JPH09243618A - センサ及びその製造方法 - Google Patents
センサ及びその製造方法Info
- Publication number
- JPH09243618A JPH09243618A JP8056258A JP5625896A JPH09243618A JP H09243618 A JPH09243618 A JP H09243618A JP 8056258 A JP8056258 A JP 8056258A JP 5625896 A JP5625896 A JP 5625896A JP H09243618 A JPH09243618 A JP H09243618A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- acoustic wave
- surface acoustic
- resonator type
- wave device
- type surface
- 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.)
- Granted
Links
Landscapes
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 容易に製造でき、表面弾性波デバイスが有す
る種々のパラメータを利用した検出精度の高いセンサを
提供する。 【解決手段】 ＩＤＴ電極１（Ａｌ）と反射器２と圧電
基板（水晶ＳＴカット板）とを備えた共振器形の表面弾
性波フィルターのＩＤＴ電極１と反射器２を含めた表面
全体をスピンコート法を用いてＴｉＯ2 でコーティング
する（膜厚は約１μｍ）。この表面弾性波フィルター
を、真空引き、ガス置換のできる容器にセットする。表
面弾性波フィルターの入った容器を真空引きしておいて
から容器内を試料を含んだ空気雰囲気にセットして、そ
の後すぐに紫外線を照射したときの、表面弾性波フィル
ターの中心周波数と挿入損失とインピーダンス（レジス
タンス＋リアクタンス）の変化を測定する。測定結果か
ら試料の化学種を同定する。さらに、インピーダンスの
測定により、ＴｉＯ2 のもつ光触媒反応のモニタリング
する。
る種々のパラメータを利用した検出精度の高いセンサを
提供する。 【解決手段】 ＩＤＴ電極１（Ａｌ）と反射器２と圧電
基板（水晶ＳＴカット板）とを備えた共振器形の表面弾
性波フィルターのＩＤＴ電極１と反射器２を含めた表面
全体をスピンコート法を用いてＴｉＯ2 でコーティング
する（膜厚は約１μｍ）。この表面弾性波フィルター
を、真空引き、ガス置換のできる容器にセットする。表
面弾性波フィルターの入った容器を真空引きしておいて
から容器内を試料を含んだ空気雰囲気にセットして、そ
の後すぐに紫外線を照射したときの、表面弾性波フィル
ターの中心周波数と挿入損失とインピーダンス（レジス
タンス＋リアクタンス）の変化を測定する。測定結果か
ら試料の化学種を同定する。さらに、インピーダンスの
測定により、ＴｉＯ2 のもつ光触媒反応のモニタリング
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、すだれ状電極と反
射器とを備えた共振器形表面弾性波デバイスの特性変化
を測定して、上記共振器形表面弾性波デバイスの環境の
検出対象を検出するセンサ及びその製造方法に関する。
射器とを備えた共振器形表面弾性波デバイスの特性変化
を測定して、上記共振器形表面弾性波デバイスの環境の
検出対象を検出するセンサ及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】表面弾性波（ＳＡＷ：Ｓｕｒｆａｃｅ
Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ）は、弾性体の表面に沿っ
て伝搬する波であり、１８８５年にレイリー（Ｒａｙｌ
ｅｉｇｈ）によって理論的にその存在が見出された。
Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ）は、弾性体の表面に沿っ
て伝搬する波であり、１８８５年にレイリー（Ｒａｙｌ
ｅｉｇｈ）によって理論的にその存在が見出された。
【０００３】表面弾性波の伝搬速度は、約３×１０3 ｍ
／ｓｅｃであり、電磁波の速度に比して５桁も遅い。ま
た、表面弾性波の弾性波エネルギーは表面に集中してい
る（表面から１波長の深さの内に〜９０％の弾性波エネ
ルギーが存在する）。このような性質を利用して、表面
弾性波はフィルターや遅延線等の種々の表面弾性波デバ
イスとして用いられている。
／ｓｅｃであり、電磁波の速度に比して５桁も遅い。ま
た、表面弾性波の弾性波エネルギーは表面に集中してい
る（表面から１波長の深さの内に〜９０％の弾性波エネ
ルギーが存在する）。このような性質を利用して、表面
弾性波はフィルターや遅延線等の種々の表面弾性波デバ
イスとして用いられている。
【０００４】また、表面弾性波デバイスは、化学センサ
にも用いられている。表面弾性波デバイスでは、周波数
が電極の厚みと相関があり、さらに周波数変化が発振周
波数の２乗に比例する。このため、高周波発振可能な表
面弾性波デバイスが、化学センサとして応用され始め
た。
にも用いられている。表面弾性波デバイスでは、周波数
が電極の厚みと相関があり、さらに周波数変化が発振周
波数の２乗に比例する。このため、高周波発振可能な表
面弾性波デバイスが、化学センサとして応用され始め
た。
【０００５】表面弾性波デバイスには大きく分けて２つ
のタイプがあり、１つはトランスバーサル形で、もう一
つが共振器形である。図１５に表面弾性波フィルターの
構造と特性の相違を示す。図１５（ａ）は、横モード共
振子形表面弾性波フィルターであり、基板の上に２つの
ＩＤＴ電極（すだれ状電極）と４つの反射器が取り付け
られている。図１５（ｂ）は、縦モード共振子形表面弾
性波フィルターであり、基板の上に２つのＩＤＴ電極と
２つの反射器が取り付けられている。また、図１５
（ｃ）は、トランスバーサル形表面弾性波フィルターで
あり、基板の上に２つのＩＤＴ電極が取り付けられてい
る。
のタイプがあり、１つはトランスバーサル形で、もう一
つが共振器形である。図１５に表面弾性波フィルターの
構造と特性の相違を示す。図１５（ａ）は、横モード共
振子形表面弾性波フィルターであり、基板の上に２つの
ＩＤＴ電極（すだれ状電極）と４つの反射器が取り付け
られている。図１５（ｂ）は、縦モード共振子形表面弾
性波フィルターであり、基板の上に２つのＩＤＴ電極と
２つの反射器が取り付けられている。また、図１５
（ｃ）は、トランスバーサル形表面弾性波フィルターで
あり、基板の上に２つのＩＤＴ電極が取り付けられてい
る。
【０００６】化学センサには主としてトランスバーサル
形表面弾性波デバイスが使用されてきた（『塩川、泉
森、“弾性波デバイスを用いた化学センサ”、電学論
ｃ、１１１巻、９号、平成３年』、『Ｈ．Ｗｏｈｌｔｊ
ａｎ，Ｒ．Ｄｅｓｓｙ，Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｃｏｕｓｔ
ｉｃ Ｗａｖｅ Ｐｒｏｂｅ ｆｏｒ Ｃｈｅｍｉｃａ
ｌＡｎａｌｙｓｉｓ．Ｉ Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ
ａｎｄ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ Ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏ
ｎ，Ａｎａｌ．Ｃｈｅｍ ｖｏｌ．５１，Ｎｏ．９，１
４５８，（１９７９）』、『Ｒ．Ｃ．Ｈｕｇｈｅｓ，
Ａ．Ｊ．Ｒｉｃｃｏ，Ｍ．Ａ．Ｂｕｔｔｅｒ，Ｓ．Ｊ．
Ｍａｒｔｉｎ，Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｉｃｒｏｓｅｎｓ
ｅｒｓ，Ｓｃｉｅｎｃｅ ｖｏｌ２５４，７４，（１９
９１）』）。
形表面弾性波デバイスが使用されてきた（『塩川、泉
森、“弾性波デバイスを用いた化学センサ”、電学論
ｃ、１１１巻、９号、平成３年』、『Ｈ．Ｗｏｈｌｔｊ
ａｎ，Ｒ．Ｄｅｓｓｙ，Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｃｏｕｓｔ
ｉｃ Ｗａｖｅ Ｐｒｏｂｅ ｆｏｒ Ｃｈｅｍｉｃａ
ｌＡｎａｌｙｓｉｓ．Ｉ Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ
ａｎｄ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ Ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏ
ｎ，Ａｎａｌ．Ｃｈｅｍ ｖｏｌ．５１，Ｎｏ．９，１
４５８，（１９７９）』、『Ｒ．Ｃ．Ｈｕｇｈｅｓ，
Ａ．Ｊ．Ｒｉｃｃｏ，Ｍ．Ａ．Ｂｕｔｔｅｒ，Ｓ．Ｊ．
Ｍａｒｔｉｎ，Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｉｃｒｏｓｅｎｓ
ｅｒｓ，Ｓｃｉｅｎｃｅ ｖｏｌ２５４，７４，（１９
９１）』）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】トランスバーサル形表
面弾性波デバイスを用いた化学センサは、解析が容易で
あり、センサの大きさが大きく（数センチ角）、センサ
としての機能を持たせるための細工（加工）が比較的易
しかった。
面弾性波デバイスを用いた化学センサは、解析が容易で
あり、センサの大きさが大きく（数センチ角）、センサ
としての機能を持たせるための細工（加工）が比較的易
しかった。
【０００８】しかしながら、トランスバーサル形表面弾
性波デバイスを用いた化学センサは、検出精度を挙げる
ためには中心周波数の鋭さ（Ｑ値）を上げるなければい
けないが、Ｑ値を上げるには限界がある（中心周波数に
対して３％以上の広がりをもつ）。
性波デバイスを用いた化学センサは、検出精度を挙げる
ためには中心周波数の鋭さ（Ｑ値）を上げるなければい
けないが、Ｑ値を上げるには限界がある（中心周波数に
対して３％以上の広がりをもつ）。
【０００９】さらに、トランスバーサル形の表面弾性波
デバイスを用いた化学センサは、表面弾性波の伝送路上
に機能を持たせた薄膜をコーティングする必要があり、
この薄膜をつけるためにフォト・リソグラフィー行程が
必要であった（ＩＤＴ電極上にはコーティングしなかっ
た）。
デバイスを用いた化学センサは、表面弾性波の伝送路上
に機能を持たせた薄膜をコーティングする必要があり、
この薄膜をつけるためにフォト・リソグラフィー行程が
必要であった（ＩＤＴ電極上にはコーティングしなかっ
た）。
【００１０】また、従来の化学センサは、吸着による中
心周波数シフト検出のみを利用したガスセンサやにおい
センサが主流であり、表面弾性波デバイスが有する種々
のパラメータ（挿入損失やインピーダンス等）を利用し
ているものは少なかった。
心周波数シフト検出のみを利用したガスセンサやにおい
センサが主流であり、表面弾性波デバイスが有する種々
のパラメータ（挿入損失やインピーダンス等）を利用し
ているものは少なかった。
【００１１】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであり、容易に製造でき、表面弾性波デバイス
が有する種々のパラメータを利用した検出精度の高いセ
ンサを提供することを目的とする。
れたものであり、容易に製造でき、表面弾性波デバイス
が有する種々のパラメータを利用した検出精度の高いセ
ンサを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、すだ
れ状電極と反射器とを備えた共振器形表面弾性波デバイ
スの特性変化を測定して、共振器形表面弾性波デバイス
の環境の検出対象を検出するセンサであって、共振器形
表面弾性波デバイスの表面をＴｉＯ2 でコーティングし
たことを特徴とする。
れ状電極と反射器とを備えた共振器形表面弾性波デバイ
スの特性変化を測定して、共振器形表面弾性波デバイス
の環境の検出対象を検出するセンサであって、共振器形
表面弾性波デバイスの表面をＴｉＯ2 でコーティングし
たことを特徴とする。
【００１３】請求項２の発明は、請求項１に記載のセン
サにおいて、すだれ状電極及び又は反射器をＴｉＯ2 で
コーティングしたことを特徴とする。
サにおいて、すだれ状電極及び又は反射器をＴｉＯ2 で
コーティングしたことを特徴とする。
【００１４】請求項３の発明は、請求項１に記載のセン
サにおいて、共振器形表面弾性波デバイスの表面全体を
ＴｉＯ2 でコーティングしたことを特徴とする。
サにおいて、共振器形表面弾性波デバイスの表面全体を
ＴｉＯ2 でコーティングしたことを特徴とする。
【００１５】請求項４の発明は、請求項１〜３の何れか
に記載のセンサにおいて、共振器形表面弾性波デバイス
が表面弾性波を利用した共振器であることを特徴とす
る。
に記載のセンサにおいて、共振器形表面弾性波デバイス
が表面弾性波を利用した共振器であることを特徴とす
る。
【００１６】請求項５の発明は、請求項１〜３の何れか
に記載のセンサにおいて、共振器形表面弾性波デバイス
が共振器形の表面弾性波フィルターであることを特徴と
する。
に記載のセンサにおいて、共振器形表面弾性波デバイス
が共振器形の表面弾性波フィルターであることを特徴と
する。
【００１７】請求項６の発明は請求項１〜５の何れかに
記載のセンサにおいて、検出対象の雰囲気の変化及び又
は共振器形表面弾性波デバイスの表面にコーティングし
たＴｉＯ2 の表面への検出対象の吸着に係る共振器形表
面弾性波デバイスの特性変化を測定して、検出対象を検
出することを特徴とする。
記載のセンサにおいて、検出対象の雰囲気の変化及び又
は共振器形表面弾性波デバイスの表面にコーティングし
たＴｉＯ2 の表面への検出対象の吸着に係る共振器形表
面弾性波デバイスの特性変化を測定して、検出対象を検
出することを特徴とする。
【００１８】請求項７の発明は、請求項１〜６の何れか
に記載のセンサにおいて、共振器形表面弾性波デバイス
の表面にコーティングしたＴｉＯ2 の表面へ吸着した検
出対象に紫外線を照射して、ＴｉＯ2 の光触媒反応に係
る共振器形表面弾性波デバイスの特性変化を測定して、
検出対象を検出することを特徴とする。
に記載のセンサにおいて、共振器形表面弾性波デバイス
の表面にコーティングしたＴｉＯ2 の表面へ吸着した検
出対象に紫外線を照射して、ＴｉＯ2 の光触媒反応に係
る共振器形表面弾性波デバイスの特性変化を測定して、
検出対象を検出することを特徴とする。
【００１９】請求項８の発明は、請求項１〜７の何れか
に記載のセンサにおいて、共振器形表面弾性波デバイス
の中心周波数を測定する中心周波数測定手段を備え、中
心周波数測定手段が測定した中心周波数に係る情報を用
いて検出対象を検出することを特徴とする。
に記載のセンサにおいて、共振器形表面弾性波デバイス
の中心周波数を測定する中心周波数測定手段を備え、中
心周波数測定手段が測定した中心周波数に係る情報を用
いて検出対象を検出することを特徴とする。
【００２０】請求項９の発明は、請求項１〜８の何れか
に記載のセンサにおいて、共振器形表面弾性波デバイス
の挿入損失を測定する挿入損失測定手段を備え、挿入損
失測定手段が測定した挿入損失に係る情報を用いて検出
対象を検出することを特徴とする。
に記載のセンサにおいて、共振器形表面弾性波デバイス
の挿入損失を測定する挿入損失測定手段を備え、挿入損
失測定手段が測定した挿入損失に係る情報を用いて検出
対象を検出することを特徴とする。
【００２１】請求項１０の発明は、請求項１〜９の何れ
かに記載のセンサにおいて、共振器形表面弾性波デバイ
スのレジスタンスを測定するレジスタンス測定手段を備
え、レジスタンス測定手段が測定したレジスタンスに係
る情報を用いて検出対象を検出することを特徴とする。
かに記載のセンサにおいて、共振器形表面弾性波デバイ
スのレジスタンスを測定するレジスタンス測定手段を備
え、レジスタンス測定手段が測定したレジスタンスに係
る情報を用いて検出対象を検出することを特徴とする。
【００２２】請求項１１の発明は、請求項１〜１０の何
れかに記載のセンサにおいて、共振器形表面弾性波デバ
イスのリアクタンスを測定するリアクタンス測定手段を
備え、リアクタンス測定手段が測定したリアクタンスに
係る情報を用いて検出対象を検出することを特徴とす
る。
れかに記載のセンサにおいて、共振器形表面弾性波デバ
イスのリアクタンスを測定するリアクタンス測定手段を
備え、リアクタンス測定手段が測定したリアクタンスに
係る情報を用いて検出対象を検出することを特徴とす
る。
【００２３】請求項１２の発明は、請求項１〜１１の何
れかに記載のセンサにおいて、上記共振器形表面弾性波
デバイスの表面にコーティングしたＴｉＯ2 の表面に吸
着した吸着物質があらかじめ検出対象として定めた検出
対象化学種であるか否かを判断する化学種同定手段を備
えたことを特徴とする。
れかに記載のセンサにおいて、上記共振器形表面弾性波
デバイスの表面にコーティングしたＴｉＯ2 の表面に吸
着した吸着物質があらかじめ検出対象として定めた検出
対象化学種であるか否かを判断する化学種同定手段を備
えたことを特徴とする。
【００２４】請求項１３の発明は、請求項１２に記載の
センサにおいて、検出対象化学種が所定のアルコール種
及び又はアルデヒド種であることを特徴とする。
センサにおいて、検出対象化学種が所定のアルコール種
及び又はアルデヒド種であることを特徴とする。
【００２５】請求項１４の発明は、請求項１〜１３の何
れかに記載のセンサにおいて、共振器形表面弾性波デバ
イスの表面にコーティングしたＴｉＯ2 の表面への吸着
した吸着物質の化学プロセスをモニタリングする化学プ
ロセスモニタリング手段を備えたことを特徴とする。
れかに記載のセンサにおいて、共振器形表面弾性波デバ
イスの表面にコーティングしたＴｉＯ2 の表面への吸着
した吸着物質の化学プロセスをモニタリングする化学プ
ロセスモニタリング手段を備えたことを特徴とする。
【００２６】請求項１５の発明は、請求項１４に記載の
センサにおいて、化学プロセスが、検出対象のＴｉＯ2
表面への吸着及び又はＴｉＯ2 の光触媒反応であること
を特徴とする。
センサにおいて、化学プロセスが、検出対象のＴｉＯ2
表面への吸着及び又はＴｉＯ2 の光触媒反応であること
を特徴とする。
【００２７】請求項１６の発明は、請求項１〜１５の何
れかに記載のセンサにおいて、共振器形表面弾性波デバ
イスの表面にコーティングしたＴｉＯ2 表面の吸着水の
量を制御することにより感度を設定したことを特徴とす
る。
れかに記載のセンサにおいて、共振器形表面弾性波デバ
イスの表面にコーティングしたＴｉＯ2 表面の吸着水の
量を制御することにより感度を設定したことを特徴とす
る。
【００２８】請求項１７の発明は、請求項１６に記載の
センサにおいて、紫外線を照射して吸着水の量を制御す
ることを特徴とする。
センサにおいて、紫外線を照射して吸着水の量を制御す
ることを特徴とする。
【００２９】請求項１８の発明は、請求項１〜１７の何
れかに記載のセンサにおいて、共振器形表面弾性波デバ
イスの表面にコーティングしたＴｉＯ2 の一部又は全体
がアナターゼ構造であることを特徴とする。
れかに記載のセンサにおいて、共振器形表面弾性波デバ
イスの表面にコーティングしたＴｉＯ2 の一部又は全体
がアナターゼ構造であることを特徴とする。
【００３０】請求項１９の発明は、すだれ状電極と反射
器とを備えた共振器形表面弾性波デバイスの特性変化を
測定して、共振器形表面弾性波デバイスの環境の検出対
象を検出するセンサの製造方法であって、共振器形表面
弾性波デバイスの表面をＴｉＯ2 でコーティングするこ
とを特徴とする。
器とを備えた共振器形表面弾性波デバイスの特性変化を
測定して、共振器形表面弾性波デバイスの環境の検出対
象を検出するセンサの製造方法であって、共振器形表面
弾性波デバイスの表面をＴｉＯ2 でコーティングするこ
とを特徴とする。
【００３１】請求項２０の発明は、請求項１９に記載の
センサの製造方法において、すだれ状電極及び又は共振
器をＴｉＯ2 でコーティングすることを特徴とする。
センサの製造方法において、すだれ状電極及び又は共振
器をＴｉＯ2 でコーティングすることを特徴とする。
【００３２】請求項２１の発明は、請求項１９に記載の
センサの製造方法において、共振器形表面弾性波デバイ
スの表面全体をＴｉＯ2 でコーティングすることを特徴
とする。
センサの製造方法において、共振器形表面弾性波デバイ
スの表面全体をＴｉＯ2 でコーティングすることを特徴
とする。
【００３３】請求項２２の発明は、請求項１９〜２１の
何れかに記載のセンサの製造方法において、ＴｉＯ2 の
一部又は全体がアナターゼ構造になるように、ＴｉＯ2
を共振器形表面弾性波デバイスの表面にコーティングす
ることを特徴とする。
何れかに記載のセンサの製造方法において、ＴｉＯ2 の
一部又は全体がアナターゼ構造になるように、ＴｉＯ2
を共振器形表面弾性波デバイスの表面にコーティングす
ることを特徴とする。
【００３４】請求項２３の発明は、請求項１９〜２２の
何れかに記載のセンサの製造方法において、スピンコー
ト法又はディップ法を用いて共振器形表面弾性波デバイ
スの表面をＴｉＯ2 でコーティングすることを特徴とす
る。
何れかに記載のセンサの製造方法において、スピンコー
ト法又はディップ法を用いて共振器形表面弾性波デバイ
スの表面をＴｉＯ2 でコーティングすることを特徴とす
る。
【００３５】
【発明の実施の形態】以下、本発明によるセンサの実施
の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３６】図１は、本実施の形態におけるセンサに用
いた表面弾性波フィルターの概略構成を示したものであ
る。表面弾性波フィルターは、ＩＤＴ電極１（Ｉｎｔｅ
ｒｄｉｇｉｔａｌ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）と反射器２
（Ｇｒａｔｉｎｇ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）と図示しない
圧電基板とからなる。
いた表面弾性波フィルターの概略構成を示したものであ
る。表面弾性波フィルターは、ＩＤＴ電極１（Ｉｎｔｅ
ｒｄｉｇｉｔａｌ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）と反射器２
（Ｇｒａｔｉｎｇ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）と図示しない
圧電基板とからなる。
【００３７】本実施の形態で使用した表面弾性波フィル
ターは、横モード共振子形の一種であり、携帯電話やポ
ケットベルの中のＩＦフィルターとして用いられるもの
であり、中心周波数は１５０ＭＨｚである。なお、本実
施の形態で使用した表面弾性波フィルターは、共振子を
近接して併設してその導波路モードを弾性的に結合した
多重モードフィルタ（弾性結合タイプの２重フィルタ）
である。
ターは、横モード共振子形の一種であり、携帯電話やポ
ケットベルの中のＩＦフィルターとして用いられるもの
であり、中心周波数は１５０ＭＨｚである。なお、本実
施の形態で使用した表面弾性波フィルターは、共振子を
近接して併設してその導波路モードを弾性的に結合した
多重モードフィルタ（弾性結合タイプの２重フィルタ）
である。
【００３８】本実施の形態におけるセンサは、図１に示
した表面弾性波フィルターのＩＤＴ電極１と反射器２を
含めた表面全体をＴｉＯ2 （二酸化チタン）でコーティ
ングしている。ＴｉＯ2 のコーティングにはスピンコー
ト法を用いた。ＴｉＯ2 薄膜の膜厚は約１μｍとした。
これは、膜厚が薄すぎると光触媒として有効に機能しな
くなり、膜厚があつすぎると表面弾性波の発振特性が悪
くなることを考慮して、適した膜厚に定めたものであ
る。
した表面弾性波フィルターのＩＤＴ電極１と反射器２を
含めた表面全体をＴｉＯ2 （二酸化チタン）でコーティ
ングしている。ＴｉＯ2 のコーティングにはスピンコー
ト法を用いた。ＴｉＯ2 薄膜の膜厚は約１μｍとした。
これは、膜厚が薄すぎると光触媒として有効に機能しな
くなり、膜厚があつすぎると表面弾性波の発振特性が悪
くなることを考慮して、適した膜厚に定めたものであ
る。
【００３９】電極ととり出しリード線はＡｌ（アルミニ
ウム）を用いた。また、表面弾性波フィルターの圧電基
板には温度係数０の水晶ＳＴカット板を用いた。
ウム）を用いた。また、表面弾性波フィルターの圧電基
板には温度係数０の水晶ＳＴカット板を用いた。
【００４０】図２は、表面弾性波フィルターの基本特性
を示したものである。図２に示したように、表面弾性波
フィルターの基本特性は、伝送特性と反射特性に分かれ
る。本実施の形態では、伝送特性から中心周波数（共振
周波数）ｆと挿入損失（ＩＬ：Ｉｎｓｅｒｔｉｏｎ Ｌ
ｏｓｓ）、反射特性からインピーダンス（＝レジスタン
