JP6257106B2 - 金属酸化物半導体ガスセンサ - Google Patents
金属酸化物半導体ガスセンサ Download PDFInfo
- Publication number
- JP6257106B2 JP6257106B2 JP2016037142A JP2016037142A JP6257106B2 JP 6257106 B2 JP6257106 B2 JP 6257106B2 JP 2016037142 A JP2016037142 A JP 2016037142A JP 2016037142 A JP2016037142 A JP 2016037142A JP 6257106 B2 JP6257106 B2 JP 6257106B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- particles
- metal oxide
- crystal
- contact
- oxide semiconductor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
Description
・ 金属酸化物半導体粒子の表面へのガスの吸着(Receptor Function)、及び
・ ガスの吸着による金属酸化物半導体の抵抗値の変化(Transducer Function)
の面から検討してきた(非特許文献1)。しかしながらそこで検討したガスセンサのモデルでは、金属酸化物半導体は均一なサイズの結晶粒子からなるものとしていた。発明者は、金属酸化物半導体の結晶粒子のサイズが一定ではない場合、Transducer Functionにどのような影響が生じるかを検討し、この発明に到った。なお特許文献1は、逆ミセルを利用したSnO2微粒子の製造方法を開示している。また特許文献2は、有機溶媒中で有機金属化合物を熱分解することにより、凝集性が低い金属酸化物半導体粒子を調製することを開示している。以下特に支障がない限り金属酸化物半導体を単に酸化物、結晶粒子を単に結晶と表記する。
exp (q δp /kT) に反比例して小さくなる。その結果、粒子(A)から粒子(B)への移動度の逆数は exp(pA) に比例するのに対して粒子(B)から粒子(A)への移動度の逆数は
exp(pA)exp (q δp/kT) に比例する。つまり後者では接触電位δpの分だけ抵抗が高いことになる。従って、BA方向の電子の流れでは、接触界面の抵抗に対し、表面電子濃度と移動度の両者が影響を与えることになる。
(1)接触電位δpがなるべく大きくなるように2種の結晶粒子(A)およびBを選択すること、および
(2)B→Aの導電パスがセンサ電気抵抗に効果的に寄与する充填構造(複合構造)を構築するの2つにより、接触電位δpにより増感された高感度金属酸化物半導体ガスセンサが得られる。
図7の充填構造では、SnO2等のn型金属酸化物半導体の大きな結晶(B)の周囲に、例えば同じ金属酸化物半導体の小さな結晶(A)が固着した複合粒子が基板上に堆積されている。電極ELは例えば一対有り、その間に粒子(A),(B)の接触界面を通じた導電パスが多数形成されている。大きな結晶(B)の周囲に小さな結晶(A)が分散しており、界面AB間を経由して電子が移動する。
図8の充填構造では、絶縁体粒子(シリカボールなど)の表面に高導電性の金属酸化物半導体結晶粒子あるいは金属粒子(B)が緻密に堆積し、その上に高抵抗のn型金属酸化物半導体結晶粒子が担持されて複合粒子を構成している。そしてこの複合粒子を充填した構造に、一対の電極が接続されている。絶縁体粒子上への粒子(B)の堆積は、金属酸化物半導体結晶(B)の分散系(逆ミセル系、コロイド系など)に絶縁体粒子を浸漬することによって、あるいは金属有機化合物溶液中に絶縁体粒子を浸漬したのち光分解処理などを施すことによって、実現できる。これを洗浄、乾燥、仮焼して絶縁体粒子への粒子(B)の固着を確かなものにしたのち、粒子(A)の分散系に浸漬してこれを担持する。この複合粒子系を用いて成膜すれば、所望の充填構造が得られる。この充填構造では、複合粒子系内では、粒子(B)の層が導電を担い、複合粒子間では界面BA(および界面AB)が導電を担う。したがって、界面BAの接触電位δpによる増感が極めて有効に発現する。
A サイズが小さな結晶(高抵抗)
B サイズが大きな結晶(低抵抗)
EF フェルミ準位
P1,P2 フェルミ準位のシフト幅(kT単位)
k ボルツマン定数
T 絶対温度
dEC 接触バリアδEC(バンドエッジのずれ)
[e]sA 結晶(A)の表面電子濃度
Ec 電子伝導帯下端のポテンシャルエネルギー
δp 接触電位
q 電子の素電荷の絶対値
Claims (1)
- 電圧を加える方向に沿って、n型金属酸化物半導体粒子の層と金属粒子の層が交互に積層され、金属とn型金属酸化物半導体の結晶粒子とが互いに接触することにより、金属とn型金属酸化物半導体の結晶粒子との接触部に接触電位が発生しており、かつn型金属酸化物半導体の結晶粒子の表面電子濃度の変化と前記接触電位とが、周囲のガスにより変化する金属酸化物半導体ガスセンサ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016037142A JP6257106B2 (ja) | 2016-02-29 | 2016-02-29 | 金属酸化物半導体ガスセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016037142A JP6257106B2 (ja) | 2016-02-29 | 2016-02-29 | 金属酸化物半導体ガスセンサ |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011248423A Division JP5897306B2 (ja) | 2011-11-14 | 2011-11-14 | 金属酸化物半導体ガスセンサ及びその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016105112A JP2016105112A (ja) | 2016-06-09 |
JP6257106B2 true JP6257106B2 (ja) | 2018-01-10 |
Family
ID=56102725
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016037142A Active JP6257106B2 (ja) | 2016-02-29 | 2016-02-29 | 金属酸化物半導体ガスセンサ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6257106B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020196762A1 (ja) * | 2019-03-28 | 2020-10-01 | パナソニック株式会社 | ガス吸着体、ガス吸着装置及びガスセンサ |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06109679A (ja) * | 1992-09-24 | 1994-04-22 | Kyocera Corp | ガスセンサ素子およびその製法 |
GB9408542D0 (en) * | 1994-04-29 | 1994-06-22 | Capteur Sensors & Analysers | Gas sensing resistors |
