JPH0552667A - 有機温度センサー - Google Patents

有機温度センサー

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JPH0552667A
JPH0552667A JP21768291A JP21768291A JPH0552667A JP H0552667 A JPH0552667 A JP H0552667A JP 21768291 A JP21768291 A JP 21768291A JP 21768291 A JP21768291 A JP 21768291A JP H0552667 A JPH0552667 A JP H0552667A
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JP
Japan
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sensor
thin film
molecule
temperature
approximately
Prior art date
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Withdrawn
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JP21768291A
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English (en)
Inventor
Takashi Namikata
尚 南方
Yuichi Kanayama
裕一 金山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Asahi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Asahi Chemical Industry Co Ltd
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Publication date
Application filed by Asahi Chemical Industry Co Ltd filed Critical Asahi Chemical Industry Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 電子供与性分子と電子授与性分子からなる構
成される有機電荷移動錯体からなる検出部、信号取り出
し部から構成される有機温度センサーである。本発明の
温度センサーは有機電荷移動錯体の電気的特性、光学的
特性などの特性の温度変化を用いるものである。 【効果】 本発明の温度センサーは有機電荷移動錯体の
特性の温度変化に基ずくものであり、この温度変化が急
激におこるため従来のセンサーに比較して高感度なもの
となる。本発明の温度センサーは作製が容易であるため
工業上有用である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、温度センサーに関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】これまでスイッチング機能を有する温度
センサーとしてヒューズが民生用、工業用に幅広く使用
されている。ところがスイッチとして可逆性はなく繰り
返し使用ができない。熱膨張や熱起電力変化による温度
センサーは可逆性を備えているが信号の変化量が小さい
ため検出系が複雑となる。
【0003】また、検出温度において急激な抵抗変化を
伴う無機材料温度センサーとしてVO2 が知られている
(温度センサー、日刊工業、1981)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、作製
が容易で、温度スイッチング機能を有する。高感度の有
機温度センサーを提供することを目的とするものであ
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、作製が容
易で温度スイッチング機能を有する温度センサーを得る
べく鋭意検討を重ねた結果、有機電荷移動錯体の温度に
よる特性変化がスイッチング機能を有することを見いだ
し、本発明を成すに至った。すなわち本発明は、電子供
与性分子と電子授与性分子から構成される有機電荷移動
錯体からなる検出部と信号取り出し部とから構成される
有機温度センサーである。
【0006】本発明の温度センサーは有機電荷移動錯体
の電気的特性、光学的特性などの特性の温度変化を用い
るものであり、有機電荷移動錯体を選ぶことによって、
可逆的なスイッチング機能を合わせもたせることもでき
る。本発明に用いる電子供与性分子について説明する。
本発明に用いる電子供与性分子として、ドナー性有機分
子、ドナー性共役系高分子、ドナー性無機分子を用いる
ことができる。
【0007】ドナー性有機分子として、たとえば、縮合
多環芳香族化合物、テトラチアフルバレン、テトラメチ
ルテトラチアフルバレン、テトラメチルテトラセレナフ
ルバレン、ビスエチレンジチオテトラチアフルバレン、
ビストリメチレンジチオテトラチアフルバレンなどのテ
トラチアフルバレン化合物が挙げられる。この縮合多環
芳香族化合物としては、例えば、ナフタレン、アントラ
セン、ナフタセン、ペンタセン、ヘキサセン、ヘプタセ
ン、ジベンゾペンタセン、テトラベンゾペンタセン、ピ
レン、ジベンゾピレン、クリセン、ペリレン、コロネ
ン、テリレン、オバレン、クオテリレン、サーカムアン
トラセンなどを挙げることができる。これらの化合物の
炭素の一部をN、S、Oなどの原子、カルボニル基など
の官能基に置換した誘導体も本発明に用いることができ
る。この誘導体としてトリフェノジオキサジン、トリフ
ェノジチアジン、などを挙げることができる。
【0008】ドナー性共役系高分子として、たとえば、
ポリアセチレン、ポリアリレンビニレン、ポリチエニレ
ンビニレン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニ
リン、ポリフェニレン、ポリフェニレンスルフィドなど
のポリマー、及びオリゴマー、ならびにこれらの共役系
高分子を骨格とする誘導体である。またドナー性無機分
子としては、Li、Na、K、Rb、Csなどのアルカ
リ金属、Ca、Sr、Baなどのアルカリ土類金属、
Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、T
b、Dy、Ho、Er、Ybなどの希土類金属、Ti、
V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、A
g、などの遷移金属、アンモニウムイオン、R4 +
4 As+ 、R3 + (Rはメチル、エチル、プロピル
などのアルキル基を表わす。)アセチルコリンなどの分
子をあげることができる。これらの無機ドナー性分子は
アクセプター性有機分子又はアクセプター性共役系高分
子との間で電荷移動錯体を形成させて用いる。
【0009】次に、電子授与性分子について説明する。
電子授与性分子として、アクセプター性有機分子、アク
セプター性共役系高分子、アクセプター性無機分子を用
いることができる。このアクセプター性有機分子とし
て、たとえば前記の縮合多環芳香族化合物、テトラシア
ノキノジメタン、テトラナフトキノジメタン、ジクロロ
ジシアノキノジメタン、ブロマニル、クロラニル、テト
ラシアノエチレン、ジメチルテトラシアノキノジメタ
ン、テトラフルオロテトラシアノキノジメタンなどのキ
ノン系化合物を挙げることができる。アクセプター性共
役系高分子としては、ポリアセチレン、ポリフェニレン
などを挙げることができる。またアクセプター性無機分
子としてはCl2 、Br2 、I2 、ICl、ICl3
IBr、IFなどのハロゲン、PF5 、AsF5 、Sb
5 、BF3 、BCl3 、BBr3 、SO3 などのルイ
ス酸、HF、HCl、HNO3 、H2 SO4 、HClO
4 、FSO3 H、ClSO3 H、CF3 SO3 Hなどの
プロトン酸、FeCl3 、FeOCl、TiCl4 、Z
rCl4 、HfCl4 、NbF5 、NbCl5 、TaC
5 、MoCl5 、WF6 、WCl6 、UF6 、LnC
3 (LnはLa、Ce、Nd、Pr、などのランタノ
イドとYを表わす。)などの遷移金属化合物、Cl-
Br- 、I- 、ClO4 - 、PF6 - 、AsF5 - 、S
bF6 - 、BF4 - 、スルホン酸アニオンなどの電解質ア
ニオンなどを挙げることができる。これらアクセプター
性無機分子は前記のドナー性有機分子、ドナー性共役系
高分子との間で電荷移動錯体を形成させて用いる。
【0010】本発明の温度センサーは前記の電子供与性
分子と電子授与性分子の間で形成された電荷移動錯体を
用い、電子授与性分子あるいは電子供与性分子のいずれ
かの有機分子を用いるものである。この電荷移動錯体の
形成によって導電性有機材料が得られ、電気的特性が変
化する。また電荷移動錯体の形成によって錯体形成前に
比較して光吸収スペクトルが変化する。あるいは、磁気
的特性の変化をも誘起する。本発明のセンサーはこの電
荷移動錯体の温度による錯体の解離、相転移による電気
的特性、光学的特性などの特性変化から温度変化を検出
するものである。
【0011】この検出温度は前記の電子授与性分子、電
子供与性分子の組合せによって調整することができる。
また、本発明で用いる電荷移動錯体には温度による解
離、相転移が可逆的に遂行するものもあり、その場合に
は可逆的な温度検出が可能である。この具体例として、
密閉容易内のペンタセン−ヨウ素電荷移動錯体を挙げる
ことができる。
【0012】さらに必要があれば、薄膜状に加工したの
ち微細加工を施すことも可能である。また検出感度調
整、電荷移動錯体の保護のため容器に封入したり、保護
層を設けることもできる。次に、以上説明した電荷移動
錯体を検出部として、温度による信号変化を検出するた
めの信号取り出し部について説明する。電気的特性変化
を用いる場合は電極を信号取り出し部として検出部に接
続して温度センサーを構成する。また、光学的特性変化
を用いる場合は、電荷移動錯体を検出部として、検出部
の光透過・吸収、光反射などの光学的特性を検出するた
めの光導入、透過・吸収光あるいは反射光検出のための
光ガイド、光学系などを信号取りだし部としてあわせも
たせて温度センサーを構成する。
【0013】本発明の温度センサーは有機電荷移動錯体
の特性の温度変化に基ずくものであり、この温度変化が
急激におこるため従来のセンサーに比較して高感度なも
のとなる。本発明の温度センサーは作製が容易であるた
め工業上有用である。
【0014】
【実施例】次に、実施例によって本発明をさらに詳細に
説明する。
【0015】
【実施例1】パイレックスガラス基板(1mm×10m
m、0.3mm厚)上にペンタセン薄膜を2000Åの
膜厚で真空蒸着法で形成した。この薄膜は基板温度10
℃、雰囲気圧力1×10-6Torr、成膜速度20Å/
secで作製した。該薄膜上に金薄膜を300Åの膜厚
で積層して電極とした。ついで電子授与性分子としてヨ
ウ素ガスをペンタセン薄膜に接触させてドーピングを行
いペンタセン薄膜にヨウ素を導入しペンタセン−ヨウ素
電荷移動錯体を形成した。このドーピングは25℃の温
度において、ヨウ素分圧1Torrで1時間行った。こ
の電荷移動錯体が形成された薄膜を有するガラス基板の
金電極に金線をカーボンペーストで接続したのち直径5
mm(内径)のガラス管に封入して、その封入部から金
線を取りだして温度センサーを作製した。
【0016】該温度センサーの室温の電気抵抗は1kΩ
(電導度20S/cm)であった。この温度センサーを
加熱したところ130℃で急激に電気抵抗が増加し、そ
の電気抵抗は150℃で10MΩ以上に達した。ついで
封入ガラス管の温度を低下させたところ室温の抵抗は1
kΩであり可逆的検出が可能であった。
【0017】
【実施例2】石英ガラス基板(5mm×5mm、0.3
mm厚)上に真空蒸着法によりペンタセン薄膜を100
0Åの膜厚で蒸着した。この薄膜は、基板温度0℃、雰
囲気圧力3×10-5Torr、成膜速度100Å/se
c.で作製を行った。このドーピング条件として、15
℃の温度においてヨウ素飽和大気中で30分間この薄膜
にヨウ素ガスを接触させて電荷移動錯体を形成させた。
該薄膜を有する石英基板を光学測定用石英セルに入れ蓋
をした。この石英セルを分光光度計で310nmの波長
における吸収強度を測定したところ、その吸光度は0.
8(オプテイカルデンシテイー)であった。ついで該セ
ルを140℃に加熱した結果、310nmの吸光度は
0.2(オプテイカルデンシテイー)に減少した。
【0018】
【実施例3】テトラブトキシチタンとトリエチルアルミ
ニウムを混合して調整したチーグラナッタ触媒にアセチ
レンガスを導入して室温で重合させてポリアセチレンフ
ィルムを作製した。該フィルム(1mm×10mm、1
00μm厚)にカーボンペーストで金線を電極として接
続した後、鉛ガラス管に粒状ヨウ素とともに封入した。
その封入部から金線を取りだした。封入ガラス管内でヨ
ウ素をポリアセチレンに拡散させて電荷移動錯体を形成
せしめた。該フィルムの電気抵抗は100Ωであった。
ついでガラス管を200℃に加熱した結果、フィルムの
抵抗は1MΩ以上に増加した。
【0019】
【実施例4】実施例1と同様にガラス基板上にペンタセ
ン薄膜を膜厚1000Åで形成した。この薄膜作製条件
は、基板温度25℃、雰囲気圧力4×10-6Torr、
成膜速度5Å/sec.であった。該ガラス基板に金電
極、金線接続を行った後、鉛ガラス管にルビジウム金属
塊とともに封入した。このガラス管を150度に10時
間加熱してペンタセン薄膜にルビジウムを拡散させて電
荷移動錯体を形成し温度センサを作製した。この温度セ
ンサーの抵抗は室温で100kΩであった。ついで該セ
ンサーを190℃の温度で加熱しながら電気抵抗を測定
した結果、10MΩ以上であった。
【0020】
【発明の効果】本発明の温度センサーは有機電荷移動錯
体の特性の温度変化に基ずくものであり、この温度変化
が急激におこるため従来のセンサーに比較して高感度な
ものとなる。本発明の温度センサーは作製が容易であ
り、微細加工をほどこすことも可能なため工業上有用で
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1の温度センサーの検出部の断面図であ
る。
【図2】実施例2の温度センサーの検出部の断面図であ
る。
【符号の説明】
1─ペンタセン−ヨウ素電荷移動錯体 2─金電極 3─カーボンペースト 4─金線 5─ガラス基板 6─ガラス管 7─石英基板 8─セルふた 9─石英セル

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電子供与性分子と電子授与性分子から構
    成される有機電荷移動錯体からなる検出部と信号取り出
    し部とから構成される有機温度センサー。
JP21768291A 1991-08-29 1991-08-29 有機温度センサー Withdrawn JPH0552667A (ja)

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JP21768291A JPH0552667A (ja) 1991-08-29 1991-08-29 有機温度センサー

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ID=16708069

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN110100161A (zh) * 2016-12-22 2019-08-06 株式会社日立制作所 温度检测元件及具有其的温度检测装置
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Effective date: 19981112