JP4320316B2 - 化学物質検出用センサ - Google Patents
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28 JANUARY 2000 VOL287 SCIENCE 「Nanotube Molecular Wires as Chemical Sensors」 22 JANUARY 1999 VOL283 SCIENCE「Self-Oriented Regular Arrays of Carbon Nanotubes and Their Field Emission Properties」
1.化学物質検出用センサの構造
まず、図1(a),(b)を用いて本発明の第1実施形態の化学物質検出用センサの構造について説明する。図1(a)は、本実施形態の化学物質検出用センサの構造を示す斜視図であり、図1(b)は、図1(a)のXY平面の断面図である。
次に、図2(a),(b)を用いて、本実施形態の化学物質検出用センサの製造方法について説明する。図2(a),(b)は、本実施例の化学物質検出用センサの製造工程を示す断面図である。
図5を用いて本発明の第2実施形態の化学物質検出用センサの構造について説明する。図5は、本実施形態の化学物質検出用センサの構造を示す斜視図である。
第1電極基板1は、ガラスやセラミックスからなる絶縁基板に、銅などから金属膜19を蒸着等により形成したものである。また、金属膜19は、互いに電気的に分離された複数領域からなる。第1触媒層6及びCNT層5は、金属膜19上に形成する。従って、第1触媒層6及びCNT層5も互いに電気的に分離された複数領域からなる。金属膜19の各領域には、それぞれ配線21が接続されている。各配線21に電気抵抗測定回路13が接続される。また、複数のCNP7は、それぞれ別々の領域に接触している。このような構成にすることにより、CNP7ごとに、センサ出力を得ることができる。従って、本実施形態によれば、化学物質の空間的な分布を知ることができる。
3−1.化学物質検出用センサの構造
図6(a),(b)を用いて本発明の第3実施形態の化学物質検出用センサの構造について説明する。図6(a)は、本実施形態の化学物質検出用センサの構造を示す斜視図であり、図6(b)は、図6(a)のXY平面の断面図である。
次に、図7(a),(b)を用いて、本実施形態の化学物質検出用センサの製造方法について説明する。図7(a),(b)は、本実施例の化学物質検出用センサの製造工程を示す断面図である。
多孔質層23は、例えば第2電極基板3上に蒸着等によりアルミニウム層を形成し、この層を陽極酸化することにより形成することができる。また、第2電極基板3としてシリコン基板を用い、シリコン基板の表面を陽極酸化することによって形成してもよい。
Claims (12)
- 所定間隔を開けて配置された第1及び第2電極基板と、第1電極基板上に形成されたカーボンナノチューブ層と、第2電極基板上に形成され、第1電極基板に向かって延び、かつカーボンナノチューブ層と電気的に接触するカーボンナノピラーとを備える化学物質検出用センサ。
- カーボンナノチューブ層は、第1電極基板の第2電極基板に対面する面の全面に形成される請求項1に記載のセンサ。
- カーボンナノピラーは、第2電極基板上に複数本形成され、カーボンナノチューブ層は、互いに電気的に分離された複数領域からなり、複数のカーボンナノピラーは、それぞれ別々の領域に接触する請求項1に記載のセンサ。
- 第1及び第2電極基板を保持する絶縁基板をさらに備え、
絶縁基板は、カーボンナノピラーの近傍に通気孔を有する請求項1に記載のセンサ。 - 第1及び第2電極基板に接続された電気抵抗測定回路をさらに備える請求項1に記載のセンサ。
- 第1電極基板上に第1触媒層を形成し、
第2電極基板上に非貫通孔を形成し、非貫通孔の内面に第2触媒層を形成し、
第1及び第2電極基板を所定間隔を開けて配置し、
この状態でCVD法により、第1触媒層からカーボンナノチューブ層を成長させ、かつ第2触媒層からカーボンナノピラーを成長させて、カーボンナノピラーをカーボンナノチューブ層に接触させる工程を備える化学物質検出用センサの製造方法。 - 第1電極基板上に第1触媒層を形成し、
第2電極基板上に多孔質層を形成し、多孔質層上の所定領域に第2触媒層を形成し、
第1及び第2電極基板を所定間隔を開けて配置し、
この状態でCVD法により、第1触媒層からカーボンナノチューブ層を成長させ、かつ第2触媒層からカーボンナノピラーを成長させて、カーボンナノピラーをカーボンナノチューブ層に接触させる工程を備える化学物質検出用センサの製造方法。 - 第1及び第2触媒層の形成は、分散媒中に触媒微粒子を分散させた分散液を噴霧し、その後、分散媒を蒸発させることによって行なう請求項6又は7に記載の方法。
- 第1触媒層形成用の前記分散液の濃度は、第2触媒層形成用の前記分散液の濃度よりも高い請求項8に記載の方法。
- 触媒微粒子は、Ni,Fe,Pt又はCoからなる請求項8に記載の方法。
- 請求項1乃至5のいずれかに記載の化学物質検出用センサの使用方法であって、
所定時間ごとカーボンナノピラーを加熱することによってカーボンナノピラーに付着した化学物質を脱離させる工程を備える化学物質検出用センサの使用方法。 - カーボンナノピラーの加熱は、第1及び第2電極基板間に電流を流すことによって行なう請求項11に記載の方法。
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