ス＋リアクタンス）のパラメータを用いた。
を示したものである。図２に示したように、表面弾性波
フィルターの基本特性は、伝送特性と反射特性に分かれ
る。本実施の形態では、伝送特性から中心周波数（共振
周波数）ｆと挿入損失（ＩＬ：Ｉｎｓｅｒｔｉｏｎ Ｌ
ｏｓｓ）、反射特性からインピーダンス（＝レジスタン
ス＋リアクタンス）のパラメータを用いた。
【００４１】図３は、表面弾性波フィルターの中心周波
数ｆとＩＤＴ電極との関係を示したものである。表面弾
性波フィルターの中心周波数ｆは、ｆ＝ｖ／２ｄ（ｖ：
表面波速度，ｄ：電極間距離）で示され、表面吸着等で
ｖが変化するとｆが変化する。
数ｆとＩＤＴ電極との関係を示したものである。表面弾
性波フィルターの中心周波数ｆは、ｆ＝ｖ／２ｄ（ｖ：
表面波速度，ｄ：電極間距離）で示され、表面吸着等で
ｖが変化するとｆが変化する。
【００４２】また、挿入損失ＩＬは、ＩＬ＝１０ｌｏｇ
（ＥT ／ＥG ）で示されて、系のインピーダンスバラン
スのずれがＩＬの変化となって表れる。ここで、Ｅg は
信号源電力であり、Ｅt は供給電力である。図４に示す
ように、インピーダンス特性はスミスチャート（Ｓｍｉ
ｔｈ ｃｈａｒｔ）上でレジスタンスＲ，電気容量Ｃ，
インダクタンスＬの変化として捉えられる。
（ＥT ／ＥG ）で示されて、系のインピーダンスバラン
スのずれがＩＬの変化となって表れる。ここで、Ｅg は
信号源電力であり、Ｅt は供給電力である。図４に示す
ように、インピーダンス特性はスミスチャート（Ｓｍｉ
ｔｈ ｃｈａｒｔ）上でレジスタンスＲ，電気容量Ｃ，
インダクタンスＬの変化として捉えられる。
【００４３】本実施の形態では、このような表面弾性波
フィルターを利用したセンサによって、ＴｉＯ2 のもつ
光触媒反応のモニタリングを試みた。ＴｉＯ2 でコーテ
ィングした表面弾性波フィルターは、真空引き、ガス置
換のできる容器にセットして、計測にはマッチング回路
を介してネットワーク・アナライザを用いた。
フィルターを利用したセンサによって、ＴｉＯ2 のもつ
光触媒反応のモニタリングを試みた。ＴｉＯ2 でコーテ
ィングした表面弾性波フィルターは、真空引き、ガス置
換のできる容器にセットして、計測にはマッチング回路
を介してネットワーク・アナライザを用いた。
【００４４】最初にメタノール（ＭｅＯＨ）とエタノー
ル（ＥｔＯＨ）のＴｉＯ2 表面への吸着と波長が３６０
ｎｍ近傍である紫外線（ＵＶ光）の照射により分解，脱
着する過程をモニタリングしたしたときの中心周波数ｆ
と挿入損失ＩＬの測定結果を示す。
ル（ＥｔＯＨ）のＴｉＯ2 表面への吸着と波長が３６０
ｎｍ近傍である紫外線（ＵＶ光）の照射により分解，脱
着する過程をモニタリングしたしたときの中心周波数ｆ
と挿入損失ＩＬの測定結果を示す。
【００４５】図５は、表面弾性波フィルターの入った容
器を真空引きしておいてから容器内をメタノールを含ん
だ空気雰囲気にセットして、その後すぐに紫外線を照射
したときの、中心周波数ｆの時間変化と挿入損失ＩＬの
時間変化をプロットしたものである。
器を真空引きしておいてから容器内をメタノールを含ん
だ空気雰囲気にセットして、その後すぐに紫外線を照射
したときの、中心周波数ｆの時間変化と挿入損失ＩＬの
時間変化をプロットしたものである。
【００４６】図５（ａ）は、中心周波数ｆの時間変化を
示したものであり、横軸が時間（×１０3 ｓｅｃ）で、
縦軸が中心周波数ｆ（ｋＨｚ）を示している。時間０近
辺で中心周波数ｆが小さくなっているのはメタノールの
吸着と紫外線照射による変化である。時間が２０を過ぎ
てから中心周波数ｆが大きくなっているのは紫外線照射
を止めたときの変化を示している。
示したものであり、横軸が時間（×１０3 ｓｅｃ）で、
縦軸が中心周波数ｆ（ｋＨｚ）を示している。時間０近
辺で中心周波数ｆが小さくなっているのはメタノールの
吸着と紫外線照射による変化である。時間が２０を過ぎ
てから中心周波数ｆが大きくなっているのは紫外線照射
を止めたときの変化を示している。
【００４７】図５（ｂ）は、挿入損失ＩＬの時間変化を
示したものであり、横軸が時間（×１０3 ｓｅｃ）で、
縦軸が挿入損失ＩＬ（ｄＢ）を示している。時間０近辺
で挿入損失ＩＬが小さくなっているのはメタノールの吸
着と紫外線照射による変化である。時間が２０を過ぎて
から挿入損失ＩＬが大きくなっているのは紫外線照射を
止めたときの変化を示している。
示したものであり、横軸が時間（×１０3 ｓｅｃ）で、
縦軸が挿入損失ＩＬ（ｄＢ）を示している。時間０近辺
で挿入損失ＩＬが小さくなっているのはメタノールの吸
着と紫外線照射による変化である。時間が２０を過ぎて
から挿入損失ＩＬが大きくなっているのは紫外線照射を
止めたときの変化を示している。
【００４８】また、図６は、図５の２つのグラフを横軸
を周波数ｆ（ｋＨｚ），縦軸を挿入損失ＩＬ（ｄＢ）に
してプロットし直したものである。
を周波数ｆ（ｋＨｚ），縦軸を挿入損失ＩＬ（ｄＢ）に
してプロットし直したものである。
【００４９】同様に、図７は、表面弾性波フィルターの
入った容器を真空引きしておいてから容器内をエタノー
ルを含んだ空気雰囲気にセットして、その後すぐに紫外
線を照射したときの、中心周波数ｆの時間変化と挿入損
失ＩＬの時間変化をプロットしたものである。
入った容器を真空引きしておいてから容器内をエタノー
ルを含んだ空気雰囲気にセットして、その後すぐに紫外
線を照射したときの、中心周波数ｆの時間変化と挿入損
失ＩＬの時間変化をプロットしたものである。
【００５０】図７（ａ）は、中心周波数ｆの時間変化を
示したものであり、横軸が時間（×１０3 ｓｅｃ）で、
縦軸が中心周波数ｆ（ｋＨｚ）を示している。時間０近
辺で中心周波数ｆが小さくなっているのはエタノールの
吸着と紫外線照射による変化である。時間が２０を過ぎ
てから中心周波数ｆが大きくなっているのは紫外線照射
を止めたときの変化を示している。
示したものであり、横軸が時間（×１０3 ｓｅｃ）で、
縦軸が中心周波数ｆ（ｋＨｚ）を示している。時間０近
辺で中心周波数ｆが小さくなっているのはエタノールの
吸着と紫外線照射による変化である。時間が２０を過ぎ
てから中心周波数ｆが大きくなっているのは紫外線照射
を止めたときの変化を示している。
【００５１】図７（ｂ）は、挿入損失ＩＬの時間変化を
示したものであり、横軸が時間（×１０3 ｓｅｃ）で、
縦軸が挿入損失ＩＬ（ｄＢ）を示している。時間０近辺
で挿入損失ＩＬが小さくなっているのはメタノールの吸
着と紫外線照射による変化である。時間が２０を過ぎて
から挿入損失ＩＬが大きくなっているのは紫外線照射を
止めたときの変化を示している。
示したものであり、横軸が時間（×１０3 ｓｅｃ）で、
縦軸が挿入損失ＩＬ（ｄＢ）を示している。時間０近辺
で挿入損失ＩＬが小さくなっているのはメタノールの吸
着と紫外線照射による変化である。時間が２０を過ぎて
から挿入損失ＩＬが大きくなっているのは紫外線照射を
止めたときの変化を示している。
【００５２】また、図８は、図７の２つのグラフを横軸
を周波数ｆ（ｋＨｚ），縦軸を挿入損失ＩＬ（ｄＢ）に
してプロットし直したものである。
を周波数ｆ（ｋＨｚ），縦軸を挿入損失ＩＬ（ｄＢ）に
してプロットし直したものである。
【００５３】図６と図８を比較すると、本実施の形態の
表面弾性波フィルターを利用したセンサは、アルコール
種を認識するセンサとして使用できることがわかる。
表面弾性波フィルターを利用したセンサは、アルコール
種を認識するセンサとして使用できることがわかる。
【００５４】図９は、表面弾性波フィルターにコーティ
ングしたＴｉＯ2 の表面の構造を示したものである。
ングしたＴｉＯ2 の表面の構造を示したものである。
【００５５】（イ）ＴｉＯ2 の表面の第１層は、構造
を補償するように水（−ＯＨ基：水酸基）が結合子、そ
の上に水の層が何層にも積層した形になっている（図９
（ｂ））。
を補償するように水（−ＯＨ基：水酸基）が結合子、そ
の上に水の層が何層にも積層した形になっている（図９
（ｂ））。
【００５６】（ロ）このＴｉＯ2 を空気中や酸素雰囲気
中で紫外線を照射すると表面に積層された水はある程度
分解されて、簡単に吸着した水の層は除去できる（図９
（ａ））。
中で紫外線を照射すると表面に積層された水はある程度
分解されて、簡単に吸着した水の層は除去できる（図９
（ａ））。
【００５７】表面に水の層が積層しているかどうかは、
さらに水を吸着させると容易に判断できる。すなわち、
（イ）の状態（Ｈｏｍｏ ｓｔａｃｋｉｎｇ）と（ロ）
の状態（Ｈｅｔｅｒｏ ｓｔａｃｋｉｎｇ）では、吸着
時の特性変化に違いがある。
さらに水を吸着させると容易に判断できる。すなわち、
（イ）の状態（Ｈｏｍｏ ｓｔａｃｋｉｎｇ）と（ロ）
の状態（Ｈｅｔｅｒｏ ｓｔａｃｋｉｎｇ）では、吸着
時の特性変化に違いがある。
【００５８】図１０は、（イ）の状態で、表面弾性波フ
ィルターの入った容器を真空引きしておいてから容器内
をエタノール，メタノール，イソプロピルアルコール
（ＩＰＡ）の雰囲気にセットして表面弾性波フィルター
を２０秒間さらしたときの、表面弾性波フィルターの中
心周波数変化に対する挿入損失変化をプロットしたもの
であり、横軸は中心周波数ｆ（Ｈｚ）を示していて、縦
軸は挿入損失ＩＬ（ｄＢ）を示している。
ィルターの入った容器を真空引きしておいてから容器内
をエタノール，メタノール，イソプロピルアルコール
（ＩＰＡ）の雰囲気にセットして表面弾性波フィルター
を２０秒間さらしたときの、表面弾性波フィルターの中
心周波数変化に対する挿入損失変化をプロットしたもの
であり、横軸は中心周波数ｆ（Ｈｚ）を示していて、縦
軸は挿入損失ＩＬ（ｄＢ）を示している。
【００５９】図１１（ａ）は、（イ）の状態で、表面弾
性波フィルターの入った容器を真空引きしておいてから
容器内を水の雰囲気にセットして表面弾性波フィルター
を２０秒間さらしたときの、表面弾性波フィルターの中
心周波数変化に対する挿入損失変化をプロットしたもの
である。同様に、図１１（ｂ）は、（ロ）の状態で、表
面弾性波フィルターの入った容器を真空引きしておいて
から容器内を水の雰囲気にセットして表面弾性波フィル
ターを２０秒間さらしたときの、表面弾性波フィルター
の中心周波数変化に対する挿入損失変化をプロットした
ものである。図１１（ａ）（ｂ）の横軸は中心周波数ｆ
（ｋＨｚ）を示していて、縦軸は挿入損失ＩＬ（ｄＢ）
を示している。
性波フィルターの入った容器を真空引きしておいてから
容器内を水の雰囲気にセットして表面弾性波フィルター
を２０秒間さらしたときの、表面弾性波フィルターの中
心周波数変化に対する挿入損失変化をプロットしたもの
である。同様に、図１１（ｂ）は、（ロ）の状態で、表
面弾性波フィルターの入った容器を真空引きしておいて
から容器内を水の雰囲気にセットして表面弾性波フィル
ターを２０秒間さらしたときの、表面弾性波フィルター
の中心周波数変化に対する挿入損失変化をプロットした
ものである。図１１（ａ）（ｂ）の横軸は中心周波数ｆ
（ｋＨｚ）を示していて、縦軸は挿入損失ＩＬ（ｄＢ）
を示している。
【００６０】図１２は、（ロ）の状態で、表面弾性波フ
ィルターの入った容器を真空引きしておいてから容器内
をメタノール，エタノール，イソプロピルアルコールの
雰囲気にセットしてアルコールを吸着させて、吸着によ
る挿入損失ＩＬの変化が定常状態になったのを確認後、
紫外線照射による挿入損失ＩＬの時間変化をプロットし
たものである。ただし、図１２において、吸着による挿
入損失ＩＬ量を原点に移動させてプロットした。メタノ
ール，エタノール，イソプロピルアルコールについて
は、それぞれ濃度の違う２種類のデータを示した。ま
た、参考までにＡＩＲ（空気）中でのデータも示した。
ィルターの入った容器を真空引きしておいてから容器内
をメタノール，エタノール，イソプロピルアルコールの
雰囲気にセットしてアルコールを吸着させて、吸着によ
る挿入損失ＩＬの変化が定常状態になったのを確認後、
紫外線照射による挿入損失ＩＬの時間変化をプロットし
たものである。ただし、図１２において、吸着による挿
入損失ＩＬ量を原点に移動させてプロットした。メタノ
ール，エタノール，イソプロピルアルコールについて
は、それぞれ濃度の違う２種類のデータを示した。ま
た、参考までにＡＩＲ（空気）中でのデータも示した。
【００６１】図１２を見ると、紫外線照射後の挿入損失
ＩＬの時間変化からアルコール種が同定できることがわ
かる（同じアルコールの場合は濃度の違いが識別でき
る）。つまり、たとえ吸着による挿入損失ＩＬの変化が
同じでも、紫外線照射による分解過程が違うので、紫外
線照射後の挿入損失ＩＬの変化からアルコール種が同定
できる。
ＩＬの時間変化からアルコール種が同定できることがわ
かる（同じアルコールの場合は濃度の違いが識別でき
る）。つまり、たとえ吸着による挿入損失ＩＬの変化が
同じでも、紫外線照射による分解過程が違うので、紫外
線照射後の挿入損失ＩＬの変化からアルコール種が同定
できる。
【００６２】図５〜８からアルコールの吸着と紫外線照
射では同じようなＩＬ変化を示すことがわかる。図１３
はエタノールの吸着と紫外線照射を行ったときのインピ
ーダンス特性（反射特性）を測定して、横軸をレジスタ
ンス（Ω），縦軸をリアクタンス（Ω）にしてプロット
したものである。図１３のインピーダンス特性を見る
と、吸着過程と紫外線照射によるものの違いが明らかに
なる。このように、インピーダンス測定により、化学プ
ロセス（ＴｉＯ2 の光触媒反応等）のモニタリングを行
える。
射では同じようなＩＬ変化を示すことがわかる。図１３
はエタノールの吸着と紫外線照射を行ったときのインピ
ーダンス特性（反射特性）を測定して、横軸をレジスタ
ンス（Ω），縦軸をリアクタンス（Ω）にしてプロット
したものである。図１３のインピーダンス特性を見る
と、吸着過程と紫外線照射によるものの違いが明らかに
なる。このように、インピーダンス測定により、化学プ
ロセス（ＴｉＯ2 の光触媒反応等）のモニタリングを行
える。
【００６３】以上のように上記の実施の形態によれば、
横モード共振子形表面弾性波フィルターのＩＤＴ電極と
反射器を含めた表面全体をＴｉＯ2 でコーティングし
て、この表面弾性波フィルターを、真空引き、ガス置換
のできる容器にセットして、マッチング回路を介してネ
ットワーク・アナライザを用いて、種々のアルコールの
中心周波数や挿入損失を測定するようにした表面弾性波
フィルターを用いたセンサが、アルコール種を同定でき
る化学センサとして有効に機能することがわかる。さら
に、表面弾性波フィルターのインピーダンス測定を行う
ことにより、化学プロセスをモニタリングするセンサと
して使用できる。
横モード共振子形表面弾性波フィルターのＩＤＴ電極と
反射器を含めた表面全体をＴｉＯ2 でコーティングし
て、この表面弾性波フィルターを、真空引き、ガス置換
のできる容器にセットして、マッチング回路を介してネ
ットワーク・アナライザを用いて、種々のアルコールの
中心周波数や挿入損失を測定するようにした表面弾性波
フィルターを用いたセンサが、アルコール種を同定でき
る化学センサとして有効に機能することがわかる。さら
に、表面弾性波フィルターのインピーダンス測定を行う
ことにより、化学プロセスをモニタリングするセンサと
して使用できる。
【００６４】本実施の形態では、表面弾性波フィルター
の表面全体にＴｉＯ2 をコーティングしているので、表
面弾性波を発生させるＩＤＴ電極に直接ＴｉＯ2 の変化
（吸着や紫外線照射によるキャリアの発生）が表れ感度
が増している。
の表面全体にＴｉＯ2 をコーティングしているので、表
面弾性波を発生させるＩＤＴ電極に直接ＴｉＯ2 の変化
（吸着や紫外線照射によるキャリアの発生）が表れ感度
が増している。
【００６５】本発明は、上記の実施の形態のものに限定
されるものでなく、種々の変形を許容するものである。
されるものでなく、種々の変形を許容するものである。
【００６６】上記の実施の形態では、ＴｉＯ2 をスピン
コート法によりコーティングしたものを示したが、Ｔｉ
Ｏ2 の結晶構造がアナターゼリッチの構造になるならば
ディップコート法等の他の方法を用いてもよい。
コート法によりコーティングしたものを示したが、Ｔｉ
Ｏ2 の結晶構造がアナターゼリッチの構造になるならば
ディップコート法等の他の方法を用いてもよい。
【００６７】また、上記実施の形態では、光照射に３６
０ｎｍ近傍の紫外線を用いたが、ＴｉＯ2 の持つ吸収端
より波長の短い紫外線であれば同様に適用できる。
０ｎｍ近傍の紫外線を用いたが、ＴｉＯ2 の持つ吸収端
より波長の短い紫外線であれば同様に適用できる。
【００６８】さらに、上記実施の形態では、メタノー
ル、エタノール、イソプロピルアルコールの測定結果を
示したが、本発明は他のアルコールやアルコール以外の
物質（アセトアルデヒド等のアルデヒド種等）にも同様
に適用できる。
ル、エタノール、イソプロピルアルコールの測定結果を
示したが、本発明は他のアルコールやアルコール以外の
物質（アセトアルデヒド等のアルデヒド種等）にも同様
に適用できる。
【００６９】さらにまた、上記実施の形態では、共振器
形表面弾性波フィルターをガスセンサとして用いたもの
を示したが、本発明は、イオンセンサ等の他の化学セン
サにも同様に適用でき、圧力センサ等の化学センサ以外
の他のセンサにも同様に適用できる。
形表面弾性波フィルターをガスセンサとして用いたもの
を示したが、本発明は、イオンセンサ等の他の化学セン
サにも同様に適用でき、圧力センサ等の化学センサ以外
の他のセンサにも同様に適用できる。
【００７０】図１４は、表面弾性波を利用した共振器の
構成を示したものである。上記実施の形態では、共振器
形表面弾性波フィルターを用いたものを示したが、図１
４のような単一の共振器のような他の共振器形表面弾性
波デバイスを用いてもよく、単一の共振器の方が共振器
形表面弾性波フィルターよりも周波数検出精度が向上し
て解析も容易になる。
構成を示したものである。上記実施の形態では、共振器
形表面弾性波フィルターを用いたものを示したが、図１
４のような単一の共振器のような他の共振器形表面弾性
波デバイスを用いてもよく、単一の共振器の方が共振器
形表面弾性波フィルターよりも周波数検出精度が向上し
て解析も容易になる。
【００７１】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、共
振器形表面弾性波デバイスの表面をＴｉＯ2 でコーティ
ングするようにしたので、ＴｉＯ2 の表面への吸着や紫
外線照射によるＴｉＯ2 の光触媒反応に係る種々の特性
を測定することにより、検出対象を検出することができ
る。
振器形表面弾性波デバイスの表面をＴｉＯ2 でコーティ
ングするようにしたので、ＴｉＯ2 の表面への吸着や紫
外線照射によるＴｉＯ2 の光触媒反応に係る種々の特性
を測定することにより、検出対象を検出することができ
る。
【００７２】そして、すだれ状電極や反射器をＴｉＯ2
でコーティングすることにより、表面弾性波を発生させ
るすだれ状電極や反射器に直接ＴｉＯ2 の変化が表れ感
度が増している。
でコーティングすることにより、表面弾性波を発生させ
るすだれ状電極や反射器に直接ＴｉＯ2 の変化が表れ感
度が増している。
【００７３】特に、共振器形表面弾性波デバイスの表面
全体をＴｉＯ2 でコーティングすることにより、従来に
比べて薄膜のコーティングが容易に行える。ＴｉＯ2 の
コーティングにはスピンコート法やディップ法が有効で
ある。
全体をＴｉＯ2 でコーティングすることにより、従来に
比べて薄膜のコーティングが容易に行える。ＴｉＯ2 の
コーティングにはスピンコート法やディップ法が有効で
ある。
【００７４】また、共振器形表面弾性波デバイスの中心
周波数、挿入損失、レジスタンス、リアクタンスを測定
することにより、化学種の同定だけでなく、化学プロセ
スをモニタリングするセンサとしても使用できる。
周波数、挿入損失、レジスタンス、リアクタンスを測定
することにより、化学種の同定だけでなく、化学プロセ
スをモニタリングするセンサとしても使用できる。
【図１】実施の形態におけるセンサに用いた表面弾性波
フィルターの概略構成を示す図である。
フィルターの概略構成を示す図である。
【図２】実施の形態における表面弾性波フィルターの基
本特性を示す図である。
本特性を示す図である。
【図３】実施の形態における表面弾性波フィルターの中
心周波数ｆとＩＤＴ電極との関係を示す図である。
心周波数ｆとＩＤＴ電極との関係を示す図である。
【図４】実施の形態におけるスミスチャートとレジスタ
ンスＲ，電気容量Ｃ，インダクタンスＬとの関係を示す
図である。
ンスＲ，電気容量Ｃ，インダクタンスＬとの関係を示す
図である。
【図５】実施の形態におけるメタノールの吸着から分解
までの表面弾性波フィルターの中心周波数の時間変化と
挿入損失の時間変化を示すグラフである。
までの表面弾性波フィルターの中心周波数の時間変化と
挿入損失の時間変化を示すグラフである。
【図６】実施の形態におけるメタノールの吸着から分解
までの表面弾性波フィルターの中心周波数変化に対する
挿入損失変化を示すグラフである。
までの表面弾性波フィルターの中心周波数変化に対する
挿入損失変化を示すグラフである。
【図７】実施の形態におけるエタノールの吸着から分解
までの表面弾性波フィルターの中心周波数の時間変化と
挿入損失の時間変化を示すグラフである。
までの表面弾性波フィルターの中心周波数の時間変化と
挿入損失の時間変化を示すグラフである。
【図８】実施の形態におけるエタノールの吸着から分解
までの表面弾性波フィルターの中心周波数変化に対する
挿入損失変化を示すグラフである。
までの表面弾性波フィルターの中心周波数変化に対する
挿入損失変化を示すグラフである。
【図９】実施の形態における表面弾性波フィルターにコ
ーティングしたＴｉＯ2 の表面の構造を示す図である。
ーティングしたＴｉＯ2 の表面の構造を示す図である。
【図１０】実施の形態における表面弾性波フィルターの
ＴｉＯ2 の表面に物理吸着水がある状態でエタノール，
メタノール，イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）の雰囲
気に表面弾性波フィルターを２０秒間さらしたときの、
表面弾性波フィルターの中心周波数変化に対する挿入損
失変化を示すグラフである。
ＴｉＯ2 の表面に物理吸着水がある状態でエタノール，
メタノール，イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）の雰囲
気に表面弾性波フィルターを２０秒間さらしたときの、
表面弾性波フィルターの中心周波数変化に対する挿入損
失変化を示すグラフである。
【図１１】実施の形態における表面弾性波フィルターの
ＴｉＯ2 の表面に物理吸着水がある状態と無い状態で、
水の雰囲気に表面弾性波フィルターを２０秒間さらした
ときの、表面弾性波フィルターの中心周波数変化に対す
る挿入損失変化を示すグラフである。
ＴｉＯ2 の表面に物理吸着水がある状態と無い状態で、
水の雰囲気に表面弾性波フィルターを２０秒間さらした
ときの、表面弾性波フィルターの中心周波数変化に対す
る挿入損失変化を示すグラフである。
【図１２】実施の形態における物理吸着水がない状態
で、メタノール，エタノール，イソプロピルアルコール
を吸着させて吸着による挿入損失ＩＬの変化が定常状態
になったのを確認後、紫外線照射による挿入損失ＩＬの
時間変化を吸着による挿入損失ＩＬ量を原点に移動させ
てプロットしたグラフである。
で、メタノール，エタノール，イソプロピルアルコール
を吸着させて吸着による挿入損失ＩＬの変化が定常状態
になったのを確認後、紫外線照射による挿入損失ＩＬの
時間変化を吸着による挿入損失ＩＬ量を原点に移動させ
てプロットしたグラフである。
【図１３】実施の形態におけるエタノールの吸着と紫外
線照射にる分解までのインピーダンス特性示すグラフで
ある。
線照射にる分解までのインピーダンス特性示すグラフで
ある。
【図１４】実施の形態における表面弾性波を利用した共
振器の構成を示した図である。
振器の構成を示した図である。
【図１５】従来の表面弾性波フィルターの構造と特性の
相違を示す図である。
相違を示す図である。
１ ＩＤＴ電極 ２ 反射器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０３Ｈ 9/00 Ｈ０３Ｈ 9/00 (72)発明者 彌田 智一 神奈川県厚木市森の里３丁目12番地 ベル ブリーズ森の里２号棟301号 (72)発明者 田川 良彦 神奈川県座間市相武台４−4673−１ エル 322
Claims (23)
- 【請求項１】 すだれ状電極と反射器とを備えた共振器
形表面弾性波デバイスの特性変化を測定して、上記共振
器形表面弾性波デバイスの環境の検出対象を検出するセ
ンサであって、 上記共振器形表面弾性波デバイスの表面をＴｉＯ2 でコ
ーティングしたことを特徴とするセンサ。 - 【請求項２】 上記すだれ状電極及び又は上記反射器を
ＴｉＯ2 でコーティングしたことを特徴とする請求項１
に記載のセンサ。 - 【請求項３】 上記共振器形表面弾性波デバイスの表面
全体をＴｉＯ2 でコーティングしたことを特徴とする請
求項１に記載のセンサ。 - 【請求項４】 上記共振器形表面弾性波デバイスは、表
面弾性波を利用した共振器であることを特徴とする請求
項１〜３の何れかに記載のセンサ。 - 【請求項５】 上記共振器形表面弾性波デバイスは、共
振器形の表面弾性波フィルターであることを特徴とする
請求項１〜３の何れかに記載のセンサ。 - 【請求項６】 検出対象の雰囲気の変化及び又は上記共
振器形表面弾性波デバイスの表面にコーティングしたＴ
ｉＯ2 の表面への検出対象の吸着に係る上記共振器形表
面弾性波デバイスの特性変化を測定して、検出対象を検
出することを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の
センサ。 - 【請求項７】 上記共振器形表面弾性波デバイスの表面
にコーティングしたＴｉＯ2 の表面へ吸着した検出対象
に紫外線を照射して、ＴｉＯ2 の光触媒反応に係る上記
共振器形表面弾性波デバイスの特性変化を測定して、検
出対象を検出することを特徴とする請求項１〜６の何れ
かに記載のセンサ。 - 【請求項８】 上記共振器形表面弾性波デバイスの中心
周波数を測定する中心周波数測定手段を備え、 上記中心周波数測定手段が測定した中心周波数に係る情
報を用いて検出対象を検出することを特徴とする請求項
１〜７の何れかに記載のセンサ。 - 【請求項９】 上記共振器形表面弾性波デバイスの挿入
損失を測定する挿入損失測定手段を備え、 上記挿入損失測定手段が測定した挿入損失に係る情報を
用いて検出対象を検出することを特徴とする請求項１〜
８の何れかに記載のセンサ。 - 【請求項１０】 上記共振器形表面弾性波デバイスのレ
ジスタンスを測定するレジスタンス測定手段を備え、 上記レジスタンス測定手段が測定したレジスタンスに係
る情報を用いて検出対象を検出することを特徴とする請
求項１〜９の何れかに記載のセンサ。 - 【請求項１１】 上記共振器形表面弾性波デバイスのリ
アクタンスを測定するリアクタンス測定手段を備え、 上記リアクタンス測定手段が測定したリアクタンスに係
る情報を用いて検出対象を検出することを特徴とする請
求項１〜１０の何れかに記載のセンサ。 - 【請求項１２】 上記共振器形表面弾性波デバイスの表
面にコーティングしたＴｉＯ2 の表面に吸着した吸着物
質があらかじめ検出対象として定めた検出対象化学種で
あるか否かを判断する化学種同定手段を備えたことを特
徴とする請求項１〜１１の何れかに記載のセンサ。 - 【請求項１３】 上記検出対象化学種が所定のアルコー
ル種及び又はアルデヒド種であることを特徴とする請求
項１２に記載のセンサ。 - 【請求項１４】 上記共振器形表面弾性波デバイスの表
面にコーティングしたＴｉＯ2 の表面への吸着した吸着
物質の化学プロセスをモニタリングする化学プロセスモ
ニタリング手段を備えたことを特徴とする請求項１〜１
３の何れかに記載のセンサ。 - 【請求項１５】 上記化学プロセスが、検出対象のＴｉ
Ｏ2 表面への吸着及び又はＴｉＯ2 の光触媒反応である
ことを特徴とする請求項１４に記載のセンサ。 - 【請求項１６】 上記共振器形表面弾性波デバイスの表
面にコーティングしたＴｉＯ2 表面の吸着水の量を制御
することにより感度を設定したことを特徴とする請求項
１〜１５の何れかに記載のセンサ。 - 【請求項１７】 紫外線を照射して吸着水の量を制御す
ることを特徴とする請求項１６に記載のセンサ。 - 【請求項１８】 上記共振器形表面弾性波デバイスの表
面にコーティングしたＴｉＯ2 の一部又は全体がアナタ
ーゼ構造であることを特徴とする請求項１〜１７の何れ
かに記載のセンサ。 - 【請求項１９】 すだれ状電極と反射器とを備えた共振
器形表面弾性波デバイスの特性変化を測定して、上記共
振器形表面弾性波デバイスの環境の検出対象を検出する
センサの製造方法であって、 上記共振器形表面弾性波デバイスの表面をＴｉＯ2 でコ
ーティングすることを特徴とするセンサの製造方法。 - 【請求項２０】 上記すだれ状電極及び又は上記共振器
をＴｉＯ2 でコーティングすることを特徴とする請求項
１９に記載のセンサの製造方法。 - 【請求項２１】 共振器形表面弾性波デバイスの表面全
体をＴｉＯ2 でコーティングすることを特徴とする請求
項１９に記載のセンサの製造方法。 - 【請求項２２】 ＴｉＯ2 の一部又は全体がアナターゼ
構造になるように、ＴｉＯ2 を上記共振器形表面弾性波
デバイスの表面にコーティングすることを特徴とする請
求項１９〜２１の何れかに記載のセンサの製造方法。 - 【請求項２３】 スピンコート法又はディップ法を用い
て上記共振器形表面弾性波デバイスの表面をＴｉＯ2 で
コーティングすることを特徴とする請求項１９〜２２の
何れかに記載のセンサの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8056258A JP3066393B2 (ja) | 1996-03-13 | 1996-03-13 | センサ及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8056258A JP3066393B2 (ja) | 1996-03-13 | 1996-03-13 | センサ及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09243618A true JPH09243618A (ja) | 1997-09-19 |
| JP3066393B2 JP3066393B2 (ja) | 2000-07-17 |
Family
ID=13022066
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8056258A Expired - Lifetime JP3066393B2 (ja) | 1996-03-13 | 1996-03-13 | センサ及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3066393B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007510138A (ja) * | 2003-09-30 | 2007-04-19 | ザ・チャールズ・スターク・ドレイパー・ラボラトリー・インコーポレイテッド | 撓み板波センサ |
| US7389673B2 (en) * | 2004-09-10 | 2008-06-24 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Sensor for detecting analyte in liquid and device for detecting analyte in liquid using the same |
| US7437907B2 (en) | 2004-09-10 | 2008-10-21 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Sensor for detecting substance in liquid and apparatus for detecting substance in liquid using the same |
| WO2017014328A1 (ko) * | 2015-07-17 | 2017-01-26 | 전자부품연구원 | 자외선 센서 및 이를 제조하는 방법 |
| WO2017014329A1 (ko) * | 2015-07-17 | 2017-01-26 | 전자부품연구원 | 다중 광 센서 및 이를 제조하는 방법 |
| JP2017028543A (ja) * | 2015-07-23 | 2017-02-02 | 株式会社デンソー | 弾性表面波素子 |
-
1996
- 1996-03-13 JP JP8056258A patent/JP3066393B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007510138A (ja) * | 2003-09-30 | 2007-04-19 | ザ・チャールズ・スターク・ドレイパー・ラボラトリー・インコーポレイテッド | 撓み板波センサ |
