JP2021110676A - Molybdenum cluster membrane containing element, sensor, device and measurement method for temperature, humidity and light using them - Google Patents

Molybdenum cluster membrane containing element, sensor, device and measurement method for temperature, humidity and light using them Download PDF

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Abstract

To provide an element for measuring three physical quantities of temperature, humidity, and light with one element.SOLUTION: Disclosed is an element for measuring the physical quantity, which includes a pair of opposed electrodes and a sensitive membrane disposed between the electrodes. The sensitive membrane is a complex of an eight tetrahedral structure and contains the complex consisting of fourteen ligands which stabilize six molybdenum atoms and the complex of the eight tetrahedral structure and a molybdenum cluster which has at least one hydronium ion as a counterion.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、Moクラスター膜含有素子、当該素子を含むセンサ、当該センサを含む装置、並びにそれらを用いて、温度、湿度、光(例えば、照度や紫外線強度)を測定する方法に関する。ここで、「Mo」とは、モリブデン原子の数が6個であることを意味する。 The present invention relates to a Mo 6 cluster film-containing element, a sensor including the element, a device including the sensor, and a method for measuring temperature, humidity, and light (for example, illuminance and ultraviolet intensity) using the sensor. Here, "Mo 6 " means that the number of molybdenum atoms is six.

従来より、温度、湿度、光などの物理量の2つ以上の測定が1台で実施できる測定装置(いわゆる、マルチセンサ)が知られている。 Conventionally, a measuring device (so-called multi-sensor) capable of measuring two or more physical quantities such as temperature, humidity, and light with one unit has been known.

T. K. N. Nguyen, F. Grasset, B. Dierre, C. Matsunaga, S. Cordier, P. Lemoine, N. Ohashi, and T. Uchikoshi, ECS Journal of Solid State Science and Technology, 5 (2016) 178−186T. K. N. Nguyen, F.M. Grasset, B. et al. Dierre, C.I. Matsunaga, S.M. Cordier, P.M. Lemoine, N.M. Ohashi, and T. et al. Uchikoshi, ECS Journal of Solid State Science and Technology, 5 (2016) 178-186

一般的に複数の物理量を測定する場合、測定する各物理量に対応する素子が必要になる。つまり、1台の測定装置で複数の物理量を測定する場合、当該測定装置内には、その測定する物理量の数に対応する数の素子が必要になる。そのうえ、各素子に対応する回路基板を準備し、配置する必要がある。例えば、温度、湿度、光の3種の物理量を1台の測定装置で測定する装置を設計する場合、3個の素子(具体的には、温度測定用の素子、湿度測定用の素子、そして光測定用の素子)と3個の回路基板(具体的には、温度測定用の素子に対応する回路基板、湿度測定用の素子に対応する回路基板、そして光測定用の素子に対応する回路基板)を準備し、配置する必要がある。このように、1台の測定装置で複数の物理量(特に、温度、湿度、光)を測定する装置を設計する場合、当該測定装置内には、複数の素子と回路基板を準備し、配置しなければならない。その結果、上記装置の設計が煩雑になり、装置の小型化や軽量化が難しく、製造コストが上昇する等の課題があった。 Generally, when measuring a plurality of physical quantities, an element corresponding to each physical quantity to be measured is required. That is, when a plurality of physical quantities are measured by one measuring device, a number of elements corresponding to the number of physical quantities to be measured is required in the measuring device. Moreover, it is necessary to prepare and arrange a circuit board corresponding to each element. For example, when designing a device that measures three types of physical quantities of temperature, humidity, and light with one measuring device, three elements (specifically, an element for temperature measurement, an element for humidity measurement, and an element for measuring humidity, and An element for optical measurement) and three circuit boards (specifically, a circuit board corresponding to an element for temperature measurement, a circuit board corresponding to an element for humidity measurement, and a circuit corresponding to an element for optical measurement). It is necessary to prepare and arrange the substrate). In this way, when designing a device that measures a plurality of physical quantities (particularly temperature, humidity, light) with one measuring device, a plurality of elements and a circuit board are prepared and arranged in the measuring device. There must be. As a result, the design of the above-mentioned device becomes complicated, it is difficult to reduce the size and weight of the device, and there are problems such as an increase in manufacturing cost.

そこで、本発明の課題は、1個の素子で、温度、湿度、光の3つの物理量を測定するための素子を提供することである。具体的には、温度、湿度、光のいずれが入力されても電気的応答を返す素子を提供することである。 Therefore, an object of the present invention is to provide an element for measuring three physical quantities of temperature, humidity, and light with one element. Specifically, it is intended to provide an element that returns an electrical response regardless of whether temperature, humidity, or light is input.

我々(本発明者ら)は、光学的電子特性と光学的イオン特性を利用する新しいスマートデバイス(例えばセンサ)を設計する目的で、ナノ材料の設計のための多機能ビルディングブロックとして認識されている金属原子クラスターに注目した。 We (the present inventors) are recognized as multifunctional building blocks for the design of nanomaterials for the purpose of designing new smart devices (eg sensors) that utilize optical electronic and optical ionic properties. We focused on metal atom clusters.

Mo原子クラスターに関して、発光、吸収または光触媒特性などの光関連の物理的特性が、それらの個別の電子構造に起因して、既に報告されている。しかしながら、それらの電気的特性の研究は行われていない。 For Mo 6 atomic clusters, light-related physical properties such as light emission, absorption or photocatalytic properties have already been reported due to their individual electronic structures. However, their electrical properties have not been studied.

最近、EPD法を用いたMoクラスター膜化が報告された(非特許文献1)。しかしながら、その報告でも電気的特性の研究は行われていない。その報告に示されている機能特性は、Moクラスターが有する光学的特性により、紫外線と近赤外線を吸収することだけであり、従来と同様、光関連の物理的特性である。 Recently, Mo 6 cluster film formation using the EPD method has been reported (Non-Patent Document 1). However, even in that report, no studies have been conducted on the electrical properties. The functional property shown in the report is only to absorb ultraviolet rays and near-infrared rays due to the optical property of the Mo 6 cluster, and it is a physical property related to light as before.

このように、Moクラスターの電気的特性はこれまで知られていなかった。これは、Moクラスターの電気的特性の測定が困難であり、Moクラスターが電気的特性を有することがよく知られなかったことによると推認される。 Thus, the electrical properties of the Mo 6 cluster have not been known so far. This is difficult to measure the electrical properties of Mo 6 clusters, Mo 6 clusters are said to have the electrical properties were well known presumed.

我々は、EPD法で成膜したMoクラスター膜を用いることによって、温度、湿度、及び光照射で変化するその独自の電気特性を測定することに初めて成功した。
これらのデータは、この物質が、温度と、湿度と、光を同時に感知できることを示すものである。
For the first time, we have succeeded in measuring the temperature, humidity, and its unique electrical properties that change with light irradiation by using the Mo 6 cluster film formed by the EPD method.
These data show that this material can sense temperature, humidity and light at the same time.

その結果、所定のMoクラスター膜含有素子によって、上記課題が解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result, they have found that the above-mentioned problems can be solved by a predetermined Mo 6 cluster film-containing device, and have completed the present invention.

具体的には、本発明は以下のとおりである。
[1]
対向する一対の電極と、
前記電極の間に配置された感応膜と、
を有する素子であって、
前記感応膜は、
八面体構造の錯体であって、6個のモリブデン原子と前記錯体の八面体構造を安定化する14個の配位子からなる錯体、ならびに
対イオンとして、少なくとも1個のヒドロニウムイオン、
を有するモリブデンクラスターを含有する、
素子。
[2]
前記配位子が、ハロゲン原子からなるか、又はハロゲン原子と少なくとも1個のヒドロキシ基の両方を含む、上記[1]に記載の素子。
[3]
前記対イオンが本質的に1個以上のヒドロニウムイオンからなる、上記[1]又は[2]に記載の素子。
[4]
温度、湿度、及び光のいずれの入力に対しても電気的応答を示す、上記[1]から[3]のいずれかに記載の素子。
[5]
上記[1]から[4]のいずれかに記載の素子と、
電源と、
前記素子からの電気的応答を検出するための検出部と、
を有するセンサ。
[6]
前記電源が、直流電源、交流電源、及び直流と交流とに切り替え可能な電源から選択されるいずれか一つである、上記[5]に記載のセンサ。
[7]
上記[5]又は[6]に記載のセンサを含む、センシング装置。
[8]
上記[1]から[4]のいずれかに記載の素子を用いて、温度、湿度、及び光の少なくとも一種を測定する方法。
[9]
上記[1]から[4]のいずれかに記載の素子を用いて、温度、湿度、及び光の3種を測定する方法。
Specifically, the present invention is as follows.
[1]
A pair of opposing electrodes and
A sensitive film placed between the electrodes and
It is an element having
The sensitive film is
A complex having an octahedral structure consisting of 6 molybdenum atoms and 14 ligands that stabilize the octahedral structure of the complex, and at least one hydronium ion as a counterion.
Contains molybdenum clusters,
element.
[2]
The device according to the above [1], wherein the ligand consists of a halogen atom or contains both a halogen atom and at least one hydroxy group.
[3]
The device according to the above [1] or [2], wherein the counterion is essentially composed of one or more hydronium ions.
[4]
The element according to any one of [1] to [3] above, which exhibits an electrical response to any input of temperature, humidity, and light.
[5]
The element according to any one of the above [1] to [4] and
Power supply and
A detector for detecting the electrical response from the element,
Sensor with.
[6]
The sensor according to the above [5], wherein the power supply is selected from a DC power supply, an AC power supply, and a power supply that can be switched between DC and AC.
[7]
A sensing device including the sensor according to the above [5] or [6].
[8]
A method for measuring at least one of temperature, humidity, and light using the element according to any one of [1] to [4] above.
[9]
A method for measuring three types of temperature, humidity, and light using the element according to any one of the above [1] to [4].

