JP2021529968A - ケミレジスタセンサ用のセンシングエレメントおよびその作製方法 - Google Patents
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Abstract
Description
Claims (19)
- ケミレジスタセンサ用のセンシングエレメントであって、
各々が第1のタイプのケミレジスタ粒子を含む、1つまたは複数の第1のタイプの3D要素と、
各々が第2のタイプのケミレジスタ粒子を含む、1つまたは複数の第2のタイプの3D要素と、を含み、
1つまたは複数の第1のタイプの3D要素のうちの少なくとも1つ、および1つまたは複数の第2のタイプの3D要素のうちの少なくとも1つは、1つまたは複数の接合面を有し、
第1のタイプのケミレジスタ粒子と、第2のタイプのケミレジスタ粒子とは、ナノ粒子コアのタイプ、および各ナノ粒子コアに結合された有機リガンドのタイプ、の少なくとも1つによって異なる、センシングエレメント。 - 1つまたは複数の第1のタイプの3D要素、および1つまたは複数の第2のタイプの3D要素は、多層3D構造を形成する、請求項1に記載のセンシングエレメント。
- 多層3D構造は、各々が第1または第2のタイプのケミレジスタ粒子のいずれかを含む交互の層を含む、請求項2に記載のセンシングエレメント。
- 多層3D構造の少なくとも1つの層は、各々が第1のタイプのケミレジスタ粒子または第2のタイプのケミレジスタ粒子のいずれかを含む交互の立方体形状の3D要素から作製されたチェス盤のような構造を含む、請求項1に記載のセンシングエレメント。
- 第1のタイプの3D要素の第1のナノ粒子コアと、第2のタイプの3D要素の第2のナノ粒子コアとは、導電性材料のタイプ、コア粒子のサイズおよびコア粒子の形状、の少なくとも1つによって異なる、請求項1〜4のいずれか1項に記載のセンシングエレメント。
- 第1のタイプのケミレジスタ粒子は第1のタイプの有機リガンドを含み、第2のタイプのケミレジスタ粒子は第2のタイプの有機リガンドを含む、請求項1〜5のいずれか1項に記載のセンシングエレメント。
- 第1のタイプの有機リガンドと、第2のタイプの有機リガンドとは、各タイプの有機リガンドに含まれる官能基のタイプによって異なる、請求項6に記載のセンシングエレメント。
- 第3のタイプのケミレジスタ粒子を含む1つまたは複数の第3のタイプの3D要素をさらに含み、
1つまたは複数の第3のタイプの3D要素は、1つまたは複数の第1のタイプの3D要素、および1つまたは複数の第2のタイプの3D要素のうちの少なくとも1つとの1つまたは複数の接合面を有し、
第3のタイプのケミレジスタ粒子と、第1および第2のタイプのケミレジスタ粒子とは、ナノ粒子コア、および各ナノ粒子コアに結合した有機リガンド、のうちの少なくとも1つによって異なる、請求項1〜7のいずれか1項に記載のセンシングエレメント。 - 第1のタイプのケミレジスタ粒子は、少なくとも1つの第1の主要なタイプの揮発性化合物(VC)と相互作用するように選択され、第2のタイプのケミレジスタ粒子は、少なくとも1つの第2の主要なタイプのVCと相互作用するように選択される、請求項1〜8のいずれか1項に記載のセンシングエレメント。
- 第1のタイプの3D要素と、第2のタイプの3D要素とは、各タイプの3D要素に含まれるケミレジスタ粒子間の気孔率によって異なる、請求項1〜9のいずれか1項に記載のセンシングエレメント。
- ケミレジスタセンサであって、
2つの電極と、
センシングエレメントであって、
各々が第1のタイプのケミレジスタ粒子を含む、1つまたは複数の第1のタイプの3D要素と、
各々が第2のタイプのケミレジスタ粒子を含む、1つまたは複数の第2のタイプの3D要素と、を含み、
1つまたは複数の第1のタイプの3D要素のうちの少なくとも1つ、および1つまたは複数の第2のタイプの3D要素のうちの少なくとも1つは、1つまたは複数の接合面を有し、
第1のタイプのケミレジスタ粒子と、第2のタイプのケミレジスタ粒子とは、ナノ粒子コアのタイプ、および各ナノ粒子コアに結合された有機リガンドのタイプ、の少なくとも1つによって異なる、
センシングエレメントと、
を含む、ケミレジスタセンサ。 - 第1の電極は、1つまたは複数の第1のタイプの3D要素のうちの少なくとも1つ、および1つまたは複数の第2のタイプの3D要素のうちの少なくとも1つ、の両方との少なくとも1つの第1の接合面を有し、
第2の電極は、1つまたは複数の第1のタイプの3D要素のうちの少なくとも1つ、および1つまたは複数の第2のタイプの3D要素のうちの少なくとも1つ、の両方との少なくとも1つの第2の接合面を有する、請求項11に記載のケミレジスタセンサ。 - 第1の電極は、1つまたは複数の第1のタイプの3D要素のうちの少なくとも1つとの接合面であるが、1つまたは複数の第2のタイプの3D要素のうちのいずれか1つとは接合しない、少なくとも1つの第1の接合面を有し、
第2の電極は、1つまたは複数の第1のタイプの3D要素のうちの少なくとも1つとの接合面であるが、1つまたは複数の第2のタイプの3D要素のうちのいずれか1つとは接合しない、少なくとも1つの第2の接合面を有する、請求項11に記載のケミレジスタセンサ。 - ケミレジスタセンサ用のセンシングエレメントを作製する方法であって、
1つまたは複数の接合面を有する、1つまたは複数の第1のタイプの3D要素および1つまたは複数の第2のタイプの3D要素を含む、3Dモデルを受け取ることと、
1つまたは複数の第1のタイプの3D要素を形成するための第1のインク、および1つまたは複数の第2のタイプの3D要素を形成するための第2のインクを使用して、基板上に、受け取った3Dモデルによる3D構造を層ごとに堆積することと、を含み、
第1のインクは、第1の溶媒および複数の第1のタイプのケミレジスタ粒子を含み、第2のインクは、第2の溶媒および複数の第2のタイプのケミレジスタ粒子を含み、
第1のタイプのケミレジスタ粒子と、第2のタイプのケミレジスタ粒子とは、ナノ粒子コア、および各ナノ粒子コアに結合した有機リガンドのうちの少なくとも1つによって異なる、方法。 - 堆積することは、コンピュータ化されたプリンタによるものである、請求項14に記載の方法。
- 3Dモデルを受け取ることは、
少なくとも2つの定義された揮発性化合物(VC)を区別する要求を受け取ることと、
受け取った要求により第1のタイプの3D要素および第2のタイプの3D要素を決定することと、
を含む、請求項14または15に記載の方法。 - 決定することは、第1の定義された主要なタイプのVCと相互作用するように構成される第1のタイプのケミレジスタ粒子、および第2の定義された主要なタイプのVCと相互作用するように構成される第2のタイプのケミレジスタ粒子を選択することを含む、請求項16に記載の方法。
- 1つまたは複数の第1のタイプの3D要素のうちの少なくとも1つ、および1つまたは複数の第2のタイプの3D要素のうちの少なくとも1つ、の両方との少なくとも1つの第1の接合面を有する第1の電極を追加することと、
1つまたは複数の第1のタイプの3D要素のうちの少なくとも1つ、および1つまたは複数の第2のタイプの3D要素のうちの少なくとも1つ、の両方との少なくとも1つの第2の接合面を有する第2の電極を追加することと、
をさらに含む、請求項16に記載の方法。 - 1つまたは複数の第1のタイプの3D要素のうちの少なくとも1つとの接合面であるが、1つまたは複数の第2のタイプの3D要素のうちのいずれか1つとは接合しない、少なくとも1つの第1の接合面を有する第1の電極を追加することと、
1つまたは複数の第1のタイプの3D要素のうちの少なくとも1つとの接合面であるが、1つまたは複数の第2のタイプの3D要のうちのいずれか1つとは接合しない、少なくとも1つの第2の接合面を有する第2の電極を追加することと、
をさらに含む、請求項16に記載の方法。
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