| US7389673B2 (en) * | 2004-09-10 | 2008-06-24 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Sensor for detecting analyte in liquid and device for detecting analyte in liquid using the same |
| US7437907B2 (en) | 2004-09-10 | 2008-10-21 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Sensor for detecting substance in liquid and apparatus for detecting substance in liquid using the same |
| WO2017014328A1 (ko) * | 2015-07-17 | 2017-01-26 | 전자부품연구원 | 자외선 센서 및 이를 제조하는 방법 |
| WO2017014329A1 (ko) * | 2015-07-17 | 2017-01-26 | 전자부품연구원 | 다중 광 센서 및 이를 제조하는 방법 |
| CN107850486A (zh) * | 2015-07-17 | 2018-03-27 | 电子部品研究院 | 多重光传感器及其制造方法 |
| US10222257B2 (en) | 2015-07-17 | 2019-03-05 | Korea Electronics Technology Institute | Oscillation circuit including an ultraviolet sensor |
| US10697828B2 (en) | 2015-07-17 | 2020-06-30 | Korea Electronics Technology Institute | Multispectral optical sensor and method of manufacturing the same |
| JP2017028543A (ja) * | 2015-07-23 | 2017-02-02 | 株式会社デンソー | 弾性表面波素子 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3066393B2 (ja) | 2000-07-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6320295B1 (en) | Diamond or diamond like carbon coated chemical sensors and a method of making same | |
| US5880552A (en) | Diamond or diamond like carbon coated chemical sensors and a method of making same | |
| US5852229A (en) | Piezoelectric resonator chemical sensing device | |
| US8018010B2 (en) | Circular surface acoustic wave (SAW) devices, processes for making them, and methods of use | |
| US6626026B2 (en) | Acoustic wave based sensor | |
| JP3677238B2 (ja) | 表面弾性波センサの製造方法および表面弾性波センサ | |
| Penza et al. | Thin-film bulk-acoustic-resonator gas sensor functionalized with a nanocomposite Langmuir–Blodgett layer of carbon nanotubes | |
| JP2003512622A (ja) | 質量感応性センサー | |
| WO2000026636A1 (fr) | Capteur qcm | |
| WO2005095947A1 (ja) | 環境差異検出装置 | |
| Benetti et al. | Highly selective surface acoustic wave e-nose implemented by laser direct writing | |
| JP2000516712A (ja) | 改良された厚さモニタリング | |
| JP4500967B2 (ja) | 物質吸着検知方法およびセンサ | |
| CN110988113B (zh) | 一种化学战剂传感器及其制备方法 | |
| CN101034083B (zh) | 声表面波气体传感器的制造方法 | |
| JP3066393B2 (ja) | センサ及びその製造方法 | |
| KR20160065110A (ko) | 박막 증착 모니터링 | |
| KR20070020619A (ko) | 휘발성 물질 감지용 표면탄성파 가스센서 | |
| Nieuwenhuizen et al. | A silicon-based SAW chemical sensor for NO2 by applying a silicon nitride passivation layer | |
| JP2013246115A (ja) | 光学デバイス及び検出装置 | |
| Avramov et al. | Polymer coating behavior of Rayleigh-SAW resonators with gold electrode structure for gas sensor applications | |
| JP5408580B2 (ja) | 匂いセンシングシステム | |
| CN116773651B (zh) | 声表面波气体传感器及其制备方法、气体报警器 | |
| Nieuwenhuizen et al. | Silicon based surface acoustic wave gas sensors | |
| CN114839261A (zh) | 一种声表面波气体传感器的镀膜方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117 |
|
| R360 | Written notification for declining of transfer of rights |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360 |
|
| R360 | Written notification for declining of transfer of rights |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360 |
|
| R371 | Transfer withdrawn |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090519 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100519 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100519 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110519 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120519 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130519 Year of fee payment: 13 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140519 Year of fee payment: 14 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |