JPH03110458A - 酸素感応性層状物質及びその製造方法 - Google Patents
酸素感応性層状物質及びその製造方法Info
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- JPH03110458A JPH03110458A JP24831789A JP24831789A JPH03110458A JP H03110458 A JPH03110458 A JP H03110458A JP 24831789 A JP24831789 A JP 24831789A JP 24831789 A JP24831789 A JP 24831789A JP H03110458 A JPH03110458 A JP H03110458A
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Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
「産業上の利用分野」
本発明は、層状物質の層間をなすファンデルワールスギ
ャップに種々のガスが入り込むガス・インターカレーシ
ョン現象、このファンデルワールスギャップからガスが
出て行くデインター力レーシぢン現象を利用した低温作
動型の酸素感応性材料に係り、特に、層状物質の構造を
工夫することにより感応素子としてのレスポンスを大幅
に向上させた層状物質及びその製造方法に関する技術で
ある。
ャップに種々のガスが入り込むガス・インターカレーシ
ョン現象、このファンデルワールスギャップからガスが
出て行くデインター力レーシぢン現象を利用した低温作
動型の酸素感応性材料に係り、特に、層状物質の構造を
工夫することにより感応素子としてのレスポンスを大幅
に向上させた層状物質及びその製造方法に関する技術で
ある。
「従来の技術及びその課題」
層状物質のガス・インターカレ−ションを利用した酸素
センサが近年提案されてイル。
センサが近年提案されてイル。
この酸素センサは、Ｐ型半導体である、ＣｕＦｅＴｅ、
等の基本構成物質をブリッジマン法等を用いて単結晶化
し、更に、２．ｔｏｎ／ ｃｍ”程度の圧力で一軸加圧
することにより配向させた層状物質としてのペレットｐ
＋（第１図参照）に、一対の電極を取り付けてなるもの
であって、前記ペレットＰ１のファンデルワールスギャ
ップ内に酸素ガスをインターカレーションさせることに
よる、抵抗率の変化を利用してセンシングするものであ
゛る。
等の基本構成物質をブリッジマン法等を用いて単結晶化
し、更に、２．ｔｏｎ／ ｃｍ”程度の圧力で一軸加圧
することにより配向させた層状物質としてのペレットｐ
＋（第１図参照）に、一対の電極を取り付けてなるもの
であって、前記ペレットＰ１のファンデルワールスギャ
ップ内に酸素ガスをインターカレーションさせることに
よる、抵抗率の変化を利用してセンシングするものであ
゛る。
しかしながら、このようなインターカレーションを利用
した酸素センサは、物理的現象を利用しているものであ
り、かつ第３図に矢印で示すように、このインターカレ
ーションが、ペレットＰ。
した酸素センサは、物理的現象を利用しているものであ
り、かつ第３図に矢印で示すように、このインターカレ
ーションが、ペレットＰ。
の表面（イ）で起こり易（、内部（ロ）になる程、起こ
りにくくなる傾向にあるものであるので、結局、非常に
レスポンスの早い表面（イ）のインターカレーション、
デインターカレーションの部分と、非常にレスポンスの
遅い内部（ロ）のインターカレーション、デインターカ
レーションの部分という２つの部分が存在することにな
る。
りにくくなる傾向にあるものであるので、結局、非常に
レスポンスの早い表面（イ）のインターカレーション、
デインターカレーションの部分と、非常にレスポンスの
遅い内部（ロ）のインターカレーション、デインターカ
レーションの部分という２つの部分が存在することにな
る。
これにより、内部のインターカレーション、デインター
カレーションに係る遅いレスポンスが、全体のレスポン
スを支配するという不具合を発生させていた。
カレーションに係る遅いレスポンスが、全体のレスポン
スを支配するという不具合を発生させていた。
この発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって
、層状物質を構造の面から改善して、インターカレーシ
ョン、デインターカレーションを効率良く行い、レスポ
ンスの向上を図った酸素センサの提供を目的とする。
、層状物質を構造の面から改善して、インターカレーシ
ョン、デインターカレーションを効率良く行い、レスポ
ンスの向上を図った酸素センサの提供を目的とする。
「課題を解決するための手段」
上記の目的を達成するために、
第１の発明では、層状物質をなす基本構成物質に空孔形
成材を混合してプレス成形した後、このプレス成形体を
、該空孔形成材のガス化温度以上の温度で焼成し多孔性
化することにより、酸素感応性層状物質を製造するよう
にしている。
成材を混合してプレス成形した後、このプレス成形体を
、該空孔形成材のガス化温度以上の温度で焼成し多孔性
化することにより、酸素感応性層状物質を製造するよう
にしている。
第２の発明では、基本構成物質により構成された層状物
質を、多孔質体により形成するようにしている。
質を、多孔質体により形成するようにしている。
１作用」
第１の発明によれば、基本構成物質に空孔形成材を混合
してプレス成形し、更に、このプレス成形体を該空孔形
成材のガス化温度以上の温度で焼成することにより、多
孔質な層状物質を形成することができて、かつ、該層状
物質と試料ガスとの接触面積を増大させることができる
。
してプレス成形し、更に、このプレス成形体を該空孔形
成材のガス化温度以上の温度で焼成することにより、多
孔質な層状物質を形成することができて、かつ、該層状
物質と試料ガスとの接触面積を増大させることができる
。
第２の発明によれば、層状物質内に形成された空孔によ
り、該層状物質と試料ガスとの接触面積を増大させるこ
とができる。
り、該層状物質と試料ガスとの接触面積を増大させるこ
とができる。
「実施例」
本発明の一実施例を第１図及び第２図を参照して説明す
る。
る。
まず、Ｐ型半導体であるＣ ｕＦ ｅＴ ｅ＊（層状物
質）（基本構成物質）の単結晶をブリッジマン法で作成
し、これを十分に粉砕して微結晶化した後、空孔形成材
としてポリエチレン粉（５０μｍ）をブレンドして（Ｃ
ｕＦ ｅＴ ｅｘ／ポリエチレン＝ １０／ｌの重量比
）、２ｔｏｎ／ｃＩ１１′の圧力で一軸加圧して配向性
を持たせ、更にこの後、このプレス成形体を、１０００
°Ｃで３時間焼成して、ペレットＰ！（酸素感応性層状
物質）を作成した。
質）（基本構成物質）の単結晶をブリッジマン法で作成
し、これを十分に粉砕して微結晶化した後、空孔形成材
としてポリエチレン粉（５０μｍ）をブレンドして（Ｃ
ｕＦ ｅＴ ｅｘ／ポリエチレン＝ １０／ｌの重量比
）、２ｔｏｎ／ｃＩ１１′の圧力で一軸加圧して配向性
を持たせ、更にこの後、このプレス成形体を、１０００
°Ｃで３時間焼成して、ペレットＰ！（酸素感応性層状
物質）を作成した。
なお、ここで得られたペレットＰ、は、プレス成形体に
均一にブレンドされてなるポリエチレンを酸化分解によ
り燃焼させて、ガス化、揮散させたものであるので多孔
質な構造となり、また、前記プレス成形体を焼成する際
の温度を、ポリエチレンのガス化温度（約８００°Ｃ）
より高い１０００℃に設定することにより、該ポリエチ
レンを完全に燃焼、ガス化、揮散させ、空孔をペレット
Ｐ、内に均一に分散させるようにしている。そして、こ
のような多孔質な構造により、層状物質であるペレット
Ｐ、と試料との接触面積を増大させることができる。
均一にブレンドされてなるポリエチレンを酸化分解によ
り燃焼させて、ガス化、揮散させたものであるので多孔
質な構造となり、また、前記プレス成形体を焼成する際
の温度を、ポリエチレンのガス化温度（約８００°Ｃ）
より高い１０００℃に設定することにより、該ポリエチ
レンを完全に燃焼、ガス化、揮散させ、空孔をペレット
Ｐ、内に均一に分散させるようにしている。そして、こ
のような多孔質な構造により、層状物質であるペレット
Ｐ、と試料との接触面積を増大させることができる。
次に、第１図に示すように、配向方向に対して垂直な方
向に間隔をおき、かっ配向方向と平行となるように、ペ
レットＰ、上に多孔質白金ペーストの電極ＩＡ・ＩＡを
配置することによりセンサ素子Ｍを作成し、更に、この
センサ素子Ｍの各電極ＩＡ−ＩＡに一定の電圧を印加さ
せる配線を施すことにより、ガス・インターカレーショ
ン型の酸素センサを作成した。
向に間隔をおき、かっ配向方向と平行となるように、ペ
レットＰ、上に多孔質白金ペーストの電極ＩＡ・ＩＡを
配置することによりセンサ素子Ｍを作成し、更に、この
センサ素子Ｍの各電極ＩＡ−ＩＡに一定の電圧を印加さ
せる配線を施すことにより、ガス・インターカレーショ
ン型の酸素センサを作成した。
そして、この酸素センサに対して、試料ガスとして酸素
ガスの導入、排気を行ない、前記センサ素子Ｍの電極Ｉ
Ａ・ＩＡ間における電子の流れを抵抗変化として捕え、
この抵抗変化から、インターカレーション、デインター
カレーションに基づくレスポンスを調べその結果を第２
図にまとめた。
ガスの導入、排気を行ない、前記センサ素子Ｍの電極Ｉ
Ａ・ＩＡ間における電子の流れを抵抗変化として捕え、
この抵抗変化から、インターカレーション、デインター
カレーションに基づくレスポンスを調べその結果を第２
図にまとめた。
なお、この第２図では、本発明に係る多孔質なペレット
Ｐ、を用いた酸素センサの時間に対する抵抗率の変化を
「実線」で示し、また、従来からの、多孔質でないペレ
ットＰ１を用いた酸素センサの時間に対する抵抗率の変
化を「点線」で示した。
Ｐ、を用いた酸素センサの時間に対する抵抗率の変化を
「実線」で示し、また、従来からの、多孔質でないペレ
ットＰ１を用いた酸素センサの時間に対する抵抗率の変
化を「点線」で示した。
そして、この第２図に示すグラフを参照して判るように
、酸素ガスを導入してから抵抗率が一定値となるまでの
時間が、従来の酸素センサでは７０分であるのに対して
、本発明に係る酸素センサでは僅か２０分であり、その
レスポンスが３倍以上も向上したことが確認された。
、酸素ガスを導入してから抵抗率が一定値となるまでの
時間が、従来の酸素センサでは７０分であるのに対して
、本発明に係る酸素センサでは僅か２０分であり、その
レスポンスが３倍以上も向上したことが確認された。
なお、本実施例では、空孔形成材として、有機物質であ
るポリエチレンを混入して多孔質なペレットＰ、を作成
したが、これに限定されず、空孔形成材として、例えば
、含水塩、炭酸塩、カーボンブラック、グラファイトな
どの無機物質、ビーズ状ワックス、粒状高分子材料など
の有機物質、アクリル、ポリエステル、ポリイミド、ポ
リプロピレン樹脂などの粒状粉末あるいはそれらの短繊
維化された有機物質を混入して多孔質なペレットＰ、を
作成しても良い。また、前記物質は酸化分解の際に燃焼
を伴わず、熱分解後、昇華または低分子化して揮散する
ものが良い。
るポリエチレンを混入して多孔質なペレットＰ、を作成
したが、これに限定されず、空孔形成材として、例えば
、含水塩、炭酸塩、カーボンブラック、グラファイトな
どの無機物質、ビーズ状ワックス、粒状高分子材料など
の有機物質、アクリル、ポリエステル、ポリイミド、ポ
リプロピレン樹脂などの粒状粉末あるいはそれらの短繊
維化された有機物質を混入して多孔質なペレットＰ、を
作成しても良い。また、前記物質は酸化分解の際に燃焼
を伴わず、熱分解後、昇華または低分子化して揮散する
ものが良い。
「発明の効果」
第１の発明によれば、基本構成物質に空孔形成材を混合
してプレス成形し、更に、このプレス成形体を該空孔形
成材のガス化温度以上の温度で焼成させることにより、
多孔質な層状物質を形成して、該層状物質と試料ガスと
の接触面積を増大させることができ、これによって、酸
素に対するレスポンスが改善されるという効果が得られ
る。
してプレス成形し、更に、このプレス成形体を該空孔形
成材のガス化温度以上の温度で焼成させることにより、
多孔質な層状物質を形成して、該層状物質と試料ガスと
の接触面積を増大させることができ、これによって、酸
素に対するレスポンスが改善されるという効果が得られ
る。
第２の発明によれば、層状物質内に形成された空孔によ
り、該層状物質と試料ガスとの接触面積を増大させるこ
とができ、第１の発明と同様に、酸素に対するレスポン
スが改善されるという効果が得られる。
り、該層状物質と試料ガスとの接触面積を増大させるこ
とができ、第１の発明と同様に、酸素に対するレスポン
スが改善されるという効果が得られる。
第１図及び第２図は本発明の実施例を示す図であって、
第１図は酸素感応性層状物質を示す概略図、第２図は酸
素ガスを導入排気した際に変化する抵抗率を示すグラフ
、第３図は従来の酸素感応性層状物質を示す概略図であ
る。
第１図は酸素感応性層状物質を示す概略図、第２図は酸
素ガスを導入排気した際に変化する抵抗率を示すグラフ
、第３図は従来の酸素感応性層状物質を示す概略図であ
る。
Claims (2)
- （１）層状物質をなす基本構成物質に空孔形成材を混合
してプレス成形した後、このプレス成形体を、該空孔形
成材のガス化温度以上の温度で焼成し多孔性化したこと
を特徴とする酸素感応性層状物質の製造方法。 - （２）基本構成物質により構成された層状物質を、多孔
質体により形成したことを特徴とする酸素感応性層状物
質。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24831789A JPH03110458A (ja) | 1989-09-25 | 1989-09-25 | 酸素感応性層状物質及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24831789A JPH03110458A (ja) | 1989-09-25 | 1989-09-25 | 酸素感応性層状物質及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03110458A true JPH03110458A (ja) | 1991-05-10 |
Family
ID=17176283
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24831789A Pending JPH03110458A (ja) | 1989-09-25 | 1989-09-25 | 酸素感応性層状物質及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03110458A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013545102A (ja) * | 2010-11-15 | 2013-12-19 | アメリカ合衆国 | 垂直ナノワイヤアレイ上の穿孔コンタクト電極 |
-
1989
- 1989-09-25 JP JP24831789A patent/JPH03110458A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013545102A (ja) * | 2010-11-15 | 2013-12-19 | アメリカ合衆国 | 垂直ナノワイヤアレイ上の穿孔コンタクト電極 |
| US9422158B2 (en) | 2010-11-15 | 2016-08-23 | The United States of Amerixa, as represented by the Secretary of the Navy | Perforated contact electrode on vertical nanowire array |
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