本発明によれば、温度、湿度、光のいずれが入力されても電気的応答を示す素子を提供することができる。そのため本発明によれば、単一の素子により温度、湿度、光の測定を可能にするセンサ及び装置(例えば、センシング装置)が提供される。
すなわち本発明によれば1台の測定装置で、温度、湿度、光の複数の物理量を測定する場合、当該装置で必要とされる素子の個数は1個にすることができる。その結果、本発明によれば、1台の装置で、温度、湿度、光を測定する装置の設計が簡単になり、装置の小型化が容易で、当該装置の製造コストの大幅な削減が期待できる。
According to the present invention, it is possible to provide an element that exhibits an electrical response regardless of whether temperature, humidity, or light is input. Therefore, according to the present invention, there are provided sensors and devices (eg, sensing devices) that enable measurement of temperature, humidity, and light with a single element.
That is, according to the present invention, when a single measuring device measures a plurality of physical quantities of temperature, humidity, and light, the number of elements required by the device can be one. As a result, according to the present invention, it is expected that the design of a device for measuring temperature, humidity, and light with one device can be simplified, the device can be easily miniaturized, and the manufacturing cost of the device can be significantly reduced. can.

[Mo 2−(ここで、L(インナー配位子)=Cl,Br,I、L(アピカル配位子)=Cl,Br,I,F,OH)の化学式で表されるMoクラスターの概略図を示す図である。 [Mo 6 L i 8 L a 6] 2- ( wherein, L i (inner ligand) = Cl, Br, I, L a ( apical ligand) = Cl, Br, I, F, OH) It is a figure which shows the schematic diagram of the Mo 6 cluster represented by the chemical formula of. 本発明のセンシング装置の一概略図を示す図である。It is a figure which shows one schematic diagram of the sensing apparatus of this invention. EPDで作製したクラスター膜の特性を示す図である。 aは、EPDによってITO層で被覆されたアノード基板上に堆積された膜の断面のSEM画像を示す。 bは、[MoBr14−n(OH)2−イオン(ここで、n=0、1および2である)、ならびに関連するHO付加物の観測およびシミュレーションエレクトロスプレーイオン化質量スペクトルを示す。 cは、堆積した膜[MoBr14−n(OH)2−(ここで、n=0、n=1、n=2である)について記録されたATDを示す。ここで、ドリフトチューブのドリフト条件は、298Kで圧力4.0トルのヘリウム、450Vのドリフト電圧である。It is a figure which shows the characteristic of the cluster film made by EPD. a shows an SEM image of a cross section of a film deposited on an anode substrate coated with an ITO layer by EPD. b is, [Mo 6 Br 14-n (OH) n] 2- ions (here, n = 0, 1 and 2), and associated monitoring and simulation electrospray ionization mass spectra of H 2 O adduct Is shown. c indicates the ATD recorded for the deposited membrane [Mo 6 Br 14-n (OH) n ] 2- (where n = 0, n = 1, n = 2). Here, the drift condition of the drift tube is helium at 298 K and a pressure of 4.0 torr, and a drift voltage of 450 V. AuNCs[MoBr14−n(OH)2−(nの関数、交換されたBr/OHの数、CCS値values±2%の精度)に対する298Kでヘリウム中にて測定された衝突断面積(DTCCSHe)を示す図である。Collision break measured in helium at 298K for AuNCs [Mo 6 Br 14-n (OH) n ] 2- (function of n, number of exchanged Br / OH, accuracy of CCS value values ± 2%) It is a figure which shows the area ( DT CCS He). MoBr前駆体のエレクトロスプレーイオン化マススペクトルであり、[MoBr142−に対応する1つのピークだけ存在することを示す図である。It is the electrospray ionized mass spectrum of the MoBr precursor, and is the figure which shows that only one peak corresponding to [Mo 6 Br 14 ] 2- exists. アノード基板から剥がされた膜のエレクトロスプレーイオン化マススペクトルであり、二つの群(AとB)のピークがあることを示す図である。Aは、2価に帯電した種で[MoBr14−n(OH)(HO)2−(0≦n≦2で0≦m≦2)に帰属され、Bは、1価に帯電した種で[MoBr12(OH)]と[MoBr13に帰属される。It is the electrospray ionization mass spectrum of the membrane peeled off from the anode substrate, and is the figure which shows that there are peaks of two groups (A and B). A is a divalently charged species and is attributed to [Mo 6 Br 14-n (OH) n (H 2 O) m ] 2- (0 ≦ n ≦ 2 and 0 ≦ m ≦ 2). It is a monovalently charged species and is attributed to [Mo 6 Br 12 (OH)] - and [Mo 6 Br 13 ] -. LED光を照射した場合としない場合の導電率測定の実験装置の概略図を示す図である。It is a figure which shows the schematic diagram of the experimental apparatus of conductivity measurement with and without irradiation with LED light. アモルファス八面体モリブデンクラスター薄膜の伝導特性を示す図である。 aは、湿度の違いによるクラスター膜の導電率の温度依存性を示す図である。 bは、300Kにおける導電率の湿度依存性を示す図である。 cは、各温度におけるM’’の周波数依存性を示す図である。 dは、各湿度におけるM’’の周波数依存性を示す図である。It is a figure which shows the conduction property of an amorphous octahedral molybdenum cluster thin film. FIG. A is a diagram showing the temperature dependence of the conductivity of the cluster film due to the difference in humidity. b is a diagram showing the humidity dependence of the conductivity at 300 K. c is a diagram showing the frequency dependence of M ″ at each temperature. d is a diagram showing the frequency dependence of M ″ at each humidity. 80RH%の一定湿度下の異なる温度で測定されたクラスター膜のインピーダンススペクトルを示す図である。It is a figure which shows the impedance spectrum of the cluster film measured at different temperature under a constant humidity of 80RH%. 温度300Kの異なる相対湿度で測定されたクラスター膜のインピーダンススペクトルを示す図である。It is a figure which shows the impedance spectrum of the cluster film measured at different relative humidity of a temperature of 300K. 20秒の堆積時間で調製されたクラスター膜の導電率の湿度依存性を示す図である。It is a figure which shows the humidity dependence of the conductivity of the cluster film prepared by the deposition time of 20 seconds. クラスター膜の緩和時間の温度依存性を示す図である。It is a figure which shows the temperature dependence of the relaxation time of a cluster membrane. 光照射によるクラスター膜の電気的特性変化を示す図である。 aは、クラスター膜に2Vの直流電圧を印加したときのI−t曲線を示す図である。 bは、UV−A(395nm)、青色(465〜475nm)および赤色光(660nm)照射によるクラスター膜のI−t曲線を示す図である。 cは、異なるUV−Aの光強度による電流増加を示す図である。(挿入された図は、ΔI/平均ΔI360lxを示す。) dは、UV−A照射前、照射中および照射後のクラスター膜のインピーダンス図である。 eは、UV−A、青、赤の光照射下におけるクラスター膜の抵抗変化を示す図である。It is a figure which shows the electric characteristic change of the cluster film by light irradiation. FIG. A is a diagram showing an It curve when a DC voltage of 2 V is applied to the cluster film. FIG. b is a diagram showing an It curve of the cluster film by irradiation with UV-A (395 nm), blue (465-475 nm) and red light (660 nm). c is a diagram showing the increase in current due to the light intensity of different UV-A. (The inserted figure shows ΔI / average ΔI 360 lx .) D is an impedance diagram of the cluster membrane before, during, and after UV-A irradiation. e is a figure which shows the resistance change of a cluster film under UV-A, blue, and red light irradiation. クラスター膜の構造の概略図である。 aは、クラスター膜中の八面体モリブデンクラスターを示す図である。 bは、高湿度および低湿度におけるクラスター膜について想定される構造を示す図である。It is a schematic diagram of the structure of a cluster membrane. FIG. A is a diagram showing octahedral molybdenum clusters in a cluster membrane. b is a diagram showing a structure assumed for a cluster film at high humidity and low humidity.

以下、図面を適宜参照しながら本発明の実施の形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings as appropriate.

[素子]
本発明の「素子」は、対向する一対の電極と、前記電極の間に配置された感応膜と、を有する素子であって、前記感応膜は、八面体構造の錯体であって、6個のモリブデン原子と前記錯体の八面体構造を安定化する14個の配位子からなる錯体、ならびに対イオンとして、少なくとも1個のヒドロニウムイオン、を有するモリブデンクラスターを含有するものである。
ここで、本発明における「感応膜」は、温度、湿度、光のいずれの入力によっても電気的特性が変化する膜である。
本発明における「モリブデンクラスター」は、「錯体」と「対イオン」からなる。
前記「錯体」は、八面体構造の錯体であって、6個のモリブデン原子と前記錯体の八面体構造を安定化する14個の配位子からなる。通常、6つのMo原子は八面体頂点に存在する。
前記「14個の配位子」は、ハロゲン原子からなるか、又はハロゲン原子と少なくとも1個のヒドロキシ基の両方を含むものが好ましい。但し、錯体の八面体構造を安定化するものであれば特に制限はない。
通常、前記「モリブデンクラスター」は、主に共有結合性を有するMo−L結合を介した八面体を覆うインナー配位子(L)と、強いイオン特性を有するMo−L結合を介した6つの更に結合したアピカル配位子(L)によって安定化されている。そのため、一般的には、[Mo 2−(ここで、L=インナー配位子、L=アピカル配位子)の化学式で表すことができる。インナー配位子(L)としては、例えば、Cl,Br,Iがあり、アピカル配位子(L)としては、例えば、Cl,Br,I,F,OHがある。図1にその構造の概略を示す。
図12aには、インナー配位子(L)がBrで、アピカル配位子(L)がBrとOHであるモリブデン八面体クラスター錯体の構造が示されている。
前記「錯体」は、HO付加物であってもよい。
前記「対イオン」は、少なくとも1個のヒドロニウムイオンを含む。当該「対イオン」は、ヒドロニウムイオンのみかならなるものが好ましい。但し、素子として使用した場合に本発明の目的を達成できる限り、前記「対イオン」としてヒドロニウムイオン以外の少なくとも物質を1つ以上含んでいてもよい。例えば、ヒドロニウムイオンとともに検出限界以下の不純物イオンを含んでいてもよい。従って、本願における「前記対イオンが本質的に1個以上のヒドロニウムイオンからなる、」の「本質的に」とは、素子として使用した場合に本発明の目的を達成できる限り、ヒドロニウムイオン以外の物質を含んでいてもよいという意味である。
本発明の「素子」を構成する「電極」は、素子として使用した場合に本発明の目的を達成できるものであれば特に制限はない。例えば、当該「電極」として、それぞれITOガラスのアノード基板(アノード電極)およびステンレス鋼シートのカソード電極が挙げられる。
前記「電極」と前記「感応膜」との間の接触面積あたりの力を適度な力にすることにより、本発明の「素子」としての電気的特性が効果的に示される。そのため、前記「電極」は、素子としての電気的特性を測定できる適度な力で前記「感応膜」と接触させることが好ましい。具体的には、電極と感応膜との間の接触面積あたりの力を0.5(N/cm)以上とすることが好ましい。また、感応膜の強度等の観点から、当該接触面積あたりの力を50(N/cm)以下とすることも好ましい。
本発明の「素子」は、「温度、湿度、及び光のいずれの入力に対しても電気的応答を示す、」という特徴を有するものでもある。ここで、本願における「温度、湿度、及び光のいずれの入力に対しても電気的応答を示す、」とは、温度、湿度、光のいずれの物理量が入力されても、電気的特性が変化し、これを当該物理量に対応する電気的信号として出力することを意味する。
光入力手段に関しては、UV−Aや青色LED光による光照射手段がある。しかし、その手段は、本発明の目的を達成することができる限り、制限はない。
[element]
The "element" of the present invention is an element having a pair of opposing electrodes and a sensitive film arranged between the electrodes, and the sensitive film is a complex having an octahedral structure and has six elements. It contains a molybdenum cluster having a complex composed of a molybdenum atom and 14 ligands for stabilizing the octahedral structure of the complex, and at least one hydronium ion as a counter ion.
Here, the "sensitive film" in the present invention is a film whose electrical characteristics change depending on any input of temperature, humidity, and light.
The "molybdenum cluster" in the present invention comprises a "complex" and a "counterion".
The "complex" is an octahedral complex consisting of 6 molybdenum atoms and 14 ligands that stabilize the octahedral structure of the complex. Normally, six Mo atoms are present at the octahedral vertices.
The "14 ligands" are preferably composed of a halogen atom or contain both a halogen atom and at least one hydroxy group. However, there is no particular limitation as long as it stabilizes the octahedral structure of the complex.
Usually, the "molybdenum cluster", through the inner ligands covering the octahedra mainly through the Mo-L i bonds with covalent (L i), a Mo-L a bond having a strong ionic character It is stabilized by six further bonded apical ligand (L a). Therefore, in general, can be represented by the chemical formula of [Mo 6 L i 8 L a 6] 2- ( wherein, L i = inner ligand, L a = apical ligand). The inner ligand (L i), for example, Cl, Br, may I, as the apical ligand (L a), for example, Cl, Br, I, F, is OH. FIG. 1 shows an outline of the structure.
FIG 12a, an inner ligand (L i) is Br, apical ligand (L a) is shown the structure of a molybdenum octahedral cluster complex is Br and OH.
The "complex" may be H 2 O adduct.
The "counterion" comprises at least one hydronium ion. The "counterion" preferably consists of only hydronium ions. However, as long as the object of the present invention can be achieved when used as an element, at least one or more substances other than hydronium ions may be contained as the "counterion". For example, it may contain impurity ions below the detection limit together with hydronium ions. Therefore, in the present application, "essentially" of "the counterion is essentially composed of one or more hydronium ions" means hydronium ions as long as the object of the present invention can be achieved when used as an element. It means that it may contain substances other than.
The "electrode" constituting the "element" of the present invention is not particularly limited as long as it can achieve the object of the present invention when used as an element. For example, examples of the "electrode" include an anode substrate (anode electrode) of ITO glass and a cathode electrode of a stainless steel sheet, respectively.
By setting the force per contact area between the "electrode" and the "sensitive film" to an appropriate force, the electrical characteristics of the "element" of the present invention are effectively exhibited. Therefore, it is preferable that the "electrode" is brought into contact with the "sensitive film" with an appropriate force capable of measuring the electrical characteristics of the element. Specifically, it is preferable that the force per contact area between the electrode and the sensitive film is 0.5 (N / cm 2) or more. Further, from the viewpoint of the strength of the sensitive film and the like, it is also preferable that the force per contact area is 50 (N / cm 2) or less.
The "element" of the present invention is also characterized in that it "shows an electrical response to any input of temperature, humidity, and light." Here, "showing an electrical response to any input of temperature, humidity, and light" in the present application means that the electrical characteristics change regardless of any physical quantity of temperature, humidity, or light. However, it means that this is output as an electric signal corresponding to the physical quantity.
As for the light input means, there are light irradiation means using UV-A or blue LED light. However, the means are not limited as long as the object of the present invention can be achieved.

[センサ]
本発明における「センサ」とは、前記素子と、電源と、前記素子からの電気的応答を検出するための検出部と、を有するものである。
ここで、「前記素子からの電気的応答を検出するための検出部」とは、前記電気的信号を対応する当該物理量として検出して出力する部分であり、いわゆる「検出器」、「検出装置」などと呼ばれるものである。
前記「電源」とは、特に断りのない限り、当該「センサ」を構成する「素子」の電気的特性を測定するために設けられた電源を意味する。また、前記「電源」は、直流電源、交流電源、又は直流と交流とに切り替え可能な電源であってもよいし、これらの組み合わせでもよい。
[Sensor]
The "sensor" in the present invention includes the element, a power source, and a detection unit for detecting an electrical response from the element.
Here, the "detector for detecting an electrical response from the element" is a portion that detects and outputs the electrical signal as the corresponding physical quantity, and is a so-called "detector" or "detector". "And so on.
Unless otherwise specified, the "power supply" means a power supply provided for measuring the electrical characteristics of the "elements" constituting the "sensor". Further, the "power supply" may be a DC power supply, an AC power supply, or a power supply capable of switching between DC and AC, or may be a combination thereof.

[センシング装置]
本発明の「センシング装置」は、前記センサを含む。
本発明における「センシング装置」とは、センサを利用して計測・測定を行う装置を意味する。例えば、上記センサの検出部で、物理量として検出して出力した電気信号を数値化等して表示する表示部(表示器)を備えたものが一例として挙げられる。
[Sensing device]
The "sensing device" of the present invention includes the sensor.
The "sensing device" in the present invention means a device that performs measurement / measurement using a sensor. For example, a detection unit of the sensor including a display unit (display) that digitizes and displays an electric signal detected and output as a physical quantity can be mentioned as an example.

図2において、本発明の「センシング装置」の一概略図を示す。 FIG. 2 shows a schematic view of the “sensing device” of the present invention.

[測定方法]
上述のとおり、本発明の「素子」を用いることにより、温度、湿度、及び光の少なくとも一種を測定することができる。また、温度、湿度、及び光の全てを一つの「素子」で測定することができる。
本発明では、上記測定は同時で行っても一つずつ行ってもよい。
[Measuring method]
As described above, by using the "element" of the present invention, at least one of temperature, humidity, and light can be measured. Moreover, temperature, humidity, and light can all be measured by one "element".
In the present invention, the above measurements may be performed simultaneously or one by one.

以下に本発明の概要を補足して説明する。 The outline of the present invention will be supplemented and described below.

我々は、八面体モリブデン金属(Mo)クラスターを用いる光学的イオン−電子現象に基づく新しい環境センシングデバイスを開発した。
電気化学的方法を用いて微量の水を含有する有機溶媒中で透明電極上にMoクラスターを堆積させると、水は堆積した膜中に取り込まれる。この過程で、Moクラスターの骨格構造を安定化させるいくつかの種類の配位子は、ヒドロキシル(OH)基で一部置換され、そしてMoクラスター単位(ユニット)の負に帯電した骨格構造は、対イオンとしてのヒドロニウムイオン(H)によって安定化される。
その結果、この方法で作製されたMoクラスターの透明膜は、ヒドロニウムイオン−電子混合伝導性を示す。
イオン伝導性は大気中の温度や湿度によって大きく変化し、電子伝導性は照射光の波長や強度によって大きく変化する。この独自のマルチセンシング特性は、環境センサ用途に新たな可能性をもたらす。
We have developed a new environmental sensing device based on optical ion-electron phenomena using octahedral molybdenum metal (Mo 6) clusters.
When Mo 6 clusters are deposited on a transparent electrode in an organic solvent containing trace amounts of water using an electrochemical method, the water is incorporated into the deposited membrane. During this process, some types of ligands that stabilize the skeletal structure of Mo 6 clusters are partially substituted with hydroxyl (OH) groups and negatively charged skeletal structures of Mo 6 cluster units (units). It is stabilized by hydronium ions as counter ions (H 3 O +).
As a result, the transparent film of the Mo 6 cluster produced by this method exhibits hydronium ion-electron mixed conductivity.
Ion conductivity changes greatly depending on the temperature and humidity in the atmosphere, and electron conductivity changes greatly depending on the wavelength and intensity of the irradiation light. This unique multi-sensing property opens up new possibilities for environmental sensor applications.

金属、半導体、セラミック、ポリマー、複合材料などに基づく機能性材料は、社会問題の解決策を提供し、産業界に新しい技術を開発した。特に、熱的、化学的、光学的、機械的、または電気的などのエネルギーを互いに変換する材料は、日常的に広く使用されている。それにもかかわらず、持続可能で安全な社会を実現するためには、圧電素子、熱電素子、ガスセンサ、およびフォトダイオードなどのデバイスには、より高度な材料特性が必要である。
近年、機器の小型化はさまざまな分野で革新的な技術的進歩を実現している。
単一の材料を用いて異なる種類の情報を同時に検出することができる多機能性材料の開発は、センシング、小型化、および軽量化装置における用途をさらに拡大するであろう。
ハロゲン化物ペロブスカイトおよびLiNbOについて最近報告されているように、室温付近のイオン伝導体の電気的性質に対する光の影響は、新規で印象的なトピックの1つとなっている。
我々は、光学的電子特性と光学的イオン特性を利用する新しいスマートデバイス(例えばセンサ)を設計する目的で、ナノ材料の設計のための多機能ビルディングブロックとして認識されている金属原子クラスターに注目した。
金属原子クラスター「いくつかの非金属原子がクラスターと密接に関連していてもよいとしても、金属原子間の直接結合によって主に一緒に、または少なくともかなりの程度まで保持されている金属原子の有限群」は、限られた数の元素からなるそれらのシンプルで特有の構造から生じる様々な興味深い特性を有する。
金属クラスターの中では、一般式AMo (A=Cs、n−(CおよびX=Cl、BrまたはIおよびL=Cl、Br、I、F、OHなど、i=インナー配位子、a=アピカル配位子)を有するモリブデン八面体クラスター化合物)は、金属中心上の価電子の非局在化に起因して光化学的特性及びレドックス特性を示す。
Moクラスターは、主に共有結合性を有するMo−Br結合を介した八面体を覆うインナー配位子(Br)と、強いイオン特性を有するMo−Br結合を介した6つの更に結合したアピカル配位子(Br)によって安定化されている。
これらのクラスター化合物が溶媒中で解離してリジットな{MoBr 4+ブロックに基づいた[MoBr Br 2−アニオンユニットを形成することはよく知られている。
溶液中で、クラスター上のアピカル位のBr原子は官能基で交換できる。
Moクラスター系材料の従前の研究では、光照射下で、燐光性、光起電性、および光触媒性を明らかにした。
最近では、プロトン伝導性が、湿った空気と乾燥した空気の間の室温での抵抗の差からCsMoBr14及びCsMoCl14粉末の圧縮ペレットに対して提案されているが、キャリアの起源や伝導メカニズムは明らかにされていない。
彼らの仕事とは別に、Nguyen等は、電気泳動堆積法(EPD)を使用するNb、MoおよびTaクラスターをベースとした均質で透明な膜の製造方法の開発に成功し、これは、費用対効果、膜厚と表面形態の長期的な一貫性、サイズの拡張性、高い堆積速度、及び位置選択性の重要な組み合わせを提供するものである(例えば、非特許文献1)。
得られたクラスター膜は、可視域で高い透過率を示し、UVおよびNIR域で強い吸収を示し、Moクラスターから生じる赤色蛍光の発光を伴う。
X線回折(XRD)、フーリエ変換赤外分光法(FT−IR)、蛍光X線(XRF)およびX線光電子分光法(XPS)分析から、Nguyenらは、EPDプロセスによって形成されたMo膜が、アモルファス構造を有し、そして次の特性を有することを明らかにした。
・元のクラスターブロック中の全てのCsイオンが見つからなくなり、代わりに対カチオンとしてHが存在すること
・Brのアピカル配位子が一部OHに置換されること
・水分子の少量が、EPDプロセスの過程で膜中に取り込まれること。
従って、プロトン伝導性が、EPDプロセスによって形成されるMoクラスター膜について予想されるが、それらの電気的特性は未だ評価されていない。
Functional materials based on metals, semiconductors, ceramics, polymers, composites, etc. have provided solutions to social problems and developed new technologies for industry. In particular, materials that convert thermal, chemical, optical, mechanical, or electrical energies to each other are widely used on a daily basis. Nevertheless, devices such as piezoelectric elements, thermoelectric elements, gas sensors, and photodiodes require more advanced material properties to achieve a sustainable and safe society.
In recent years, the miniaturization of equipment has made innovative technological advances in various fields.
The development of multifunctional materials that can simultaneously detect different types of information using a single material will further expand its application in sensing, miniaturization, and weight reduction devices.
As recently reported on halide perovskite and LiNbO 2 , the effect of light on the electrical properties of ionic conductors near room temperature has become one of the new and striking topics.
We focused on metal atomic clusters, which are recognized as multifunctional building blocks for the design of nanomaterials, for the purpose of designing new smart devices (eg sensors) that utilize optical electronic and optical ionic properties. ..
Metal Atom Cluster "A finite number of metal atoms that are held together, or at least to a large extent, primarily together by direct bonds between metal atoms, even though some non-metal atoms may be closely related to the cluster. "Flocks" have various interesting properties that result from their simple and unique structure consisting of a limited number of elements.
Among the metal clusters, the general formula A 2 Mo 6 X i 8 L a 6 (A = Cs + , n- (C 4 H 9 ) 4 N + and X = Cl, Br or I and L = Cl, Br, Molybdenum octahedral cluster compounds) having i = inner ligand, a = apical ligand, such as I, F, OH) have photochemical properties and photochemical properties due to the delocalization of valence electrons on the metal center. Shows redox characteristics.
The Mo 6 cluster consists of an inner ligand (Br i ) that covers the octahedron mainly via a covalent Mo-Br i bond, and six additional Mo-Br a bonds with strong ionic properties. It is stabilized by the bound apical ligand (Br a).
It is well known that these cluster compounds dissociate in a solvent to form a rigid {Mo 6 Br i 8 } 4+ block-based [Mo 6 Br i 8 Br a 6 ] 2-anion unit.
In solution, the Br a atom at the apical position on the cluster can be exchanged with a functional group.
Previous studies of Mo 6 cluster materials have revealed phosphorescence, photovoltaic, and photocatalytic properties under light irradiation.
Recently, proton conductivity has been proposed for compressed pellets of Cs 2 Mo 6 Br 14 and Cs 2 Mo 6 Cl 14 powders due to the difference in resistance at room temperature between moist and dry air. , The origin of the carrier and the conduction mechanism have not been clarified.
Apart from their work, Nguyen et al. Succeeded in developing a method for producing homogeneous and transparent membranes based on Nb 6 , Mo 6 and Ta 6 clusters using electrophoretic deposition (EPD). It provides an important combination of cost effectiveness, long-term consistency of film thickness and surface morphology, size expandability, high deposition rate, and regioselectivity (eg, Non-Patent Document 1).
The resulting cluster film exhibits high transmittance in the visible region, strong absorption in the UV and NIR regions, and is accompanied by emission of red fluorescence generated from the Mo 6 cluster.
X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), from of X-ray fluorescence (XRF) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) analysis, Nguyen et al., Mo 6 film formed by EPD process Has an amorphous structure and has the following properties.
-All Cs + ions in the original cluster block cannot be found, and H 3 O + exists as a counter cation instead.-Apical ligand of Br − is partially replaced by OH −. A small amount of is incorporated into the membrane during the EPD process.
Therefore, proton conductivity is expected for Mo 6 cluster membranes formed by the EPD process, but their electrical properties have not yet been evaluated.

本研究では、EPDで作製した半透明Moクラスター膜の電気的特性の湿度および温度依存性を調べた。更に、光照射下での導電性についても検討した。得られた結果に基づいて、膜の伝導メカニズムを考察した。
EPDによって調製されたMoクラスター膜の化学組成を正確に決定するために質量分析法を使用した。
さらに、膜の電気的特性をACインピーダンス測定法およびDC測定法によって詳細に評価し、光照射の影響が電子的及びイオン的特性について調べられた。
In this study, the humidity and temperature dependence of the electrical properties of the translucent Mo 6 cluster film prepared by EPD was investigated. Furthermore, the conductivity under light irradiation was also examined. Based on the obtained results, the conduction mechanism of the membrane was considered.
Mass spectrometry was used to accurately determine the chemical composition of the Mo 6 cluster membrane prepared by EPD.
Furthermore, the electrical characteristics of the film were evaluated in detail by the AC impedance measurement method and the DC measurement method, and the effects of light irradiation were investigated for the electronic and ionic characteristics.

以下に、本発明を、具体的な実施例を使用して詳細に説明する。しかしながら、本発明は、本実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to specific examples. However, the present invention is not limited to this example.

1.Moクラスター膜の作製、形態観察、構造評価
本発明の一実施態様である素子に使用するMoクラスター膜の作製、形態観察、構造評価は、以下のようにして行った。
1. 1. Preparation, morphological observation, and structural evaluation of Mo 6 cluster film The production, morphological observation, and structural evaluation of the Mo 6 cluster film used for the device according to one embodiment of the present invention were carried out as follows.

[EPDによるクラスター膜の作製]
CsMoBr14粉末は、MoBrおよびCsBr試薬から固相法により高温で合成した。
透明な溶液が得られるまで、マグネチックスターラーで攪拌しながら、CsMoBr14粉末を試薬グレードのMEK(99.5%、キシダ化学)に5g/Lの濃度で溶解した。
アノード基板およびカソード電極として、それぞれITOガラスおよびステンレス鋼シートをDC電源(PD56−10AD、KENWOOD)に接続した。
使用前に、ITOガラスを超音波処理によって蒸留水およびエタノールで洗浄した。EPDは15Vの定電圧で30秒間実施した。
ITOガラス基板上に堆積させたMoクラスター膜は、空気中で24時間乾燥させた後に特性評価した。
[Preparation of cluster membrane by EPD]
Cs 2 Mo 6 Br 14 powder was synthesized from MoBr 2 and CsBr reagents at high temperature by the solid phase method.
Cs 2 Mo 6 Br 14 powder was dissolved in reagent grade MEK (99.5%, Kishida Chemistry) at a concentration of 5 g / L with stirring on a magnetic stirrer until a clear solution was obtained.
ITO glass and a stainless steel sheet were connected to a DC power supply (PD56-10AD, KENWOOD) as an anode substrate and a cathode electrode, respectively.
Prior to use, ITO glass was washed with distilled water and ethanol by sonication. EPD was carried out at a constant voltage of 15 V for 30 seconds.
The Mo 6 cluster film deposited on the ITO glass substrate was dried in air for 24 hours and then characterized.

ここで、MEKは、メチルエチルケトンのことである。
ITOとは、酸化インジウムスズのことである。
EPDとは、電気泳動体積法のことである。
Here, MEK refers to methyl ethyl ketone.
ITO is indium tin oxide.
EPD is an electrophoretic volume method.

[蒸着膜の形態観察]
EPDによってITO層で被覆されたアノード基板上に堆積された膜の断面のSEM画像を図3aに示す。
堆積膜は、比較的平らな表面を有する均質な形態を呈する。その厚さは約1.6μmであった。
[Observation of thin-film film morphology]
An SEM image of a cross section of the film deposited on the anode substrate coated with the ITO layer by EPD is shown in FIG. 3a.
The sedimentary membrane exhibits a homogeneous morphology with a relatively flat surface. Its thickness was about 1.6 μm.

[膜の構造評価(その1)]
調製された膜の構造評価は、X線回折(XRD)、フーリエ変換赤外分光法(FT−IR)、蛍光X線(XRF)およびX線光電子分光法(XPS)分析を用いて行った。
[Membrane structure evaluation (1)]
Structural evaluation of the prepared membrane was performed using X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), X-ray fluorescence (XRF) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) analysis.

X線回折(XRD)、フーリエ変換赤外分光法(FT−IR)、蛍光X線(XRF)およびX線光電子分光法(XPS)分析から、EPDプロセスによって形成されたMo膜が、アモルファス構造を有し、そして次の特性を有することを確認した。
・元のクラスターブロック中の全てのCsイオンが見つからなくなり、代わりに対カチオンとしてHが存在すること
・Brのアピカル配位子が一部OHに置換されること
・水分子の少量が、EPDプロセスの過程で膜中に取り込まれること。
From X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), fluorescent X-ray (XRF) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) analysis, the Mo 6 film formed by the EPD process has an amorphous structure. And confirmed to have the following characteristics.
-All Cs + ions in the original cluster block cannot be found, and H 3 O + exists as a counter cation instead.-Apical ligand of Br − is partially replaced by OH −. A small amount of is incorporated into the membrane during the EPD process.

[膜の構造評価(その2)]
また、調製された膜の化学組成評価を、質量分析(イオン移動度分光分析−質量分析(IMS−MS:Ion mobility spectrometry−mass spectrometry))によっても行った。具体的には、以下のとおりに行った。
[Membrane structure evaluation (2)]
The chemical composition of the prepared membrane was also evaluated by mass spectrometry (ISO-MS: Ion mobility spectroscopy-mass spectrometry). Specifically, it was carried out as follows.

[質量分析]
IMS−MS測定は、他に詳細に記載されている四重極飛行時間型質量分析計(Maxis Impact Bruker、Bremen、Germany)と組み合わせた自家製タンデムドリフトチューブを用いて行った。
IMS−MS測定を実施するために、クラスター膜を最初にITO基板から掻き取り、そして1mLのアセトニトリルに溶解し、次いで同じ溶媒中で50μmol/Lの最終濃度に希釈した。
比較のために、前駆体粉末からの溶液をアセトニトリル中で同じ濃度で調製した。
溶液を、シリンジポンプ(120μL/h)を用いてエレクトロスプレー源に直接注入し、そして陰イオンモードで分析した。
エレクトロスプレーされたイオンを、4トルの圧力で298Kに維持された、ヘリウムで満たされた79センチメートルの長さのドリフトチューブに定期的に注入した。
移動度分離を可能にするために、250〜500Vの範囲のドリフト電圧をチューブに印加した。
質量分解ATD(Arrival Time Distribution:到達時間分布)は、ドリフトチューブの端部におけるイオンの到達時間の関数として質量スペクトルを記録することによって最終的に得られた。
絶対CCS(衝突断面積)は、Mason−Schampの式に基づいて逆ドリフト場の関数として到着時間を測定することによって、較正なしで得られた。
この手順に従って、CCSの絶対値の不確実性は2%であると推定された。
[Mass spectrometry]
IMS-MS measurements were performed using a homemade tandem drift tube in combination with a quadrupole time-of-flight mass spectrometer (Maxis Impact Bruker, Bremen, Germany) described in detail elsewhere.
To perform IMS-MS measurements, the cluster membrane was first scraped from the ITO substrate and then dissolved in 1 mL of acetonitrile and then diluted to a final concentration of 50 μmol / L in the same solvent.
For comparison, a solution from the precursor powder was prepared in acetonitrile at the same concentration.
The solution was injected directly into the electrospray source using a syringe pump (120 μL / h) and analyzed in anion mode.
Electrosprayed ions were periodically injected into a helium-filled 79 cm long drift tube maintained at 298 K at a pressure of 4 torr.
A drift voltage in the range of 250-500 V was applied to the tube to allow mobility separation.
The mass decomposition ATD (Arrival Time Distribution) was finally obtained by recording the mass spectrum as a function of the arrival time of the ions at the end of the drift tube.
Absolute CCS (Collision Cross Section) was obtained without calibration by measuring the arrival time as a function of the inverse drift field based on the Mason-Schamp equation.
According to this procedure, the uncertainty of the absolute value of CCS was estimated to be 2%.

結果について以下に述べる。 The results are described below.

[イオン移動度分光分析−質量分析(IMS−MS)]
前駆体溶液が支配的なマススペクトルは、[MoBr142−に対応する単一のピークを示した(図5a参照)。膜の質量スペクトルはより複雑である。図3bで強調されているとおり、少量の対応する1価に帯電したイオンが検出されても、それらは2価に帯電したアニオンによって支配されている(図5b参照)。
次項では、支配的な2価に帯電した種に焦点を当てる。
同位体パターンのシミュレーションから、異なるスペクトルの特徴が、一般式が[MoBr14−n(OH)2−でnが0から2の範囲にあるイオン、並びに後者のイオンの水付加物に起因する。
図3cに示されるように、たとえ信号対ノイズ比が[MoBr12(OH)2−アニオンについて比較的低いとしても、すべての到達時間頻度分布(ATDs)は単一のピークによって支配される。
[MoBr12(OH)2−および[MoBr13(OH)]2−アニオンについて観察されるピークの幅は、分解能が限られており、これはそれらのイオンに対する単一の異性体の存在によると解される。
対照的に、[MoBr142−アニオンはわずかにブロードなピークを示す。これは、類似の構造を有する異なる異性体の共存から生じ得る。
しかし、タンデムIMSモードで我々の装置を操作することによって、そしてブロードなATDピークの一部だけを選択することによって、異なる集団を分離することは困難だった。これは、ブロードなATD特性の下に隠れ、気相で速い相互変換を受けている(<ms)、共存する種の信号であり得る。
三つの観測された錯体について衝突断面積(CCSs)が決定され、図4に列挙された。
興味深いことに、[MoBr14−n(OH)2−種のCCSは、[MoBr142−のCCSと類似しており、クラスターの全体構造がBr/OH交換時に保存されていることを示唆する。
これらの結果は、EPDプロセス中にアピカル位のBrイオンの一部がOHと交換されるという我々の推測を明確に支持している。
[Ionic Mobility Spectroscopy-Mass Spectrometry (IMS-MS)]
The mass spectrum dominated by the precursor solution showed a single peak corresponding to [Mo 6 Br 14 ] 2- (see FIG. 5a). The mass spectrum of the membrane is more complex. As highlighted in FIG. 3b, even if a small amount of corresponding monovalently charged ions are detected, they are dominated by the divalently charged anions (see FIG. 5b).
The next section focuses on the dominant divalently charged species.
From the simulation of the isotope pattern, the characteristics of the different spectra are the ions whose general formula is [Mo 6 Br 14-n (OH) n ] 2-and whose n is in the range of 0 to 2, and the water adducts of the latter ions. caused by.
As shown in FIG. 3c, all arrival time frequency distributions (ATDs) are dominated by a single peak, even if the signal-to-noise ratio is relatively low for [Mo 6 Br 12 (OH) 2 ] 2-anions. Will be done.
The width of the peaks observed for [Mo 6 Br 12 (OH) 2 ] 2- and [Mo 6 Br 13 (OH)] 2- anions has limited resolution, which is a single for those ions. It is understood that it is due to the presence of isomers.
In contrast, the [Mo 6 Br 14 ] 2- anion shows a slightly broader peak. This can result from the coexistence of different isomers with similar structures.
However, it was difficult to separate different populations by operating our device in tandem IMS mode and by selecting only some of the broad ATD peaks. This can be a coexisting species of signal hidden under a broad ATD characteristic and undergoing rapid interconversion in the gas phase (<ms).
Collision cross sections (CCSs) were determined for the three observed complexes and listed in FIG.
Interestingly, the [Mo 6 Br 14-n (OH) n ] 2- species CCS is similar to the [Mo 6 Br 14 ] 2- CCS, and the overall structure of the cluster is preserved during Br / OH exchange. It suggests that it has been done.
These results, Br of apical position during EPD process - are clearly supports our speculation that is replaced with - part of ions OH.

2.Moクラスター膜の電気伝導度の温度及び湿度依存性
本実施例で作製したMoクラスター膜の電気伝導度の温度及び湿度依存性を以下のようにして測定し、評価した。
2. Temperature and Humidity Dependence of Electric Conductivity of Mo 6 Cluster Membrane The temperature and humidity dependence of electric conductivity of the Mo 6 cluster film produced in this example were measured and evaluated as follows.

[AC (交流)インピーダンス測定とDC(直流)測定]
クラスター膜の導電率は、ポテンショ・ガルバノスタット(IVIUMSTAT、Ivium Technologies)を使用して0.1Vの印加電圧下で1〜10Hzの周波数範囲で実施されたACインピーダンス法によって測定された。
電気回路はマイクロメーターを用いて組み立てられた。電極を5.2Nの一定の力でクラスター膜に0.33cmの接触面積で接触させた。
さらに、試験環境を一定に保つために、測定は恒温恒湿器(SH−222、エスペックコーポレーション)中で300〜350Kの範囲の固定温度および20〜80RH%の範囲の固定の相対湿度で実施した(図6)。
[AC (alternating current) impedance measurement and DC (direct current) measurement]
The conductivity of the cluster film was measured by the potentiometer galvanostat (IVIUMSTAT, Ivium Technologies) AC impedance method which is implemented in the frequency range of 1 to 10 6 Hz at an applied voltage of a 0.1V using.
The electrical circuit was assembled using a micrometer. The electrodes were brought into contact with the cluster membrane with a constant force of 5.2 N with a contact area of 0.33 cm 2.
In addition, to keep the test environment constant, measurements were taken in a constant temperature and humidity chamber (SH-222, ESPEC CORPORATION) at a fixed temperature in the range of 300-350K and a fixed relative humidity in the range of 20-80RH%. (Fig. 6).

なお、DC測定は、印加電圧2V、シャント抵抗を2.72kΩとして行った。直流電圧印加には、直流安定化電源(株式会社ケンウッド製:PA−18−3A)を、シャント抵抗部の電圧降下にはデジタルマルチメータ(Hewlet−Pacard:34401A)を用いた。試験環境は、上記ACインピーダンス法と同様とした。 The DC measurement was performed with an applied voltage of 2 V and a shunt resistance of 2.72 kΩ. A regulated DC power supply (manufactured by Kenwood Corporation: PA-18-3A) was used to apply the DC voltage, and a digital multimeter (Hewlet-Pacard: 34401A) was used to drop the voltage of the shunt resistor. The test environment was the same as the AC impedance method described above.

図6は、LED光を照射した場合としない場合の導電率測定の実験装置の概略図を示す。 FIG. 6 shows a schematic view of an experimental device for measuring conductivity with and without LED light irradiation.

結果について以下に述べる。 The results are described below.

[Moクラスター膜の電気伝導度の温度および湿度依存性]
80RH%の一定湿度下の異なる温度で測定されたクラスター膜のインピーダンススペクトルを図8aに示す。クラスター膜の電気抵抗は温度依存性を示し、温度が上昇するにつれて、半円弧は小さくなり、電気抵抗の減少に対応することがわかった。
50RH%および80RH%の湿度でのクラスター膜の導電率のアレニウスプロットを図7aに示す。導電率は、温度の上昇と共に直線的に変化する。
一般に、導電率(σ)は次式で表される。
σT=Aexp(−E/RT) (1)
ここで、Aは定数、Tは温度、Rはガス定数、Eは活性化エネルギーである。
相対湿度50RH%と80RH%での活性化エネルギーは、それぞれ約68kJ/molと50kJ/molと推定された。
異なる堆積時間で調製されたMoクラスター膜について同様の活性化エネルギーが得られ、このことは電気的特性がこのサンプルのサイズの膜厚によって影響されないことを示唆する。
[Temperature and humidity dependence of electrical conductivity of Mo 6 cluster membrane]
The impedance spectrum of the cluster film measured at different temperatures under a constant humidity of 80 RH% is shown in FIG. 8a. It was found that the electrical resistance of the cluster film showed temperature dependence, and as the temperature increased, the semi-arc became smaller, corresponding to the decrease in electrical resistance.
An Arrhenius plot of the conductivity of the cluster membrane at 50 RH% and 80 RH% humidity is shown in FIG. 7a. The conductivity changes linearly with increasing temperature.
Generally, the conductivity (σ) is expressed by the following equation.
σT = Aexp (-E a / RT) (1)
Here, A is a constant, T is a temperature, R is a gas constant, and E a is an activation energy.
The activation energies at relative humidity of 50 RH% and 80 RH% were estimated to be about 68 kJ / mol and 50 kJ / mol, respectively.
Similar activation energies were obtained for Mo 6 cluster membranes prepared at different deposition times, suggesting that electrical properties are not affected by the film thickness of this sample size.

異なる相対湿度で測定されたクラスター膜のインピーダンススペクトルを図8bに示す。全ての測定について温度を300Kに固定した。
クラスター膜の電気抵抗は湿度依存性を示し、相対湿度が下がると半円弧が大きくなり、電気抵抗が増加するようになった。
クラスター膜の導電率と300Kでの相対湿度との関係を図7bに示す。膜は30秒の堆積時間で調製した。
20秒の堆積時間で調製されたサンプルの導電率は、図9に示される。
クラスター膜の導電率は湿度の増加とともに指数関数的に変化し、30秒間および20秒間にわたってEPDによって調製された2つのサンプルの導電率は同様の値を示した。
The impedance spectra of the cluster membranes measured at different relative humidity are shown in FIG. 8b. The temperature was fixed at 300 K for all measurements.
The electrical resistance of the cluster film is humidity-dependent, and as the relative humidity decreases, the semicircle becomes larger and the electrical resistance increases.
The relationship between the conductivity of the cluster film and the relative humidity at 300 K is shown in FIG. 7b. Membranes were prepared with a deposition time of 30 seconds.
The conductivity of the sample prepared with a deposition time of 20 seconds is shown in FIG.
The conductivity of the cluster membrane changed exponentially with increasing humidity, and the conductivity of the two samples prepared by EPD over 30 and 20 seconds showed similar values.

[電気的モジュラス解析によるMoクラスター膜の緩和周波数依存性]
導電率(σ)は次式で与えられる。
σ=neμ (2)
ここで、nはキャリア濃度、eはキャリアの電荷、μは移動度である。
クラスター膜中のキャリアは、クラスター単位の負電荷を補償するために堆積プロセス中に導入されたカチオンであるべきである。そうであれば、膜中のキャリア種およびキャリア密度は変化しない。したがって、導電率の温度および湿度依存性は、キャリアの異なる移動度によって引き起こされるはずである。
本研究では、電気弾性率Mは次の関係式を使用して計算された。
式(3)の関係式において、jは√−1、ω(=2πf)は角周波数、Cは幾何学的容量である。
は実数部と虚数部に分けることができ、虚数部M’’は式(4)で与えられ、fは周波数を表す。
=jωC=M’+jM’’ (3)
M’’=2πfCZ’ (4)
パラメータM’’の周波数依存性が図7cと7dに示されている。
イオン伝導度の評価には、M’’の値と周波数の関係のプロットがよく使用される。
[Relaxation frequency dependence of Mo 6 cluster membrane by electrical modulus analysis]
The conductivity (σ) is given by the following equation.
σ = neμ (2)
Here, n is the carrier concentration, e is the carrier charge, and μ is the mobility.
The carriers in the cluster membrane should be cations introduced during the deposition process to compensate for the negative charge on a cluster-by-cluster basis. If so, the carrier species and carrier density in the membrane do not change. Therefore, the temperature and humidity dependence of conductivity should be caused by the different mobility of carriers.
In this study, the electroelastic modulus M * was calculated using the following relational expression.
In the relational expression of the equation (3), j is √-1, ω (= 2πf) is the angular frequency, and C 0 is the geometric capacitance.
M * can be divided into a real part and an imaginary part, the imaginary part M'' is given by the equation (4), and f represents the frequency.
M * = jωC 0 Z * = M'+ jM'' (3)
M'' = 2πfC 0 Z'(4)
The frequency dependence of the parameter M'' is shown in FIGS. 7c and 7d.
A plot of the relationship between the value of M'' and frequency is often used to evaluate ionic conductivity.

図7cと7dは、さまざまな温度(図7c)と湿度(図7d)におけるM’’の周波数依存性を示す。
M’’maxの位置での周波数は緩和周波数として知られている。それは、温度または湿度が増すにつれてより高い周波数にシフトし、クラスター膜における緩和過程が温度および湿度によって影響されることを示している。
maxと緩和時間(τ)は、τ=1/2πfmaxの関係を有する。つまり、温度と湿度が高くなると、τは減少する。
緩和時間の温度依存性を図10に示す。
緩和時間の温度依存性は以下の式で表される。
τ=τexp(−E/RT) (5)
ここでτは、材料に依存する前指数因子である。
推定される活性化エネルギーは約48kJ/molであり、これは導電率のアレニウスプロットから得られた活性化エネルギーとほぼ同じである。
導電率と誘電緩和との関係は次式で表される。
σ=εε/τ (6)
ここで、εは真空の誘電率、εは静的誘電率である。
この式のτを減少させると導電率が高くなることは明らかである。
7c and 7d show the frequency dependence of M'' at various temperatures (FIG. 7c) and humidity (FIG. 7d).
The frequency at the M'' max position is known as the relaxation frequency. It shifts to higher frequencies as temperature or humidity increases, indicating that the relaxation process in the cluster membrane is affected by temperature and humidity.
f max and relaxation time (τ) have a relationship of τ = 1 / 2πf max. That is, as the temperature and humidity increase, τ decreases.
The temperature dependence of the relaxation time is shown in FIG.
The temperature dependence of relaxation time is expressed by the following equation.
τ = τ 0 exp (-E a / RT) (5)
Here, τ 0 is a material-dependent pre-exponential factor.
The estimated activation energy is about 48 kJ / mol, which is about the same as the activation energy obtained from the Arrhenius plot of conductivity.
The relationship between conductivity and dielectric relaxation is expressed by the following equation.
σ = ε 0 ε s / τ (6)
Here, ε 0 is the permittivity of the vacuum, and ε s is the static permittivity.
It is clear that reducing τ in this equation increases the conductivity.

3.光照射下のMoクラスター膜の電気的性質
本実施例で作製したMoクラスター膜の光照射下での電気的性質を直流インピーダンス(DC)法と交流インピーダンス(AC)法により、以下のとおりに評価した。
3. 3. Electrical Properties of Mo 6 Cluster Film Under Light Irradiation The electrical properties of the Mo 6 cluster film produced in this example under light irradiation are as follows by the DC impedance (DC) method and the AC impedance (AC) method. Evaluated to.

[照射条件]
UV−Aまたは可視光照射下でのクラスター膜の導電率測定には、DCおよびACインピーダンス法の両方を適用した。
ACインピーダンス法は、前述の条件下で行った。
DC測定に関し、図6に示すように組み立てた測定系を用いて、印加電圧2V(V1)で行った。
光照射に関し、390〜395nm(UV−A)、465〜475nm(青)、660nm(赤)の固定波長のLEDを用いた。
図6において、R1はシャント抵抗であり、V2はLEDに印加される電圧である。
照度計(MT−912、URCERI)を用いて照度を測定した。
測定は300K、50RH%で行った。
[Irradiation conditions]
Both DC and AC impedance methods were applied to measure the conductivity of cluster films under UV-A or visible light irradiation.
The AC impedance method was performed under the above-mentioned conditions.
The DC measurement was performed at an applied voltage of 2 V (V1) using the measurement system assembled as shown in FIG.
For light irradiation, LEDs having fixed wavelengths of 390 to 395 nm (UV-A), 465 to 475 nm (blue), and 660 nm (red) were used.
In FIG. 6, R1 is a shunt resistor and V2 is a voltage applied to the LED.
The illuminance was measured using an illuminometer (MT-912, URCERI).
The measurement was performed at 300 K and 50 RH%.

[DC測定により特徴付けられる光照射下のMoクラスター膜の電気的性質]
クラスター膜に2VのDCを印加したときのI−t曲線を図11aに示す。
直流電圧を印加すると、電流は直ちに最大値に達し、その後時間とともに減少した。また、電流の減少がほぼ止まった後も、ある一定の値でわずかに電流が流れ続けた。
電流が一定になったところで電圧の印加を止めた。
流れる電流を負の値として記録した後、0に達した。イオンの分極挙動を考慮すると、膜はイオン伝導体として作用することが示唆されている。
また、膜に直流電圧を印加した初期の急激な電流減少後も低電流が流れ続けており、それが電子伝導によるものであることを示唆する。
低温のアモルファス系では、その(電荷)輸送はホッピング伝導によって支配されることが多い。
このようなシステムにおける電気伝導は、一般に、空間的に局在化した状態間の電荷キャリアのインコヒーレントな遷移を通じて達成される。
図11bは、DCが印加されたときの、UV−A、青色および赤色のLED光による照射下のMo膜のI−t曲線を示す。
[Electrical properties of Mo 6 cluster membrane under light irradiation characterized by DC measurement]
The It curve when 2 V DC is applied to the cluster film is shown in FIG. 11a.
When a DC voltage was applied, the current reached its maximum immediately and then decreased over time. Moreover, even after the decrease in the current almost stopped, the current continued to flow slightly at a certain value.
When the current became constant, the application of voltage was stopped.
After recording the flowing current as a negative value, it reached zero. Considering the polarization behavior of ions, it is suggested that the membrane acts as an ionic conductor.
In addition, the low current continues to flow even after the initial rapid current decrease when a DC voltage is applied to the film, suggesting that it is due to electron conduction.
In cold amorphous systems, their (charge) transport is often dominated by hopping conduction.
Electrical conduction in such systems is generally achieved through incoherent transitions of charge carriers between spatially localized states.
FIG. 11b shows the It curve of the Mo 6 film under irradiation with UV-A, blue and red LED light when DC is applied.

いずれの場合も、直流電圧印加開始から270秒経過した後、30秒間だけ光照射を行った。
UV−Aおよび青色光の場合には、一時的な電流の増加が観察されたが、赤色光の場合には観察されなかった。
この挙動を明確にするために、図11cに示すように、UV−Aの照度を変えて、上記の光照射による現象の調査を行った。
図11cの挿入図に示すように、950lxの強い光を照射した場合、360lxの弱い光を照射した場合と比較して、電流値が明らかに約2.6倍増加した。
In each case, after 270 seconds had passed from the start of applying the DC voltage, light irradiation was performed only for 30 seconds.
In the case of UV-A and blue light, a temporary increase in current was observed, but not in the case of red light.
In order to clarify this behavior, as shown in FIG. 11c, the phenomenon caused by the above light irradiation was investigated by changing the illuminance of UV-A.
As shown in the inset of FIG. 11c, the current value was clearly increased by about 2.6 times when irradiating with strong light of 950 lpx as compared with the case of irradiating with weak light of 360 lpx.

[交流インピーダンス測定により特徴付けられる光照射下のMoクラスター膜の電気的性質]
クラスター膜のインピーダンス測定は、それぞれ280lx、100klxおよび35klxの照度で、UV−A、青色および赤色光照射下で行われた。これらの照度の光量子束密度は、この条件下では大凡同じである。
図11dは、UV−A LED光照射に対するインピーダンスプロットを示す。
インピーダンスの半円弧は、照射前よりもわずかに大きく記録され、これは導電率の減少を表す。
図11eは、UV−A、青色および赤色のLED光を照射したときのインピーダンスの増加率を示す。
UV−Aおよび青色光による照射中にインピーダンスの増加がはっきりと観察されたが、予想したとおり、赤色光では有意な変化は観察されなかった。
[Electrical properties of Mo 6 cluster membrane under light irradiation characterized by AC impedance measurement]
Impedance measurements of the cluster membrane were performed under UV-A, blue and red light irradiation at 280 xl, 100 klx and 35 klx illuminances, respectively. The photon flux densities of these illuminances are approximately the same under these conditions.
FIG. 11d shows an impedance plot for UV-A LED light irradiation.
The impedance semi-arc is recorded slightly larger than before irradiation, which represents a decrease in conductivity.
FIG. 11e shows the rate of increase in impedance when irradiated with UV-A, blue and red LED light.
An increase in impedance was clearly observed during irradiation with UV-A and blue light, but as expected, no significant change was observed with red light.

上記結果から得られた知見を以下に「考察」として纏める。 The findings obtained from the above results are summarized below as "discussion".

[考察]
これらの結果から提案された膜中のMoクラスターの構造の概略図を図12aに示す。
CsMoBr14粉末をメチルエチルケトン(MEK))中に分散させることにより、それはCsおよび[MoBr142−イオンに解離し、最大で2個のBrアピカル配位子が同時にOHで置き換えられる。
置換されたBrアピカル配位子の部位はランダムであろう。MEK溶媒中に存在する水分子は、電場の印加中に電極表面上で電気分解によってHを生成し、次いでHO分子と結合してHを形成する。したがって、Hイオンは、基板上に堆積した負に帯電したMoクラスター単位を中和するための対カチオンとして作用する。
結果として、新しいアモルファスネットワークは、修飾Moクラスターの無秩序配置によって形成されることになるだろう。
さらに、H対カチオンは水素結合によってBr部位の置換OH基と配位結合し、そして多くの水分子はその周囲の水素結合によって同様に結合されることになるであろう。事実、従前の実験およびシミュレーション結果は、隣接するクラスター単位間にHO−H−OH架橋が存在することをはっきりと実証しており、これは、「vehicle拡散モデル」を支持するように思われる。
[Discussion]
A schematic diagram of the structure of the Mo 6 cluster in the membrane proposed from these results is shown in FIG. 12a.
By dispersing the Cs 2 Mo 6 Br 14 powder in methyl ethyl ketone (MEK)), it dissociates into Cs + and [Mo 6 Br 14 ] 2- ions, with up to two Br apical ligands simultaneously OH. Replaced by.
The site of the substituted Br apical ligand will be random. Water molecules present in the MEK solvent electrolyze on the surface of the electrode during application of an electric field to generate H + and then combine with H 2 O molecules to form H 3 O +. Thus, H 3 O + ions act as counter cation to neutralize the negatively charged Mo 6 cluster units deposited on the substrate.
As a result, new amorphous networks will be formed by the chaotic arrangement of modified Mo 6 clusters.
Further, H 3 O + counter cation to coordinate with substituents OH group of Br a site by hydrogen bonds, and many water molecules will become to be coupled in the same manner by hydrogen bonds surrounding it. In fact, previous experimental and simulation results clearly demonstrate the existence of HO-H * -OH crosslinks between adjacent cluster units, which seems to support the "vehicle diffusion model". ..

温度と湿度に依存する導電率に基づいて、伝導メカニズムは水分子の含有量と移動度に関係していることが明らかになった。
約50〜70kJ/molであるMoクラスター膜のE値によれば、クラスター膜の伝導機構は、Hが移動する「vehicle機構」であることが提案される。提案される伝導機構の概略図を図12bに示す。
高湿度条件下では、より多くの水分子が膜に含まれる。それらは、MoクラスターのOHアピカル配位子に配位したヒドロニウムイオンを囲み、水素結合を弱め、そしてヒドロニウムイオンがネットワーク中を容易に移動することを可能にする。結果として、活性化エネルギーは、より高い湿度で減少する。
温度の観点から、Hイオンの移動度の増加に対応する温度の上昇と共に導電率が増加することは明らかである。
DC測定の結果、光照射による電流の大幅な増加が確認された。
クラスター膜のフォトルミネセンス励起(PLE)の測定から、Moクラスターは370〜470nmの波長範囲の光によって励起され、赤色発光をもたらすことが開示されている。
これらのことから、クラスター膜の電気的特性は、UV−Aおよび青色光の照射によって変化し得ることが確認される。
光照射により励起されたMoクラスターは1個の電子を放出し、その結果、23個の電子を有するMoクラスターが強力な酸化剤となる。励起された電子はおそらく自由電子になり、電界をかけることによって膜を通って流れる。
交流インピーダンス測定の結果、UV−Aおよび青色照射によるインピーダンスの増加は、それぞれ6%および7%であった。
これらの再現性の高い現象は、UV−A照射について図11dに観察されるように可逆的である。
光照射によって低下した伝導特性は、1時間の平衡化後に初期状態に回復する。
Moクラスターが光触媒特性を示すことを考慮すると、膜中に含まれる水分子および/またはヒドロニウムイオンは光反応によって分解され、その結果、イオン伝導性が低下することになるであろう。
この機構は、隣接するクラスターのアピカル位のヒドロキシル基の間に位置するイオンの統計的分布に起因して可能であると推認される。
さらに、キャリアの還元が起こると、クラスター単位の負電荷が減少し、MoBr12(HO)が局所的に形成され得る。
Based on temperature- and humidity-dependent conductivity, it was revealed that the conduction mechanism is related to the content and mobility of water molecules.
According to E a value of Mo 6 clusters film is about 50~70kJ / mol, powertrain cluster film, it is proposed that H 3 O + is a "vehicle mechanism" that moves. A schematic diagram of the proposed conduction mechanism is shown in FIG. 12b.
Under high humidity conditions, the membrane contains more water molecules. They surround the hydronium ions coordinated to the OH apical ligands of the Mo 6 cluster, weaken hydrogen bonds, and allow the hydronium ions to move easily through the network. As a result, the activation energy decreases at higher humidity.
From a temperature point of view, it is clear that the conductivity increases with increasing temperature corresponding to the increase in mobility of H 3 O + ions.
As a result of DC measurement, a significant increase in current due to light irradiation was confirmed.
From the measurement of photoluminescence excitation (PLE) of the cluster membrane, it is disclosed that the Mo 6 cluster is excited by light in the wavelength range of 370 to 470 nm, resulting in red emission.
From these facts, it is confirmed that the electrical characteristics of the cluster film can be changed by irradiation with UV-A and blue light.
The Mo 6 cluster excited by light irradiation emits one electron, and as a result, the Mo 6 cluster having 23 electrons becomes a strong oxidant. Excited electrons probably become free electrons and flow through the membrane by applying an electric field.
As a result of AC impedance measurement, the increase in impedance due to UV-A and blue irradiation was 6% and 7%, respectively.
These highly reproducible phenomena are reversible as observed in FIG. 11d for UV-A irradiation.
The conduction characteristics deteriorated by light irradiation are restored to the initial state after equilibration for 1 hour.
Given that the Mo 6 clusters exhibit photocatalytic properties, the water molecules and / or hydronium ions contained in the membrane will be degraded by the photoreaction, resulting in reduced ionic conductivity.
This mechanism is presumed to be possible due to the statistical distribution of ions located between the hydroxyl groups at the apical position of adjacent clusters.
Furthermore, when carrier reduction occurs, the negative charge per cluster is reduced and Mo 6 Br 12 (H 2 O) 2 can be locally formed.

これらの実験に基づいて、湿度、照射光強度および照射波長のMoクラスター膜の電気的特性への依存性が初めて実証された。
大きな赤色発光効率を伴う大きなストークスシフトおよび長寿命などのMoクラスターの最も有利な特徴を考慮に入れると、EPD膜は、湿度およびUV光センシング用の有望な多機能装置である。
Based on these experiments, the dependence of humidity, irradiation light intensity and irradiation wavelength on the electrical properties of the Mo 6 cluster film was demonstrated for the first time.
Taking into account the most advantageous features of Mo 6 clusters, such as large Stokes shift with high red emission efficiency and long life, EPD films are promising multifunctional devices for humidity and UV light sensing.

本発明は、センシング、小型化、および軽量化装置(例えば、ポータブル型のマルチセンサ)における用途に産業上の利用可能性がある。 The present invention has industrial applicability for applications in sensing, miniaturization, and weight reduction devices (eg, portable multi-sensors).

Claims (9)

対向する一対の電極と、
前記電極の間に配置された感応膜と、
を有する素子であって、
前記感応膜は、
八面体構造の錯体であって、6個のモリブデン原子と前記錯体の八面体構造を安定化する14個の配位子からなる錯体、ならびに
対イオンとして、少なくとも1個のヒドロニウムイオン、
を有するモリブデンクラスターを含有する、
素子。
A pair of opposing electrodes and
A sensitive film placed between the electrodes and
It is an element having
The sensitive film is
A complex having an octahedral structure consisting of 6 molybdenum atoms and 14 ligands that stabilize the octahedral structure of the complex, and at least one hydronium ion as a counterion.
Contains molybdenum clusters,
element.
前記配位子が、ハロゲン原子からなるか、又はハロゲン原子と少なくとも1個のヒドロキシ基の両方を含む、請求項1に記載の素子。 The device according to claim 1, wherein the ligand consists of a halogen atom or contains both a halogen atom and at least one hydroxy group. 前記対イオンが本質的に1個以上のヒドロニウムイオンからなる、請求項1又は2に記載の素子。 The device according to claim 1 or 2, wherein the counterion is essentially composed of one or more hydronium ions. 温度、湿度、及び光のいずれの入力に対しても電気的応答を示す、請求項1から3のいずれかに記載の素子。 The device according to any one of claims 1 to 3, which exhibits an electrical response to any input of temperature, humidity, and light. 請求項1から4のいずれかに記載の素子と、
電源と、
前記素子からの電気的応答を検出するための検出部と、
を有するセンサ。
The element according to any one of claims 1 to 4,
Power supply and
A detector for detecting the electrical response from the element,
Sensor with.
前記電源が、直流電源、交流電源、及び直流と交流とに切り替え可能な電源から選択されるいずれか一つである、請求項5に記載のセンサ。 The sensor according to claim 5, wherein the power source is any one selected from a DC power source, an AC power source, and a power source switchable between DC and AC. 請求項5又は6に記載のセンサを含む、センシング装置。 A sensing device comprising the sensor according to claim 5 or 6. 請求項1から4のいずれかに記載の素子を用いて、温度、湿度、及び光の少なくとも一種を測定する方法。 A method for measuring at least one of temperature, humidity, and light using the element according to any one of claims 1 to 4. 請求項1から4のいずれかに記載の素子を用いて、温度、湿度、及び光の3種を測定する方法。 A method for measuring three types of temperature, humidity, and light using the element according to any one of claims 1 to 4.
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