、またはその組み合わせをドープされている。
11. 実施形態1のガスセンサ素子であって、WO3はイプシロン相WO3である。
12. 実施形態2のガスセンサ素子であって、WO3はイプシロン相WO3である。
13. アセトンの存在について検査するための方法であって、
(a)ガス試料を350℃において第1のセンサによって検査すること、
ここで、第1のセンサは第1の電極と第2の電極と第1の多結晶性n型半導体材料とを含み、
第1の電極および第2の電極は約1milから約10milのギャップによって離間され、
第1の多結晶性n型半導体材料は、Ti、Ce、V、Sm、CuO、またはその組み合わせをドープまたは担持されたホウ素ドープWO3を含み、
第1の多結晶性n型半導体材料は第1の電極および第2の電極両方と物理的接触をする;
(b)同じガス試料を250℃において第2のセンサによって検査すること、
ここで、第2のセンサは第3の電極と第4の電極と第2の多結晶性n型半導体材料とを含み、
第3の電極および第4の電極は約1milから約10milのギャップによって離間され、
第2の多結晶性n型半導体材料はWO3を含み、任意でTi、Ce、V、Sm、CuO、貴金属、またはその組み合わせをドープまたは担持され、
第2の多結晶性n型半導体材料は第3の電極および第4の電極両方と物理的接触をする;ならびに
(c)第1および第2のセンサのそれぞれの抵抗率を比較して、アセトンおよび第2のガスの量の特定に至ることを含む。
14. 実施形態13の方法であって、第2の多結晶性n型半導体材料はさらにホウ素をドープされている。
15. 実施形態13の方法であって、第1の多結晶性n型半導体材料はV、Sm、CuO、貴金属、またはその組み合わせをドープまたは担持されている。
16. 実施形態15の方法であって、貴金属はパラジウム、金、白金、またはその組み合わせである。
17. 実施形態13の方法であって、WO3はイプシロン相WO3である。
18. 実施形態13の方法であって、検出される1つのガスはアセトンであり、検出される他方のガスはイソプレンである。
19. アセトンの存在について検査するための方法であって、
(a)ガス試料を350℃において第1のセンサによって検査すること、
ここで、第1のセンサは第1の電極と第2の電極と第1の多結晶性n型半導体材料とを含み、
第1の電極および第2の電極は約1milから約10milのギャップによって離間され、
第1の多結晶性n型半導体材料は、Ti、Ce、V、Sm、CuO、またはその組み合わせをドープまたは担持されたホウ素ドープWO3を含み、
第1の多結晶性n型半導体材料は第1の電極および第2の電極両方と物理的接触をする;
(b)同じガス試料を350℃において第2のセンサによって検査すること、
ここで、第2のセンサは第3の電極と第4の電極と第2の多結晶性n型半導体材料とを含み、
第3の電極および第4の電極は約1milから約10milのギャップによって離間され、
第2の多結晶性n型半導体材料はWO3を含み、材料特性が第1のセンサおよび第2のセンサの間で異なるようにTi、Ce、V、Sm、CuO、貴金属、またはその組み合わせをドープまたは担持され、
第2の多結晶性n型半導体材料は第3の電極および第4の電極両方と物理的接触をする;ならびに
(c)第1および第2のセンサのそれぞれの抵抗率を比較して、アセトンおよび第2のガスの量の特定に至ることを含む。
20. 実施形態19の方法であって、第2の多結晶性n型半導体材料はさらにホウ素をドープされている。
21. 実施形態19の方法であって、第1の多結晶性n型半導体材料はV、Sm、CuO、貴金属、またはその組み合わせをドープまたは担持されている。
22. 実施形態21の方法であって、貴金属はパラジウム、金、白金、またはその組み合わせである。
23. 実施形態19の方法であって、WO3はイプシロン相WO3である。
24. 実施形態19の方法であって、第1のガスおよび第2のガスの1つはアセトンであり、第1のガスおよび第2のガスの他方はイソプレンである。
10 ガスセンサ素子
11 ガス入口
12 基板
13 ガス出口
14 第1の電極
16 n型半導体材料、スラリー、層
18 第2の電極
20 電源または複合ガスセンサ素子
30 測定装置
100 ガスセンサシステム
110 ガスセンサシステム
Claims (25)
- 第1の電極と第2の電極と第1の多結晶性n型半導体材料とを含む第1のセンサを含み、
前記第1の電極および前記第2の電極が約1milから約10milのギャップによって離間され、
前記第1の多結晶性n型半導体材料が、Pt、V、Sm、CuO、またはその組み合わせをドープまたは担持されたホウ素ドープWO3を含み、
前記第1の多結晶性n型半導体材料が前記第1の電極および前記第2の電極両方と物理的接触をする、
ガスセンサ素子。 - 第3の電極と第4の電極と第2の多結晶性n型半導体材料とを含む第2のセンサをさらに含み、
前記第3の電極および前記第4の電極が約1milから約10milのギャップによって離間され、
前記第2の多結晶性n型半導体材料がホウ素ドープWO3を含み、
前記第2の多結晶性n型半導体材料が前記第3の電極および前記第4の電極両方と物理的接触をする、
請求項1に記載のガスセンサ素子。 - 前記第1の多結晶性n型半導体材料がV、Sm、またはその組み合わせをドープまたは担持されている、請求項1に記載のガスセンサ素子。
- 前記第1の多結晶性n型半導体材料が貴金属をドープまたは担持されている、請求項1に記載のガスセンサ素子。
- 前記第2の多結晶性n型半導体材料がさらに貴金属をドープまたは担持されている、請求項2に記載のガスセンサ素子。
- 前記貴金属がパラジウム、金、白金、またはその組み合わせである、請求項4に記載のガスセンサ素子。
- 前記貴金属がパラジウム、金、白金、またはその組み合わせである、請求項5に記載のガスセンサ素子。
- 前記第2の多結晶性n型半導体材料がさらにV、Sm、CuO、またはその組み合わせをドープまたは担持されている、請求項2に記載のガスセンサ素子。
- 前記第1の多結晶性n型半導体材料がさらにTi、Ce、またはその組み合わせをドープされている、請求項1に記載のガスセンサ素子。
- 前記第2の多結晶性n型半導体材料がさらにTi、Ce、またはその組み合わせをドープされている、請求項2に記載のガスセンサ素子。
- 前記WO3がイプシロン相WO3である、請求項1に記載のガスセンサ素子。
- 前記WO3がイプシロン相WO3である、請求項2に記載のガスセンサ素子。
- アセトンの存在について検査するための方法であって、
(a)ガス試料を350℃において第1のセンサによって検査すること、
ここで、前記第1のセンサが第1の電極と第2の電極と第1の多結晶性n型半導体材料とを含み、
前記第1の電極および前記第2の電極が約1milから約10milのギャップによって離間され、
前記第1の多結晶性n型半導体材料が、Pt、Ti、Ce、V、Sm、CuO、またはその組み合わせをドープまたは担持されたホウ素ドープWO3を含み、
前記第1の多結晶性n型半導体材料が前記第1の電極および前記第2の電極両方と物理的接触をする;
(b)同じガス試料を250℃において第2のセンサによって検査すること、
ここで、前記第2のセンサが第3の電極と第4の電極と第2の多結晶性n型半導体材料とを含み、
前記第3の電極および前記第4の電極が約1milから約10milのギャップによって離間され、
前記第2の多結晶性n型半導体材料がWO3を含み、Ti、Ce、V、Sm、CuO、貴金属、またはその組み合わせをドープまたは担持され、
前記第2の多結晶性n型半導体材料が前記第3の電極および前記第4の電極両方と物理的接触をする;ならびに
(c)前記第1および第2のセンサのそれぞれの抵抗率を比較して、アセトンガスおよび第2のガスの量の特定に至ること、
を含む方法。 - 前記第2の多結晶性n型半導体材料がさらにホウ素をドープされる、請求項13に記載の方法。
- 前記第1の多結晶性n型半導体材料がV、Sm、CuO、貴金属、またはその組み合わせをドープまたは担持されている、請求項13に記載の方法。
- 前記貴金属がパラジウム、金、白金、またはその組み合わせである、請求項15に記載の方法。
- 前記WO3がイプシロン相WO3である、請求項13に記載の方法。
- 前記第2のガスがイソプレンである、請求項13に記載の方法。
- アセトンの存在について検査するための方法であって、
(a)ガス試料を350℃において第1のセンサによって検査すること、
ここで、前記第1のセンサが第1の電極と第2の電極と第1の多結晶性n型半導体材料とを含み、
前記第1の電極および前記第2の電極が約1milから約10milのギャップによって離間され、
前記第1の多結晶性n型半導体材料が、Ti、Ce、V、Sm、CuO、またはその組み合わせをドープまたは担持されたホウ素ドープWO3を含み、
前記第1の多結晶性n型半導体材料が前記第1の電極および前記第2の電極両方と物理的接触をする;
(b)同じガス試料を350℃において第2のセンサによって検査すること、
ここで、前記第2のセンサが第3の電極と第4の電極と第2の多結晶性n型半導体材料とを含み、
前記第3の電極および前記第4の電極が約1milから約10milのギャップによって離間され、
前記第2の多結晶性n型半導体材料がWO3を含み、材料特性が前記第1のセンサおよび前記第2のセンサの間で異なるようにTi、Ce、V、Sm、CuO、貴金属、またはその組み合わせをドープまたは担持されており、
前記第2の多結晶性n型半導体材料が前記第3の電極および前記第4の電極両方と物理的接触をする;ならびに
(c)前記第1および第2のセンサのそれぞれの抵抗率を比較して、アセトンガスおよび第2のガスの量の特定に至ること、
を含む方法。 - 前記第2の多結晶性n型半導体材料がさらにホウ素をドープされている、請求項19に記載の方法。
- 前記第1の多結晶性n型半導体材料がV、Sm、CuO、貴金属、またはその組み合わせをドープまたは担持されている、請求項19に記載の方法。
- 前記貴金属がパラジウム、金、白金、またはその組み合わせである、請求項21に記載の方法。
- 前記貴金属が白金である、請求項21に記載の方法。
- 前記WO3がイプシロン相WO3である、請求項19に記載の方法。
- 前記第2のガスがイソプレンである、請求項19に記載の方法。
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