JP4794398B2 (ja) * | 2006-09-08 | 2011-10-19 | フィガロ技研株式会社 | SnO2ガスセンサの製造方法 |
JP2011075421A (ja) * | 2009-09-30 | 2011-04-14 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | ガス感知体及びガスセンサ |
-
2016
- 2016-02-29 JP JP2016037142A patent/JP6257106B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2016105112A (ja) | 2016-06-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Deng et al. | Sensing mechanism and evaluation criteria of semiconducting metal oxides gas sensors | |
CN109580725B (zh) | 基于天线结构的二维过渡金属硫化物气体传感器及制备 | |
Choi et al. | Remarkable improvement of gas-sensing abilities in p-type oxide nanowires by local modification of the hole-accumulation layer | |
Choi et al. | Dual functional sensing mechanism in SnO2–ZnO core–shell nanowires | |
Tricoli et al. | Dispersed nanoelectrode devices | |
KR20140113437A (ko) | 센서 및 센싱 방법 | |
CN105891271A (zh) | 一种基于石墨烯/二氧化锡/氧化锌复合材料的电阻型气体传感器、制备方法及其应用 | |
Zhang et al. | Highly sensitive room temperature carbon monoxide detection using SnO2 nanoparticle-decorated semiconducting single-walled carbon nanotubes | |
Zahmouli et al. | High performance acetone sensor based on γ-Fe2O3/Al–ZnO nanocomposites | |
Dastgeer et al. | Low‐Power Negative‐Differential‐Resistance Device for Sensing the Selective Protein via Supporter Molecule Engineering | |
Chou et al. | Effect of microstructure of ZnO nanorod film on humidity sensing | |
Behzad et al. | Effect of Zn content on the structural, optical, electrical and supercapacitive properties of sol–gel derived ZnCo 2 O 4 nanostructured thin films | |
Xu et al. | Sensitive gas-sensing by creating adsorption active sites: coating an SnO2 layer on triangle arrays | |
JP6257106B2 (ja) | 金属酸化物半導体ガスセンサ | |
JP2017092210A (ja) | 光センサ | |
Wang et al. | Graphene resistive random memory—the promising memory device in next generation | |
Sharma et al. | Optically triggered multilevel resistive switching characteristics of Cu/MoS2/AlN/ITO bilayer memory structure | |
Zhang et al. | Reduced fermi level pinning at physisorptive sites of Moire-MoS2/metal schottky barriers | |
Kang et al. | High-performance electrically transduced hazardous gas sensors based on low-dimensional nanomaterials | |
Wang et al. | Density functional theory study of Pd, Pt, and Au modified GeSe for adsorption and sensing of dissolved gases in transformer oil | |
Li et al. | Forming‐Free, Nonvolatile, and Flexible Resistive Random‐Access Memory Using Bismuth Iodide/van der Waals Materials Heterostructures | |
JP5897306B2 (ja) | 金属酸化物半導体ガスセンサ及びその製造方法 | |
JPS62222153A (ja) | 金属と誘電体とを含むガス感応性複合体とその製造方法 | |
Xia et al. | Power‐Efficient and Highly Uniform BiFeO3‐Based Memristors Optimized with TiInSnO Electrode Interfacial Effect | |
JP2008091930A (ja) | 有機メモリー素子及びその形成方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20161130 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20161226 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170216 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170629 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170718 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20171204 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20171204 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6257106 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |