JPH03259736A - 水素ガス検知素子 - Google Patents
水素ガス検知素子Info
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- JPH03259736A JPH03259736A JP5915890A JP5915890A JPH03259736A JP H03259736 A JPH03259736 A JP H03259736A JP 5915890 A JP5915890 A JP 5915890A JP 5915890 A JP5915890 A JP 5915890A JP H03259736 A JPH03259736 A JP H03259736A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、Ｈ２（水素）ガスに対し、長期間安素子に関
する。
する。
（従来の技術）
Ｈ２ガスは空気中に濃度４〜８０％含まれると、引火に
より爆発を伴う危険性の高いガスであり、このためＨ２
ガスに対する感度に優れた検知素子の開発が望まれてい
る。
より爆発を伴う危険性の高いガスであり、このためＨ２
ガスに対する感度に優れた検知素子の開発が望まれてい
る。
従来、一般に使用されているＨ２ガス検知素子としては
、酸化物半導体表面にガスか接触すると酸化物半導体表
面の比抵抗か変化することを利用したものか知られてい
る。
、酸化物半導体表面にガスか接触すると酸化物半導体表
面の比抵抗か変化することを利用したものか知られてい
る。
例えばＳｎ○２等からなるガス感応体上に、ＡＪ！／２
ｏ３（酸化アルミニウム）、ＳｉＯ２（酸化ケイ素）等
の担体とＰｄ、Ｐｔ等の触媒金属とを含む触媒層を設け
たものか知られている。
ｏ３（酸化アルミニウム）、ＳｉＯ２（酸化ケイ素）等
の担体とＰｄ、Ｐｔ等の触媒金属とを含む触媒層を設け
たものか知られている。
（発明が解決しようとする課題）
しかし、実用」二この素子は、応答速度を速めＨ２ガス
に対する感度を向上させるためにヒータ等の発熱体で２
Ｏ０°Ｃ程度に保持され、更に数時間毎に４００°Ｃｅ
、度に加熱する所謂ヒートクリ・−ニングを施さなけれ
はならない。
に対する感度を向上させるためにヒータ等の発熱体で２
Ｏ０°Ｃ程度に保持され、更に数時間毎に４００°Ｃｅ
、度に加熱する所謂ヒートクリ・−ニングを施さなけれ
はならない。
このヒートクリーニングは素子に吸着して応答速度や感
度に悪影響を及ぼす水分等を飛ばして長期間安定した特
性を維持するために行うものであるが、ヒートクリーニ
ングを行うにはタイマー等を使用した複雑な回路が必要
となるためコストの高いものとなってしまう。
度に悪影響を及ぼす水分等を飛ばして長期間安定した特
性を維持するために行うものであるが、ヒートクリーニ
ングを行うにはタイマー等を使用した複雑な回路が必要
となるためコストの高いものとなってしまう。
そこで素子を３００ ’Ｃ程度のヒートクリーニングに
近い状態に保持し、特性を維持させることが考えられて
いる。
近い状態に保持し、特性を維持させることが考えられて
いる。
しかしこの場合、タイマー等を使用した複雑な回路は不
要となり安価なものとなるが、３００°Ｃ程度の比較的
高温下では素子の触媒層の劣化が激しく長期間に亘り安
定した特性を維持することがてきなくなってしまうとい
う新たな問題が生じてしまう。
要となり安価なものとなるが、３００°Ｃ程度の比較的
高温下では素子の触媒層の劣化が激しく長期間に亘り安
定した特性を維持することがてきなくなってしまうとい
う新たな問題が生じてしまう。
このように従来においては、ヒートクリーニングを施す
ことなく室温付近においても長期間安定した特性を示す
素子を得ることができなかった。
ことなく室温付近においても長期間安定した特性を示す
素子を得ることができなかった。
本発明の目的は、定期的にヒートクリーニングを施すこ
となくＨ２ガスに対する優れた感度と選択性を長期間に
亘り維持することの可能なＨ２ガス検知素子を安価に提
供することにある。
となくＨ２ガスに対する優れた感度と選択性を長期間に
亘り維持することの可能なＨ２ガス検知素子を安価に提
供することにある。
（課題を解決するための手段）
前記の目的を達成するために本発明は、絶縁基板と、該
絶縁基板上に設けられたＳｎＯ２またはＩｎ２Ｏ３のう
ち少なくとも一種を主成分とするガス感応体と、該ガス
感応体に設（プられた一対の電極と、前記ガス感応体表
面上に設けられたＳｎｍ以下の質量膜厚のＰｄまたはＰ
ｔのうぢ少なくとも一種からなる触媒層とから構成され
た感ガス素子に、熱処理を施してなるＨ２ガス検知素子
を提供する。
絶縁基板上に設けられたＳｎＯ２またはＩｎ２Ｏ３のう
ち少なくとも一種を主成分とするガス感応体と、該ガス
感応体に設（プられた一対の電極と、前記ガス感応体表
面上に設けられたＳｎｍ以下の質量膜厚のＰｄまたはＰ
ｔのうぢ少なくとも一種からなる触媒層とから構成され
た感ガス素子に、熱処理を施してなるＨ２ガス検知素子
を提供する。
本発明に用いられるガス感応体は、ＳｎＯ２またはＩｎ
２Ｏ３のうち少なくとも一種が主成分として用いられ、
このガス感応体は、真空蒸着法、スパッタリング法等に
より直接酸化物半導体を形成するか、Ｓｎ（スズ）また
はＩｎ（インジウム）のうち少なくとも一種を同様に膜
状に形成したのち酸化することにより形成される。
２Ｏ３のうち少なくとも一種が主成分として用いられ、
このガス感応体は、真空蒸着法、スパッタリング法等に
より直接酸化物半導体を形成するか、Ｓｎ（スズ）また
はＩｎ（インジウム）のうち少なくとも一種を同様に膜
状に形成したのち酸化することにより形成される。
３
尚、前記質量膜厚とは基板上に設けられた薄膜の全原子
を基板面上に一様に置いたとしたときの膜厚である。
を基板面上に一様に置いたとしたときの膜厚である。
また、本発明のＳｎＯ２を主成分とするガス感応体はＳ
ｎ１００重量部に対し７００重量部以下のＡｕを混入さ
せることにより、Ｈ２ガスに対する感度を向上させるこ
とができる。Ａｕの混入量かＳ ｎ １．００重量部に
対し７００重量部を超えるとＳｎＯ２が半導性を保てな
くなり実質的にガスの検知が不可能となってしまう。
ｎ１００重量部に対し７００重量部以下のＡｕを混入さ
せることにより、Ｈ２ガスに対する感度を向上させるこ
とができる。Ａｕの混入量かＳ ｎ １．００重量部に
対し７００重量部を超えるとＳｎＯ２が半導性を保てな
くなり実質的にガスの検知が不可能となってしまう。
本発明に用いられる触媒層は、ＰｄまたはＰｔのうち少
なくとも一種からなり、真空蒸着法、スパッタリング法
等により形成される。また、このどき前記触媒層の質量
膜厚はＳｎｍ以下が好ましく、Ｓｎｍを超えると感ガス
素子自体が半導体の性質を保てなくなり、ガス検知特性
が著しく低下してしまう。
なくとも一種からなり、真空蒸着法、スパッタリング法
等により形成される。また、このどき前記触媒層の質量
膜厚はＳｎｍ以下が好ましく、Ｓｎｍを超えると感ガス
素子自体が半導体の性質を保てなくなり、ガス検知特性
が著しく低下してしまう。
本発明に用いられる基板としては、例えばＡｔ２Ｏ３、
ＳｉＯ□等のセラミック基板等の耐熱性かつ絶縁性の基
板か用いられる。
ＳｉＯ□等のセラミック基板等の耐熱性かつ絶縁性の基
板か用いられる。
本発明に用いられる電極としては、例えばＡ ｕ 。
Ｐｔ等を用い、スクリーン印刷法、真空蒸着法。
スパッタリング法等により形成する。この電極はガス感
応体に接して対向して設けられ、ガス感応体と基板との
間、ガス感応体と触媒層との間どちらに設けても良い。
応体に接して対向して設けられ、ガス感応体と基板との
間、ガス感応体と触媒層との間どちらに設けても良い。
本発明のＨ２ガス検知素子は、Ｈ２ガスに対する感度を
向上させ、またＨ２ガス以外のガスに対する感度を低下
させるために、素子形成の最終工程において１２時間程
度（１００°Ｃ〜５００°Ｃ）にて熱処理を施す。熱処
理を施すことによって、より高いガス選択性を得ること
ができる。
向上させ、またＨ２ガス以外のガスに対する感度を低下
させるために、素子形成の最終工程において１２時間程
度（１００°Ｃ〜５００°Ｃ）にて熱処理を施す。熱処
理を施すことによって、より高いガス選択性を得ること
ができる。
このような構造とすることによりヒートクリーニングを
必要としないＨ２ガス検知素子を得ることができる。
必要としないＨ２ガス検知素子を得ることができる。
尚、本発明のＨ２ガス検知素子は、素子の温度を所定の
温度に保つために発熱体を設けてもよい。
温度に保つために発熱体を設けてもよい。
発熱体には、自己温度制御型（ＰＴＣ）ヒータを用いて
も良い。
も良い。
（作 用）
前述した本発明の手段によれは、室温程度の温度から３
００°Ｃ付近の広い温度範囲においてヒトクリーニング
を施すことなく感度良くＨ２ガスを選択的に検知するこ
とができる。特に上記温度範囲内の比較的低温の条件で
は長期間安定した特性を有する１１２ガス検知素子を得
ることができる。
００°Ｃ付近の広い温度範囲においてヒトクリーニング
を施すことなく感度良くＨ２ガスを選択的に検知するこ
とができる。特に上記温度範囲内の比較的低温の条件で
は長期間安定した特性を有する１１２ガス検知素子を得
ることができる。
（実施例）
以下、本発明を図面等を参照して更に詳しく説明する。
〈実施例１〉
第１図は、本発明によるＨ２ガス検知素子の一実施例を
示す断面図（概念図）である。
示す断面図（概念図）である。
第２図は、くし型Ａｕ電極の一例を示す平面図である。
第３図は、本発明によるＨ２ガス検知素子のＨ２ガスに
対する応答性を示す感度変化曲線図である。
対する応答性を示す感度変化曲線図である。
第４図は、本発明によるＨ２ガス検知素子の経時特性を
示す感度変化曲線図である。
示す感度変化曲線図である。
本実施例ではまず、第１図に示す如く、絶縁基板１とし
て縦、横及び厚さか１５Ｘ１５Ｘ０．５ｍｍの石英基板
を用意し、該基板上に質量膜厚４０ｎｍとなるようにＳ
ｎを真空蒸着し、空気中で１０分間熱処理（５００°Ｃ
）することによりＳｎの酸化膜（ＳｎＯ２）を主成分と
するガス感応体２を得た。
て縦、横及び厚さか１５Ｘ１５Ｘ０．５ｍｍの石英基板
を用意し、該基板上に質量膜厚４０ｎｍとなるようにＳ
ｎを真空蒸着し、空気中で１０分間熱処理（５００°Ｃ
）することによりＳｎの酸化膜（ＳｎＯ２）を主成分と
するガス感応体２を得た。
次に、前記ガス感応体上に第２図に示ずような厚さ３０
ｎｍのくし型Ａｕ電極３を真空蒸着法により形成した。
ｎｍのくし型Ａｕ電極３を真空蒸着法により形成した。
更に、それらの上面に質量膜厚１ｎｍとなるようにＰｄ
の真空蒸着を行って触媒層４を形成した。
の真空蒸着を行って触媒層４を形成した。
最後に、上記のように構成された感ガス素子に１２時間
熱処理（３００°Ｃ）を施してＨ２ガス検知素子を作成
した。
熱処理（３００°Ｃ）を施してＨ２ガス検知素子を作成
した。
また、前記絶縁基板ｌの裏面には素子の温度を所定の温
度に保つために発熱体５が設けられている。
度に保つために発熱体５が設けられている。
ここで、上記のように熱処理を施した素子と、熱処理を
施していない素子の二つを用意し、それぞれを２５℃、
１００°０．１５０°Ｃ！、２Ｏ０°Ｃ２５０°０，３
００°Ｃの各温度に保持しながら密閉槽内に固定し、該
槽内にＨ２ガス、 Ｃ２Ｈ５０Ｈ（エタノール）ガス、
Ｃ３Ｈ８（プロパン）ガス、Ｃ○（−酸化炭素）ガスの
各種ガスを注射器で注入し、ファンでかきまぜながらガ
ス濃度１１０００ｐｐの各種ガス雰囲気中における素子
の電気抵抗を測定した。そして、それぞれの素子の各種
ガスに対する感度［空気中の抵抗値（Ｒａ ｉ ｒ）
／ガス中の抵抗値（Ｒｇａｓ）］ を表−１に示した。
施していない素子の二つを用意し、それぞれを２５℃、
１００°０．１５０°Ｃ！、２Ｏ０°Ｃ２５０°０，３
００°Ｃの各温度に保持しながら密閉槽内に固定し、該
槽内にＨ２ガス、 Ｃ２Ｈ５０Ｈ（エタノール）ガス、
Ｃ３Ｈ８（プロパン）ガス、Ｃ○（−酸化炭素）ガスの
各種ガスを注射器で注入し、ファンでかきまぜながらガ
ス濃度１１０００ｐｐの各種ガス雰囲気中における素子
の電気抵抗を測定した。そして、それぞれの素子の各種
ガスに対する感度［空気中の抵抗値（Ｒａ ｉ ｒ）
／ガス中の抵抗値（Ｒｇａｓ）］ を表−１に示した。
Ｒａ１ｒ／Ｒｇａｓの値が大きいほど当該ガスに対する
感度が高く、Ｈ２ガスについてのＲａ ｉ ｒ ／ Ｒ
ｇａｓの値が他のガスについての値に比べて大きいほど
Ｈ２ガスに対する選択性は高い。
感度が高く、Ｈ２ガスについてのＲａ ｉ ｒ ／ Ｒ
ｇａｓの値が他のガスについての値に比べて大きいほど
Ｈ２ガスに対する選択性は高い。
表−１によれは、熱処理を施した素子は、熱処理を施さ
ない素子に比べＨ２ガスに対する選択性が著しく向上し
ており、他のガスに対してはほとんど感度を示していな
いことが判る。
ない素子に比べＨ２ガスに対する選択性が著しく向上し
ており、他のガスに対してはほとんど感度を示していな
いことが判る。
第３図には、本発明によるＨ２ガス検知素子の素子温度
２５°Ｃ及び１００°Ｃにおけるガス濃度１１０００ｐ
ｐのＨ２ガスに対する応答性を示しｊこ。
２５°Ｃ及び１００°Ｃにおけるガス濃度１１０００ｐ
ｐのＨ２ガスに対する応答性を示しｊこ。
９０％応答時間はそれぞれ２及び１分程度であり室温か
ら１００８Ｃ程度の比較的低温においてもＨ２ガスの検
知が可能であることが判る。
ら１００８Ｃ程度の比較的低温においてもＨ２ガスの検
知が可能であることが判る。
また、第４図には本発明によるＨ２ガス検知素子の素子
温度３００°Ｃ及び１００°Ｃにおけるガス濃度１１０
００ｐｐのＨ２ガスに対する感度の経時特性を示した。
温度３００°Ｃ及び１００°Ｃにおけるガス濃度１１０
００ｐｐのＨ２ガスに対する感度の経時特性を示した。
３００°Ｃでの使用ではＨ２ガスに対する感度の低下が
見られるが、本発明の■］２ガス検知素子は室温から１
００°Ｃ程度の比較的低温においても実用上作動可能で
あり、１００°Ｃでは触媒は劣化しにくいため長期間安
定した感ガス特性を示している。
見られるが、本発明の■］２ガス検知素子は室温から１
００°Ｃ程度の比較的低温においても実用上作動可能で
あり、１００°Ｃでは触媒は劣化しにくいため長期間安
定した感ガス特性を示している。
〈実施例２〉
実施例１において、５ｎ０２を主成分とするガス感応体
のＳｎ１００重量部に対し７００重量部のＡｕを混入さ
せた素子を用意し感度を測定し、その結果を表−２に示
した。
のＳｎ１００重量部に対し７００重量部のＡｕを混入さ
せた素子を用意し感度を測定し、その結果を表−２に示
した。
素子温度１００℃において、ガス濃度１１０００ｐｐ＋
７）Ｈ２ガスに対する感度は１４７３を示し、実施例１
に比べＨ２ガスに対する感度の大幅な向上がみられた。
７）Ｈ２ガスに対する感度は１４７３を示し、実施例１
に比べＨ２ガスに対する感度の大幅な向上がみられた。
またＡｕの混入量がＳｎ１００重量部に対し７００重量
部を超えるとＳｎＯ２か半導性を保てなくなり実質的に
ガス検知か不可能であった。
部を超えるとＳｎＯ２か半導性を保てなくなり実質的に
ガス検知か不可能であった。
〈実施例３〉
実施例２において、触媒層としてＰｄにかえてＰ［を用
いた素子を用意し、素子温度１００°Ｃにおける各種ガ
スに対する感度を測定し、その結果を表−３に示した。
いた素子を用意し、素子温度１００°Ｃにおける各種ガ
スに対する感度を測定し、その結果を表−３に示した。
１１□ガスに対する感度は９６７２を示しており、Ｈ２
ガスに対して高い感度及び選択性を示した。
ガスに対して高い感度及び選択性を示した。
また安定性においては］００’Ｃにおいて１０００時間
以上の長期間安定した感ガス特性を示した。
以上の長期間安定した感ガス特性を示した。
〈実施例４〉
実施例２において、ガス感応体としてＡｕ及びＳｎにか
えてＩｎ（＜用いた素子を用意し、素子温度１００°Ｃ
における各種ガスに対する感度を測定し、その結果を表
−３に示した。
えてＩｎ（＜用いた素子を用意し、素子温度１００°Ｃ
における各種ガスに対する感度を測定し、その結果を表
−３に示した。
Ｈ２ガスに対する感度は１８３２を示しており、Ｈ２ガ
スに対して高い感度及び選択性を示した。
スに対して高い感度及び選択性を示した。
また安定性においても１００°Ｃにおいて１０００時間
以上の長期間安定した感ガス特性を示した。
以上の長期間安定した感ガス特性を示した。
〈実施例５〉
実施例４において、触媒層としてＰｃｌにかえてＰｔを
用いた素子を用意し、素子温度１００°Ｃにおける各種
ガスに対する感度を測定し、その結果を表−３に示した
。
用いた素子を用意し、素子温度１００°Ｃにおける各種
ガスに対する感度を測定し、その結果を表−３に示した
。
Ｈ２ガスに刻する感度は２１３０を示しており、Ｈ２ガ
スに対して高い感度及び選択性を示した。
スに対して高い感度及び選択性を示した。
また安定性においても１００°Ｃにおいて１０’００時
間以北の長期間安定した感ガス特性を示した。
間以北の長期間安定した感ガス特性を示した。
〈実施例６〉
実施例１において、Ｐｄからなる触媒層の質量膜厚を０
．Ｉｎｍ、３ｎｍ、Ｓｎｍ、６ｎｍに形成した四種類の
素子を用意し、素子温度１００°Ｃにおいてガス濃度１
１０００ｐｐのＨ２ガスに対する感度を測定した結果、
質量膜厚０．ｉｎｍでは感度２Ｏ．３ｎｍでは２６、Ｓ
ｎｍではＩＯ１６ｎｍでは１．５であった。
．Ｉｎｍ、３ｎｍ、Ｓｎｍ、６ｎｍに形成した四種類の
素子を用意し、素子温度１００°Ｃにおいてガス濃度１
１０００ｐｐのＨ２ガスに対する感度を測定した結果、
質量膜厚０．ｉｎｍでは感度２Ｏ．３ｎｍでは２６、Ｓ
ｎｍではＩＯ１６ｎｍでは１．５であった。
１
２
これより触媒層の質量膜厚は５ｎｍ以下が好ましく、Ｓ
ｎｍを超えると十分な感度が得られなくなると推察され
る。
ｎｍを超えると十分な感度が得られなくなると推察され
る。
〈実施例７〉
実施例２において、Ｐｄからなる触媒層の質量膜厚を０
．１ｎｎ、３ｎｍ、Ｓｎｍ、６ｎｍに形成した四種類の
素子を用意し、素子温度１００°Ｃにおいてガス濃度１
０ｃｌＯｐｐｍのＨ２ガスに対する感度を測定した結果
、質量膜厚０．ｌｎｍでは感度１２Ｏ０．３ｎｍでは１
５２Ｏ、Ｓｎｍでは８０．６ｎ’ｍでは１．６てあった
。
．１ｎｎ、３ｎｍ、Ｓｎｍ、６ｎｍに形成した四種類の
素子を用意し、素子温度１００°Ｃにおいてガス濃度１
０ｃｌＯｐｐｍのＨ２ガスに対する感度を測定した結果
、質量膜厚０．ｌｎｍでは感度１２Ｏ０．３ｎｍでは１
５２Ｏ、Ｓｎｍでは８０．６ｎ’ｍでは１．６てあった
。
これより触媒層の質量膜厚は５ ｎ ＩＴＩ以下が好ま
しく、Ｓｎｍを超えると十分な感度が得られなくなると
推察される。
しく、Ｓｎｍを超えると十分な感度が得られなくなると
推察される。
（以下余白）
＊測定時 ガス注入後５分
表−１
ガス濃度
１１０００ｐｐ
＊測定時 ガス注入後５分
（以下余白）
表−３
ガス濃度
１０１０００ｐ
ｐ発明の効果）
以上説明したように本発明によれは、５ｎ０２またはＩ
ｎ２Ｏ３のうち少なくとも一種を主成分とするガス感応
体上に、５ｎｍ以下の質量膜厚のＰｄまたはＰｔのうち
少なくとも一種からなる触媒層か形成されたもの、また
は前記ガス感応体かＳｎＯ２を主成分とするものにおい
て、ガス感応体にＡｕを含有させたもの、これらに熱処
理を施すことにより、比較的低温においてもＨ２ガスに
対する優れた感度と選択性を示す実用的なＩ（２ガス検
知素子を得ることができた。
ｎ２Ｏ３のうち少なくとも一種を主成分とするガス感応
体上に、５ｎｍ以下の質量膜厚のＰｄまたはＰｔのうち
少なくとも一種からなる触媒層か形成されたもの、また
は前記ガス感応体かＳｎＯ２を主成分とするものにおい
て、ガス感応体にＡｕを含有させたもの、これらに熱処
理を施すことにより、比較的低温においてもＨ２ガスに
対する優れた感度と選択性を示す実用的なＩ（２ガス検
知素子を得ることができた。
更にこの素子は実施例でも示したように、長期間安定し
た特性を示し、定期的にヒートクリ−、ニングを施さな
くても実用可能なものであることが判る。それゆえ、タ
イマー等を使用した複雑な回路を必要とせずコストの安
価なものとなる。また、素子自体の構成においても担体
を用いていないので更にコストが低減される。
た特性を示し、定期的にヒートクリ−、ニングを施さな
くても実用可能なものであることが判る。それゆえ、タ
イマー等を使用した複雑な回路を必要とせずコストの安
価なものとなる。また、素子自体の構成においても担体
を用いていないので更にコストが低減される。
尚、素子を加熱するための発熱体においても、低温用の
ものか使用でき、使用条件によっては発５ ６ 熱体を用いずに室温付近でも使用可能である。
ものか使用でき、使用条件によっては発５ ６ 熱体を用いずに室温付近でも使用可能である。
以上のように本発明は、Ｈ２ガスに対する感度と選択性
に極めて優れ、ヒートクリーニングを施さなくとも長期
間安定した特性を示す安価なＨ２）ｊス検知素子が得ら
れるという効果を有するものである。
に極めて優れ、ヒートクリーニングを施さなくとも長期
間安定した特性を示す安価なＨ２）ｊス検知素子が得ら
れるという効果を有するものである。
第１図は、本発明による■■２ガス検知素子の実施例を
示す断面図（概念図）である。 第２図は、くし型Ａｕ電極の一例を示す平面図である。 第３図は、本発明によるＨ２ガス検知素子のＨ２ガスに
対する応答性を示す感度変化曲線図である。 第４図は、本発明によるＨ２ガス検知素子の経時特性を
示す感度変化曲線図である。 ■・・・絶縁基板 ２・・・ガス感応体 ３・ ・ ・くし型Ａｕ電極 ４・・・触媒層 第１図 ４ 第３図 時間 （ｍｉｎ）
示す断面図（概念図）である。 第２図は、くし型Ａｕ電極の一例を示す平面図である。 第３図は、本発明によるＨ２ガス検知素子のＨ２ガスに
対する応答性を示す感度変化曲線図である。 第４図は、本発明によるＨ２ガス検知素子の経時特性を
示す感度変化曲線図である。 ■・・・絶縁基板 ２・・・ガス感応体 ３・ ・ ・くし型Ａｕ電極 ４・・・触媒層 第１図 ４ 第３図 時間 （ｍｉｎ）
Claims (2)
- （１）絶縁基板と、該絶縁基板上に設けられたＳｎＯ＿
２（酸化スズ）またはＩｎ＿２Ｏ＿３（酸化インジウム
）のうち少なくとも一種を主成分とするガス感応体と、
該ガス感応体に設けられた一対の電極と、前記ガス感応
体表面上に設けられた５ｎｍ以下の質量膜厚のＰｄ（パ
ラジウム）またはＰｔ（白金）のうち少なくとも一種か
らなる触媒層とから構成された感ガス素子に、熱処理を
施してなる水素ガス検知素子。 - （２）前記ＳｎＯ＿２を主成分とするガス感応体は、Ｓ
ｎ１００重量部に対し７００重量部以下のＡｕ（金）を
含有することを特徴とした特許請求の範囲第１項記載の
水素ガス検知素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5915890A JPH03259736A (ja) | 1990-03-09 | 1990-03-09 | 水素ガス検知素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5915890A JPH03259736A (ja) | 1990-03-09 | 1990-03-09 | 水素ガス検知素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03259736A true JPH03259736A (ja) | 1991-11-19 |
Family
ID=13105280
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5915890A Pending JPH03259736A (ja) | 1990-03-09 | 1990-03-09 | 水素ガス検知素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03259736A (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1591777A1 (en) * | 2004-04-28 | 2005-11-02 | Alps Electric Co., Ltd. | Hydrogen sensor and method for detecting hydrogen |
| WO2005103665A1 (de) * | 2004-04-22 | 2005-11-03 | Micronas Gmbh | Fet-basierter sensor zur detektion von reduzierenden gasen oder alkohol, herstellungs- und betriebsverfahren |
| JP2007240462A (ja) * | 2006-03-10 | 2007-09-20 | Tokyo Univ Of Science | ガス検出用素子、水素センサ及びガス検出用素子の製造方法 |
| JP2007279061A (ja) * | 2007-06-19 | 2007-10-25 | Osaka Gas Co Ltd | パルス駆動型薄膜ガスセンサおよびその製造方法 |
| US7459732B2 (en) | 2005-03-31 | 2008-12-02 | Micronas Gmbh | Gas-sensitive field-effect transistor with air gap |
| US7553458B2 (en) | 2001-03-05 | 2009-06-30 | Micronas Gmbh | Alcohol sensor using the work function measurement principle |
| US7707869B2 (en) | 2004-04-22 | 2010-05-04 | Micronas Gmbh | FET-based gas sensor |
| US7772617B2 (en) | 2005-03-31 | 2010-08-10 | Micronas Gmbh | Gas sensitive field-effect-transistor |
| US7946153B2 (en) | 2004-04-22 | 2011-05-24 | Micronas Gmbh | Method for measuring gases and/or minimizing cross sensitivity in FET-based gas sensors |
| US7992426B2 (en) | 2004-04-22 | 2011-08-09 | Micronas Gmbh | Apparatus and method for increasing the selectivity of FET-based gas sensors |
| WO2022211555A1 (ko) * | 2021-03-31 | 2022-10-06 | 한국화학연구원 | 랩핑형 가스 센서 |
| WO2022211540A1 (ko) * | 2021-03-31 | 2022-10-06 | 한국화학연구원 | 수소 감지용 센서어레이 및 이를 이용한 수소 감지 시스템. |
| WO2023140470A1 (ko) * | 2022-01-18 | 2023-07-27 | 한국화학연구원 | 수소 가스 센서 및 이의 제조방법 |
-
1990
- 1990-03-09 JP JP5915890A patent/JPH03259736A/ja active Pending
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7553458B2 (en) | 2001-03-05 | 2009-06-30 | Micronas Gmbh | Alcohol sensor using the work function measurement principle |
| US7992426B2 (en) | 2004-04-22 | 2011-08-09 | Micronas Gmbh | Apparatus and method for increasing the selectivity of FET-based gas sensors |
| WO2005103665A1 (de) * | 2004-04-22 | 2005-11-03 | Micronas Gmbh | Fet-basierter sensor zur detektion von reduzierenden gasen oder alkohol, herstellungs- und betriebsverfahren |
| US7707869B2 (en) | 2004-04-22 | 2010-05-04 | Micronas Gmbh | FET-based gas sensor |
| US7946153B2 (en) | 2004-04-22 | 2011-05-24 | Micronas Gmbh | Method for measuring gases and/or minimizing cross sensitivity in FET-based gas sensors |
| EP1591777A1 (en) * | 2004-04-28 | 2005-11-02 | Alps Electric Co., Ltd. | Hydrogen sensor and method for detecting hydrogen |
| US8025843B2 (en) | 2004-04-28 | 2011-09-27 | Alps Electric Co., Ltd. | Hydrogen sensor |
| US7459732B2 (en) | 2005-03-31 | 2008-12-02 | Micronas Gmbh | Gas-sensitive field-effect transistor with air gap |
| US7772617B2 (en) | 2005-03-31 | 2010-08-10 | Micronas Gmbh | Gas sensitive field-effect-transistor |
| JP2007240462A (ja) * | 2006-03-10 | 2007-09-20 | Tokyo Univ Of Science | ガス検出用素子、水素センサ及びガス検出用素子の製造方法 |
| JP2007279061A (ja) * | 2007-06-19 | 2007-10-25 | Osaka Gas Co Ltd | パルス駆動型薄膜ガスセンサおよびその製造方法 |
| WO2022211555A1 (ko) * | 2021-03-31 | 2022-10-06 | 한국화학연구원 | 랩핑형 가스 센서 |
| WO2022211540A1 (ko) * | 2021-03-31 | 2022-10-06 | 한국화학연구원 | 수소 감지용 센서어레이 및 이를 이용한 수소 감지 시스템. |
| WO2023140470A1 (ko) * | 2022-01-18 | 2023-07-27 | 한국화학연구원 | 수소 가스 센서 및 이의 제조방법 |
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