WO2021193564A1 - ガス分子吸着体、及びガスセンサ - Google Patents

ガス分子吸着体、及びガスセンサ Download PDF

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WO2021193564A1
WO2021193564A1 PCT/JP2021/011785 JP2021011785W WO2021193564A1 WO 2021193564 A1 WO2021193564 A1 WO 2021193564A1 JP 2021011785 W JP2021011785 W JP 2021011785W WO 2021193564 A1 WO2021193564 A1 WO 2021193564A1
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WO
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gas molecule
fluorine
surface region
gas
molecule adsorbent
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PCT/JP2021/011785
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English (en)
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篤 守法
Original Assignee
パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
    • G01N27/12—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid

Definitions

  • the present disclosure generally relates to gas molecule adsorbents and gas sensors. More specifically, the present disclosure relates to a gas molecule adsorbent that adsorbs a gas molecule to be detected, and a gas sensor including the gas molecule adsorbent.
  • Patent Document 1 describes an electrically insulating base material containing a pair of conductive wires arranged in a circular shape in parallel, a chemically sensitive polymer (gas molecule adsorbent) in contact with the pair of conductive wires, and the chemical susceptibility.
  • a chemistry register gas sensor
  • a chemically sensitive polymer adsorbs a volatile organic compound or the like in a gas
  • the electric resistance value changes.
  • volatile organic compounds and the like in the gas can be detected based on the change in the electric resistance value of the chemi-register.
  • An object of the present disclosure is to provide a gas molecule adsorbent and a gas sensor that can easily make the thickness of the adsorbed portion uniform.
  • the gas molecule adsorbent includes a base material and an adsorbing portion.
  • the adsorption portion is arranged on one surface of the base material and adsorbs gas molecules to be detected.
  • the first portion where the adsorption portion is arranged has higher wettability than the second portion around the first portion.
  • the gas sensor according to one aspect of the present disclosure includes the above-mentioned gas molecule adsorbent and an electrode electrically connected to the gas molecule adsorbent.
  • the gas molecule adsorbent includes an electrically insulating substrate, an adsorbing portion, and a covering portion.
  • the suction portion is arranged on one surface of the electrically insulating substrate.
  • the adsorption unit includes an organic material that adsorbs gas molecules to be detected and conductive particles.
  • the covering portion is located around the suction portion on the one surface of the electrically insulating substrate and covers a part of the one surface.
  • the covering portion contains a resin material and fluorine.
  • the covering portion contains fluorine in at least a surface region on the side opposite to the electrically insulating substrate side.
  • the gas sensor according to one aspect of the present disclosure includes the gas molecule adsorbent, the first electrode connected to the adsorbing portion, and the second electrode separated from the first electrode and connected to the adsorbing portion. And.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing an outline of a gas sensor including a gas molecule adsorbent according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a plan view showing an outline of the gas sensor of the above.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing an outline of a gas sensor provided with a gas molecule adsorbent of a comparative example.
  • FIG. 4 is a plan view showing an outline of a gas sensor provided with a gas molecule adsorbent according to a modified example of the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 5 is a plan view of a gas sensor including the gas molecule adsorbent according to the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 6 shows a gas sensor including the gas molecule adsorbent of the same as above, and is a cross-sectional view taken along the line X1-X1 of FIG.
  • the gas molecule adsorbent 1 of the present embodiment is configured to adsorb at least the molecule to be detected when exposed to an atmosphere containing the gas molecule to be detected.
  • the gas sensor 100 of the present embodiment includes a gas molecule adsorbent 1 and an electrode 2 (see FIG. 1) that is electrically connected to the gas molecule adsorbent 1.
  • the gas sensor 100 includes a pair of electrodes 2.
  • the electric resistance of the gas molecule adsorbent 1 changes. It is presumed that this is because the organic material contained in the adsorption unit 5 adsorbs gas molecules and expands, so that the distance between the plurality of conductive particles contained in the adsorption unit 5 changes.
  • the gas sensor 100 can detect the gas molecule to be detected by utilizing the change in the electric resistance of the gas molecule adsorbent 1.
  • the gas sensor 100 can measure the change in the electric resistance of the gas molecule adsorbent 1 by measuring the change in the current while applying a voltage between the pair of electrodes 2, and as a result, the gas molecule adsorbent. It is possible to detect the gas molecule to be detected adsorbed on 1.
  • the gas molecule adsorbent 1 includes a base material 3 and an adsorbing unit 5.
  • one gas sensor 100 may be arranged on one base material, or a plurality of types of gas sensors 100 may be arranged. In the latter case, the plurality of types of gas sensors 100 form one sensor array.
  • base material 3 the location where one gas sensor 100 is arranged on one base material is referred to as “base material 3”. That is, when a plurality of types of gas sensors 100 are arranged on one base material, the one base material includes a plurality of "base materials 3" corresponding to the plurality of types of gas sensors 100.
  • the adsorption unit 5 is arranged on one surface of the base material 3 and adsorbs at least the gas molecules to be detected.
  • the “one surface of the base material 3” as used in the present disclosure refers to one of the two surfaces of the base material 3 in the thickness direction exposed to the atmosphere containing the gas molecule to be detected.
  • the gas molecule to be detected is, for example, a chemical substance.
  • the first portion 31 on which the adsorption portion 5 is arranged has higher wettability than the second portion 32 around the first portion 31. ..
  • the "wetting property" referred to in the present disclosure refers to the wettability with respect to the solution (mixed solution) used when forming the adsorption portion 5.
  • the solution contains a material constituting the adsorption portion 5 and a solvent.
  • the adsorption portion 5 is formed by applying a solution to one surface of the base material 3 and volatilizing the solvent in the solution.
  • a partition wall 4 surrounding the first portion 31 is provided on one surface of the base material 3.
  • the second portion 32 is the surface of the partition wall 4. That is, in the present embodiment, the inner bottom surface of the recess 6 surrounded by the partition wall 4 (second portion 32) on one surface of the base material 3 corresponds to the first portion 31, and the surface of the partition wall 4 (in other words, the recess). The inner surface) corresponds to the second part 32.
  • the first portion 31 in which the suction portion 5 is arranged has higher wettability than the second portion 32 around the first portion 31.
  • the second site 32 is less wettable than the first site 31. Therefore, in the present embodiment, the solution used for forming the adsorption portion 5 on the first portion 31 is less likely to get wet and spread from the first portion 31 to the second portion 32. Therefore, the present embodiment has an advantage that the thickness of the suction portion 5 can be easily made uniform.
  • gas molecule adsorbent 1 and the gas sensor 100 of the present embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2.
  • one gas sensor 100 in a sensor array composed of a plurality of types of gas sensors 100 will be described.
  • the following description may be similarly applied to other gas sensors 100 in the sensor array.
  • the gas sensor 100 includes a gas molecule adsorbent 1 and a pair of electrodes 2.
  • one of the pair of electrodes 2 will be referred to as a “first electrode 21” and the other electrode 2 will be referred to as a “second electrode 22”.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view taken along the line X1-X1 of FIG.
  • one electrode 2 of the pair of electrodes 2 is represented by a first projecting piece 211 (described later) included in the first electrode 21, and the other electrode 2 is included in the second electrode 22. It is represented by the second projecting piece 221 (described later).
  • the gas molecule adsorbent 1 includes a base material 3, a partition wall 4, and an adsorbing portion 5.
  • the base material 3 is plate-shaped and is formed of a material having electrical insulation.
  • the base material 3 is formed of an inorganic material such as silicon dioxide (SiO 2).
  • a partition wall 4 is arranged on one surface of the base material 3 (upper surface in FIG. 1).
  • the partition wall 4 has a height in the thickness direction of the base material 3 (vertical direction in FIG. 1), and is provided so as to project upward from one surface of the base material 3. ing.
  • the partition wall 4 is made of an organic material.
  • the partition wall 4 is formed of a hard epoxy resin obtained by exposing a negative type photoresist such as SU-8 and undergoing a post-baking step.
  • the partition wall 4 is arranged on one surface of the base material 3 so that a circular recess 6 is formed in a plan view. That is, the partition wall 4 constitutes the side wall of the recess 6. Further, a portion of the base material 3 surrounded by the partition wall 4 constitutes the bottom portion of the recess 6. A suction portion 5 is arranged in the recess 6.
  • the partition wall 4 has a function of preventing the solution used for forming the adsorption portion 5 from leaking to the adjacent gas molecule adsorbent 1 (gas sensor 100).
  • the adsorption unit 5 is configured to adsorb gas molecules to be detected that may be contained in the atmosphere to which the gas molecule adsorbent 1 (gas sensor 100) is exposed.
  • the adsorption unit 5 adsorbs gas molecules.
  • the adsorption unit 5 adsorbs a gas molecule (here, a chemical substance) to be detected contained in the gas when exposed to the gas.
  • the chemical substance may include, for example, a volatile organic compound (Volatile Organic Compounds) or an inorganic compound.
  • Volatile organic compounds may include, for example, ketones, amines, alcohols, aromatic hydrocarbons, aldehydes, esters, organic acids, methyl mercaptans, or disulfides.
  • Inorganic compounds may include, for example, hydrogen sulfide, sulfur dioxide, or carbon disulfide.
  • the adsorption unit 5 contains conductive particles and an organic material having gas adsorption property.
  • the adsorption portion 5 is in the form of a film, and is composed of conductive particles dispersed in an organic material.
  • gas adsorptive refers to the property of adsorbing gas molecules (here, chemical substances) to be detected contained in the gas when exposed to the gas. It can be determined based on common general technical knowledge that an organic material has gas adsorptivity. For example, if a chemical substance derived from gas is detected by exposing the organic material to gas and then analyzing the organic material with a gas chromatograph mass spectrometer, it can be determined that the organic material has gas adsorptivity. ..
  • the organic material is selected according to the type of molecule (here, chemical substance) to be adsorbed by the adsorption unit 5 and / or the type of conductive particles contained in the adsorption unit 5.
  • the organic material is, for example, at least one or more materials selected from polyalkylene glycols, polyesters, silicones, glycerols, nitriles, dicarboxylic acid monoesters, aliphatic amines and the like. In this case, the organic material tends to adsorb chemical substances in the gas, particularly volatile organic compounds.
  • the conductive particles include, for example, at least one material selected from carbon materials, conductive polymers, metals, metal oxides, semiconductors, superconductors, complex compounds and the like.
  • the carbon material may include, for example, carbon black, graphite, coke, carbon nanotubes, graphene, fullerenes and the like.
  • the conductive polymer may include, for example, polyaniline, polythiophene, polypyrrole, polyacetylene and the like.
  • the metal may include, for example, silver, gold, copper, platinum, aluminum and the like.
  • the metal oxide may include, for example, indium oxide, tin oxide, tungsten oxide, zinc oxide, titanium oxide and the like.
  • the semiconductor may include, for example, silicon, gallium arsenide, indium phosphide, molybdenum sulfide, and the like.
  • the superconductor may include, for example, YBa 2 Cu 3 O 7 , Tl 2 Ba 2 Ca 2 Cu 3 O 10, and the like.
  • the complex compounds include, for example, a complex compound of tetramethylparaphenylenediamine and chloranyl, a complex compound of tetracyanoquinodimethane and an alkali metal, a complex compound of tetrathiafulvalene and halogen, and a complex compound of iridium and halocarbonyl compound. Alternatively, it may contain tetracyanoquinodiplat or the like.
  • the gas molecule adsorbent 1 has a first portion 31 and a second portion 32.
  • the first portion 31 is a portion on one surface of the base material 3 where the adsorption portion 5 is arranged.
  • the suction portion 5 is arranged in the recess 6. That is, in the present embodiment, the first portion 31 is the inner bottom surface of the recess 6.
  • the base material 3 is formed of an inorganic material. Therefore, the inner bottom surface of the recess 6 is also formed of an inorganic material. In other words, the first portion 31 is formed of an inorganic material.
  • the second part 32 is a part around the first part 31 on one surface of the base material 3.
  • the inner bottom surface of the recess 6 which is the first portion 31 is surrounded by the side wall of the recess 6.
  • the side wall of the recess 6 is composed of the partition wall 4. That is, in the present embodiment, the second portion 32 is the surface of the partition wall 4.
  • the surface of the partition wall 4 is covered with an organic layer 41 formed of a resin material having fluorine. That is, the second portion 32 is formed of a resin material having fluorine.
  • the first part 31 has a higher wettability than the second part 32. That is, in the first portion 31, the contact angle with respect to the solution used when forming the adsorption portion 5 is relatively small, and the solution tends to get wet and spread. On the other hand, in the second portion 32, the contact angle of the solution used when forming the adsorption portion 5 is relatively large, and the solution is difficult to wet and spread. Specifically, in the second portion 32, the contact angle of the solution used when forming the adsorption portion 5 is preferably 90 degrees or more.
  • the first site 31 is imparted with hydrophilicity
  • the second site 32 is imparted with water repellency.
  • hydrophilic refers to the property that the solution used for forming the adsorption portion 5 easily spreads on the surface.
  • water repellency means a property that easily repels the solution used when forming the adsorption portion 5 from the surface.
  • the first portion 31 is formed by exposing one surface of the base material 3 to a plasma of oxygen (O 2) gas. That is, one surface of the base material 3 is roughened by the step of exposing the oxygen gas to plasma. Therefore, the portion of one surface of the base material 3 exposed to the plasma of oxygen gas is imparted with hydrophilicity by roughening to become the first portion 31.
  • a hydroxyl group may be added to a portion of one surface of the base material 3 exposed to oxygen gas plasma, or organic stains such as resist residue used in the manufacturing process may be removed. It is considered that hydrophilicity is imparted.
  • the second portion 32 is formed by exposing the surface of the partition wall 4 to a plasma of a fluorocompound gas (for example, carbon tetrafluoride (CF 4) gas). That is, it is considered that the organic layer 41 containing fluorine is formed on the surface of the partition wall 4 by introducing fluorine radicals by the exposure step. Therefore, the portion of the surface of the partition wall 4 exposed to the plasma of the fluorinated compound gas is imparted with water repellency by the organic layer 41 and becomes the second portion 32.
  • a fluorocompound gas for example, carbon tetrafluoride (CF 4) gas
  • the pair of electrodes 2 are all made of, for example, gold or platinum. Both the first electrode 21 and the second electrode 22 are arranged in the base material 3 in a form of being embedded in the base material 3.
  • the first electrode 21 includes a first main piece 210, a plurality of (five in the example shown in FIG. 2) first projecting pieces 211, and a first terminal 212. , And is formed in a comb shape as a whole in a plan view.
  • the second electrode 22 has a second main piece 220, a plurality of (five in the example shown in FIG. 2) second projecting pieces 221 and a second terminal 222. It is formed in a comb shape as a whole in a plan view.
  • Both the first main piece 210 and the second main piece 220 have a semicircular shape curved along the partition wall 4 in a plan view.
  • the first main piece 210 is arranged on the right side and the second main piece 220 is arranged on the left side of the left and right sides sandwiching the recess 6.
  • Each first projecting piece 211 has a rectangular shape having a length in the left-right direction in a plan view, is formed integrally with the first main piece 210, and is formed from the first main piece 210 to the second main piece 220. It protrudes toward.
  • Each second projecting piece 221 has a rectangular shape having a length in the left-right direction in a plan view, is formed integrally with the second main piece 220, and is formed from the second main piece 220 to the first main piece 210. It protrudes toward.
  • the first projecting piece 211 and the second projecting piece 221 are arranged so as to be alternately arranged in the vertical direction.
  • the first terminal 212 has a rectangular shape having a length in the vertical direction in a plan view, and protrudes from one end (lower end in FIG. 2) of the first main piece 210 toward the partition wall 4.
  • the second terminal 222 has a rectangular shape having a length in the vertical direction in a plan view, and projects from one end (lower end in FIG. 2) of the second main piece 220 toward the partition wall 4.
  • the first electrode 21 and the second electrode 22 are in contact with the suction portion 5 through the opening 30 provided in the base material 3, as shown in FIG. That is, the electrode 2 and the suction portion 5 are mechanically and electrically connected at the portion of the base material 3 where the opening 30 is provided.
  • the electrode 2 and the suction portion 5 are mechanically and electrically separated by the base material 3.
  • a plurality of openings 30 are dispersedly provided in a portion of the base material 3 facing the first electrode 21. Further, a plurality of openings 30 are dispersedly provided in a portion of the base material 3 facing the second electrode 22.
  • the conductive path including the first electrode 21, the second electrode 22, and the suction portion 5 is formed.
  • a current corresponding to the electric resistance of the suction unit 5 flows. Therefore, by measuring this current, it is possible to measure the change in the electrical resistance of the suction unit 5.
  • a photoresist is applied to one surface of the base material 3 using a device such as a spin coater. Then, after removing the photoresist solvent by a prebaking step, the pattern corresponding to the partition wall 4 is transferred to the photoresist by close contact exposure or projection exposure. After that, the partition wall 4 is formed on the base material 3 by removing the photoresist excluding the pattern (the portion corresponding to the partition wall 4) through the post-baking step and the exposure step to plasma.
  • the partition wall 4 may be formed by patterning a negative photoresist applied to one surface of the base material 3.
  • one surface of the partition wall 4 and the base material 3 is exposed to the plasma of oxygen (O 2) gas.
  • one surface of the partition wall 4 and the base material 3 is roughened to impart hydrophilicity.
  • one surface of the base material 3 including the partition wall 4 is exposed to a plasma of carbon tetrafluoride (CF 4) gas.
  • an organic layer 41 (that is, a second site 32) is formed on the surface of the partition wall 4, and water repellency is imparted.
  • this exposure step has almost no effect on one surface of the base material 3, it has almost no effect on the surface roughness of the inner bottom surface (that is, the first portion 31) of the recess 6 surrounded by the partition wall 4. Hydrophilicity is ensured without giving.
  • HMDS hexamethyl disilazane treatment
  • the suction portion 5 is formed by applying the solution to the recess 6.
  • the solution is a mixed solution containing an organic material which is a material constituting the adsorbent 5, conductive particles, and a solvent.
  • the solvent dissolves or disperses the organic material and disperses the conductive particles.
  • the solvent may contain at least one component selected from, for example, dimethyl sulfoxide, dimethylformamide, toluene, chloroform, acetone, acetonitrile, methanol, ethanol, isopropanol, tetrahydrofuran, ethyl acetate, butyl acetate and the like.
  • the solution is applied to the recess 6 by using a method such as an inkjet method or a dispensing method. As a result, a film-like molded body is formed inside the recess 6.
  • the molded product is heat-treated to volatilize the solvent contained in the molded product. As a result, the suction portion 5 is formed inside the recess 6.
  • the gas sensor 200 of the comparative example is common to the gas sensor 100 of the present embodiment in that it includes a pair of electrodes 2, a base material 3, a partition wall 4, and an adsorption portion 5. ..
  • the gas sensor 200 of the comparative example is manufactured without undergoing the above-mentioned exposure step to plasma. That is, in the gas sensor 200 of the comparative example, the organic layer 41 is not formed on the surface of the partition wall 4. The surface of the partition wall 4 becomes the second portion 32.
  • the gas sensor 200 of the comparative example is different from the gas sensor 100 of the present embodiment in that the above-mentioned wettability is not imparted to the first portion 31 and the second portion 32.
  • the wettability of the second portion 32 is not higher than that of the first portion 31.
  • water repellency is not imparted to the second portion 32. Therefore, in the gas sensor 200 of the comparative example, when the solution is applied to the recess 6, the solution easily wets and spreads from the first portion 31 to the second portion 32, and the wet and spread solution may get over the partition wall 4. .. When the solution gets over the partition wall 4, the solution gets wet and spreads to the adjacent gas sensors 200, which may cause crosstalk between the adjacent gas sensors 200.
  • the partition wall 4 is raised, the effect of preventing the solution from getting over the partition wall 4 can be expected.
  • the solution is concentrated on the portion in contact with the side surface of the partition wall 4, and the solution is less likely to collect in the central portion of the recess 6, so that the thickness of the adsorption portion 5 is also uniform. There is a problem that it is difficult to become.
  • the wettability of the first part 31 is higher than the wettability of the second part 32. That is, the wettability of the second site 32 is lower than that of the first site 31. In other words, the second portion 32 is imparted with water repellency. Therefore, in the present embodiment, when the solution is applied to the recess 6, the solution is less likely to wet and spread from the first portion 31 to the second portion 32, and the solution is less likely to get over the partition wall 4.
  • the solution is difficult to wet and spread to the partition wall 4, there is an advantage that the wet and spread of the solution in the recess 6 is likely to be uniform, and as a result, the thickness of the adsorption portion 5 is easy to be uniform. .. Further, in the present embodiment, since the thickness of the adsorbing portion 5 can be easily made uniform, there is an advantage that the variation in quality in the manufacturing process of the gas molecule adsorbent 1 can be easily reduced.
  • the present embodiment since it is difficult for the solution to get over the partition wall 4 as described above, it is easy to prevent the solution from spreading to the gas sensor 100 located next to it. As a result, the present embodiment has an advantage that it is easy to prevent crosstalk between adjacent gas sensors 100. In particular, in the cleaning step of the gas molecule adsorbent 1, the solution tends to get wet and spread, but in the present embodiment, it is easy to suppress the solution from getting wet and spreading from the first portion 31 to the second portion 32 also in the cleaning step.
  • the suction part 5 since the wettability of the first part 31 is higher than that of the second part 32, the suction part 5 easily adheres to the first part 31 (that is, one surface of the base material 3). Therefore, in the present embodiment, there is an advantage that it is easy to secure an electrical connection between the suction portion 5 and the electrode 2.
  • the second portion 32 is formed of a resin material having fluorine, there is an advantage that it is easy to obtain chemical resistance to the extent that the partition wall 4 can be prevented from being eroded by the solution.
  • the second portion 32 is the organic layer 41 having water repellency, the surface free energy is relatively low and the molecules are not easily adsorbed. Therefore, in the present embodiment, there is an advantage that the phenomenon that the molecule to be adsorbed by the adsorption unit 5 is adsorbed on the partition wall 4 is unlikely to occur, and as a result, the deterioration of the detection performance of the gas sensor 100 is easily suppressed.
  • the partition wall 4 is arranged on one surface of the base material 3 so that a circular recess 6 is formed in a plan view. That is, in the above-described embodiment, the adsorption portion 5 of the gas molecule adsorbent 1 (and the gas sensor 100) is formed in a circular shape in a plan view, but the present invention is not limited to this embodiment.
  • the adsorption portion 5 of the gas molecule adsorbent 1 (and the gas sensor 100) may be formed in a rectangular shape in a plan view.
  • the first main piece 210 of the first electrode 21 and the second main piece 220 of the second electrode 22 are both L-shaped along the partition wall 4 in a plan view. Further, in the example shown in FIG. 4, the first electrode 21 has four first projecting pieces 211, and the second electrode 22 has four second projecting pieces 221.
  • the adsorption portion 5 of the gas molecule adsorbent 1 is not limited to a circular shape and a rectangular shape in a plan view, and may be formed in another shape.
  • the first portion 31 has high wettability (that is, it has hydrophilicity), and the second portion 32 has low wettability (that is, it has hydrophilicity). , Has water repellency). Therefore, in the above-described embodiment, it is possible to control how the solution gets wet and spreads in the recess 6, so that the degree of freedom in the shape of the gas molecule adsorbent 1 (gas sensor 100) can be improved.
  • the gas sensor 200 of the comparative example it is easy to manufacture the circular adsorption portion 5 in a plan view by utilizing the property that the solution spreads isotropically, but it is manufactured in another shape.
  • the suction portion 5 is manufactured so as to have a rectangular shape in a plan view as in the gas sensor 200 of the comparative example, the solution is difficult to uniformly wet and spread in the recess 6 due to the presence of corners.
  • a gas sensor 100 having a rectangular suction portion 5 in a plan view has a degree of integration (per unit area) of the gas sensor 100 in the sensor array as compared with a gas sensor 100 having a circular suction portion 5 in a plan view. There is an advantage that the ratio of the area occupied by the gas sensor 100) can be easily increased.
  • the gas molecule adsorbent 1 does not have to include the partition wall 4.
  • the gas molecule adsorbent 1 may have an organic layer 41 formed on one surface of the base material 3 where the partition wall 4 is arranged, instead of providing the partition wall 4. In this case, the organic layer 41 becomes the second portion 32.
  • the solution used for forming the adsorption portion 5 on the first portion 31 is less likely to get wet and spread from the first portion 31 to the second portion 32, so that it is easy to make the thickness of the adsorption portion 5 uniform. The effect can be expected.
  • the adsorbing portion 5 of the gas molecule adsorbent 1 may have a mode in which the gas molecule to be detected is not limited to a volatile organic compound or an inorganic compound but adsorbs a liquid such as water. That is, the gas molecule adsorbent 1 may be in a mode of adsorbing at least the gas molecule to be detected.
  • the gas molecule adsorbent 1 includes an electrically insulating substrate 7, an adsorbing portion 5, and a covering portion 40.
  • the suction portion 5 is arranged on one surface 701 of the electrically insulating substrate 7.
  • the adsorption unit 5 includes an organic material that adsorbs gas molecules to be detected and conductive particles.
  • the covering portion 40 is located on the one surface 701 of the electrically insulating substrate 7 around the suction portion 5 and covers a part of the one surface 701.
  • the covering portion 40 contains a resin material and fluorine.
  • the covering portion 40 contains fluorine in at least the surface region 42 on the side opposite to the electrically insulating substrate 7 side.
  • the covering portion 40 corresponds to the partition wall 4, but is not necessarily the same.
  • the electrically insulating substrate 7 corresponds to the substrate 3, but it is not always the same.
  • the electrically insulating substrate 7 has an electrically insulating property.
  • at least the material of the portion of the electrically insulating substrate 7 in contact with the suction portion 5 and the covering portion 40 is an inorganic material.
  • the electrically insulating substrate 7 includes, for example, a support substrate 70, a first insulating layer 71 formed on the support substrate 70, and a second insulating layer 72 formed on the first insulating layer 71.
  • the first insulating layer 71 and the second insulating layer 72 have electrical insulation.
  • the support substrate 70 is, for example, a silicon substrate.
  • the support substrate 70 is not limited to a silicon substrate, and may be, for example, a glass substrate.
  • the material of the first insulating layer 71 and the second insulating layer 72 is an inorganic material, for example, silicon oxide. Silicon oxide includes silicon dioxide.
  • the material of the first insulating layer 71 and the second insulating layer 72 is not limited to silicon oxide, and may be, for example, silicon nitride. Further, in the electrically insulating substrate 7, the material of the first insulating layer 71 and the material of the second insulating layer 72 may be different. In this case, for example, the material of the first insulating layer 71 is silicon oxide, and the material of the second insulating layer 72 is silicon nitride.
  • the adsorption unit 5 includes an organic material that adsorbs gas molecules to be detected and conductive particles.
  • the gas molecule to be detected means, for example, a gas molecule to be detected by the gas sensor 100 including the gas molecule adsorbent 1.
  • the organic material in the adsorption unit 5 depends on the type of gas molecule (here, a chemical substance, particularly a volatile organic compound) to be adsorbed by the adsorption unit 5, and / or the type of conductive particles contained in the adsorption unit 5. Is selected.
  • the organic material is, for example, at least one material selected from polyalkylene glycols, polyesters, silicones, glycerols, nitriles, dicarboxylic acid monoesters, or aliphatic amines.
  • the material of the conductive particles in the adsorption unit 5 is, for example, carbon black.
  • the conductive material in the adsorption unit 5 includes at least one material selected from carbon materials, conductive polymers, metals, metal oxides, semiconductors, superconductors, complex compounds and the like.
  • the carbon material may include, for example, carbon black, graphite, coke, carbon nanotubes, graphene, or fullerenes.
  • the conductive polymer may include, for example, polyaniline, polythiophene, polypyrrole, or polyacetylene.
  • the metal may include, for example, silver, gold, copper, platinum, or aluminum.
  • the metal oxide may include, for example, indium oxide, tin oxide, tungsten oxide, zinc oxide, or titanium oxide.
  • the semiconductor may include, for example, silicon, gallium arsenide, indium phosphide, or molybdenum sulfide.
  • the superconductor may include, for example, YBa 2 Cu 3 O 7 or Tl 2 Ba 2 Ca 2 Cu 3 O 10 .
  • the complex compound is, for example, a complex compound of tetramethylparaphenylenediamine and chloranyl, a complex compound of tetracyanoquinodimethane and an alkali metal, a complex compound of tetrathiafulvalene and halogen, and a complex compound of iridium and halocarbonyl compound. , Or tetracyanoquinodiplatinum may be included.
  • the gas molecule adsorbent 1 includes a plurality of (for example, four) adsorbents 5.
  • each of the plurality of suction portions 5 is, for example, circular, but is not limited to this, and may be, for example, rectangular.
  • "in a plan view” means when viewed from the thickness direction D1 of the electrically insulating substrate 7. In the following description, the meaning of "in plan view” is the same.
  • the plurality of suction units 5 are arranged in a two-dimensional array in a plan view, but the present invention is not limited to this, and the suction units 5 may be arranged in a one-dimensional array, for example.
  • the plurality of suction portions 5 are separated from each other.
  • the plurality of suction portions 5 have the same size as each other in a plan view, but the sizes may be different. Further, although the plurality of suction portions 5 have the same shape as each other in a plan view, the shapes may be different.
  • the suction portion 5 on the upper left of FIG. 5 is referred to as the first suction portion 5A
  • the suction portion 5 on the lower left is referred to as the second suction portion 5B
  • the suction portion 5 on the upper right is referred to as the second suction portion 5B.
  • the suction part 5 may be referred to as a third suction part 5C
  • the lower right suction part 5 may be referred to as a fourth suction part 5D.
  • the plurality of adsorption units 5 have different gas molecules to be detected by the plurality of adsorption units 5, but the present invention is not limited to this, and at least the gas molecules to be detected by the two adsorption units 5 may be different from each other. Further, in the plurality of adsorption units 5, the gas molecules to be detected by the plurality of adsorption units 5 may be the same as each other. Further, each of the plurality of adsorption units 5 may have two or more types of gas molecules to be detected. Further, when there are two or more types of gas molecules to be detected in each of the plurality of adsorption units 5, even if at least one of the two or more types of gas molecules to be detected is the same in the plurality of adsorption units 5. good.
  • the gas molecule to be adsorbed in the adsorption unit 5 is, for example, a volatile organic compound or an inorganic compound.
  • Volatile organic compounds include, for example, at least one selected from the group consisting of ketones, amines, alcohols, aromatic hydrocarbons, aldehydes, esters, organic acids, methyl mercaptans and disulfides.
  • the inorganic compound contains, for example, at least one selected from the group consisting of hydrogen sulfide, sulfur dioxide and carbon disulfide.
  • the gas sensor 100 includes a gas molecule adsorbent 1, a plurality of first electrodes 21 connected one-to-one to a plurality of adsorbing portions 5, and a plurality of second electrodes connected one-to-one to a plurality of adsorbing portions 5. 22 and. That is, one first electrode 21 and one second electrode 22 are connected to each of the plurality of suction portions 5.
  • the plurality of first electrodes 21 and the plurality of second electrodes 22 are formed on the first insulating layer 71 of the electrically insulating substrate 7.
  • the material of the plurality of first electrodes 21 and the plurality of second electrodes 22 is, for example, Au or Pt, but is not limited thereto.
  • each of the plurality of first electrodes 21 and the plurality of second electrodes 22 has higher adhesion to the first insulating layer 71 than the Au film, for example, between the Au film and the first insulating layer 71. It may have an undercoat film (for example, a Ti film).
  • the first electrode 21 and the second electrode 22 connected to the first suction portion 5A are separated from each other.
  • the first electrode 21 and the second electrode 22 connected to the first suction portion 5A are a plurality of comb tooth portions (first projecting pieces 211) and the second electrode 22 of the first electrode 21 in a plan view.
  • the plurality of comb tooth portions (second projecting pieces 221) are arranged so as to be alternately arranged one by one at a distance in one direction (vertical direction in FIG. 5).
  • first electrode 21 and the second electrode 22 connected to the second suction portion 5B are separated from each other.
  • first electrode 21 and the second electrode 22 connected to the second suction portion 5B are a plurality of comb tooth portions (first projecting pieces 211) and the second electrode 22 of the first electrode 21 in a plan view.
  • the plurality of comb tooth portions (second projecting pieces 221) are arranged so as to be alternately arranged one by one at a distance in one direction (vertical direction in FIG. 5).
  • first electrode 21 and the second electrode 22 connected to the third suction portion 5C are separated from each other.
  • first electrode 21 and the second electrode 22 connected to the third suction portion 5C are a plurality of comb tooth portions (first projecting pieces 211) and the second electrode 22 of the first electrode 21 in a plan view.
  • the plurality of comb tooth portions (second projecting pieces 221) are arranged so as to be alternately arranged one by one at a distance in one direction (vertical direction in FIG. 5).
  • first electrode 21 and the second electrode 22 connected to the fourth suction portion 5D are separated from each other.
  • first electrode 21 and the second electrode 22 connected to the fourth suction portion 5D are a plurality of comb tooth portions (first projecting pieces 211) and the second electrode 22 of the first electrode 21 in a plan view.
  • the plurality of comb tooth portions (second projecting pieces 221) are arranged so as to be alternately arranged one by one at a distance in one direction (vertical direction in FIG. 5).
  • the second insulating layer 72 of the electrically insulating substrate 7 described above has a first opening 711 having a one-to-one correspondence with the plurality of first electrodes 21, and a second opening having a one-to-one correspondence with the plurality of second electrodes 22. It has 721.
  • the opening shape of each of the plurality of first openings 711 is a comb shape similar to the corresponding first electrode 21 among the plurality of first electrodes 21, but the first opening is larger than the outer edge of the first electrode 21 in a plan view. It is smaller than the first electrode 21 so that the inner edge of the 711 is located inside.
  • each of the plurality of second openings 721 is a comb shape similar to the corresponding second electrode 22 of the plurality of second electrodes 22, but the second opening is larger than the outer edge of the second electrode 22 in a plan view. It is smaller than the second electrode 22 so that the inner edge of 721 is located inside.
  • Each of the plurality of first electrodes 21 is covered with the corresponding suction portion 5 among the plurality of suction portions 5, and is electrically connected to the suction portion 5 on the surface 213 in contact with the suction portion 5.
  • each of the plurality of second electrodes 22 is covered with the corresponding suction portion 5 among the plurality of suction portions 5, and is electrically connected to the suction portion 5 on the surface 223 in contact with the suction portion 5.
  • Each of the plurality of first electrodes 21 is connected to a portion of the plurality of suction portions 5 arranged in the first opening 711 in the corresponding suction portion 5.
  • Each of the plurality of second electrodes 22 is connected to a portion of the plurality of suction portions 5 arranged in the second opening 721 in the corresponding suction portion 5.
  • the gas sensor 100 is provided with a plurality of first terminals, and is provided with a plurality of first wiring portions 81 for connecting the plurality of first electrodes 21 and the plurality of first terminals on a one-to-one basis. Further, the gas sensor 100 includes a plurality of second terminals, and includes a plurality of second wiring portions 82 that connect the plurality of second electrodes 22 and the plurality of second terminals on a one-to-one basis.
  • the plurality of first wiring portions 81 and the plurality of second wiring portions 82 are formed on the first insulating layer 71 of the electrically insulating substrate 7.
  • the material of the plurality of first wiring portions 81 and the plurality of second wiring portions 82 is, for example, Au or Pt, but is not limited thereto.
  • each of the plurality of first wiring portions 81 and the plurality of second wiring portions 82 has, for example, adhesion between the Au film and the first insulating layer 71 with respect to the first insulating layer 71 as compared with the Au film. It may have a high base film (for example, Ti film).
  • each of the plurality of first wiring portions 81 and the plurality of second wiring portions 82 may be formed of a material having a resistivity lower than that of the plurality of first electrodes 21 and the plurality of second electrodes 22.
  • the plurality of first terminals and the plurality of second terminals are formed on the first insulating layer 71 of the electrically insulating substrate 7.
  • the material of the plurality of first terminals and the plurality of second terminals is, for example, Au or Pt, but is not limited thereto.
  • each of the plurality of first terminals and the plurality of second terminals has, for example, a base film between the Au film and the first insulating layer 71, which has higher adhesion to the first insulating layer 71 than the Au film. (For example, Ti film) may be provided.
  • the gas sensor 100 when the gas molecule to be detected is adsorbed by each of the plurality of adsorption units 5, the electric resistance value of the adsorption unit 5 electrically connected between the first electrode 21 and the second electrode 22 Changes occur. Therefore, the gas sensor 100 is, for example, a first terminal in a state where a voltage is applied between the first terminal and the second terminal corresponding to the first electrode 21 and the second electrode 22 connected to each of the plurality of suction portions 5. By measuring the current flowing between the second terminal and the second terminal, it is possible to measure the change in the electric resistance value of the adsorption unit 5 due to the adsorption of gas molecules in the adsorption unit 5.
  • the covering portion 40 is located around the plurality of suction portions 5 in a plan view.
  • the covering portion 40 is formed in a predetermined pattern in a plan view, and has a plurality of openings 46 having a one-to-one correspondence with the plurality of suction portions 5.
  • the opening shape of each of the plurality of openings 46 is, for example, a circular shape.
  • the plurality of suction portions 5 are arranged in the corresponding openings 46 in the plurality of openings 46 of the covering portion 40 in a plan view.
  • the thickness H40 of the covering portion 40 is thicker than the thickness H5 of each of the plurality of suction portions 5.
  • the plurality of suction portions 5 do not reach the surface 401 on the side of the covering portion 40 opposite to the electrically insulating substrate 7 side.
  • the covering portion 40 includes a portion located between the first suction portion 5A and the second suction portion 5B in the direction in which the first suction portion 5A and the second suction portion 5B are arranged side by side in a plan view. Further, the covering portion 40 is a portion located between the first suction portion 5A and the third suction portion 5C in the direction in which the first suction portion 5A and the third suction portion 5C are lined up in a plan view. include. Further, the covering portion 40 is a portion located between the first suction portion 5A and the fourth suction portion 5D in the direction in which the first suction portion 5A and the fourth suction portion 5D are arranged side by side in a plan view. include.
  • the covering portion 40 is a portion located between the second suction portion 5B and the third suction portion 5C in the direction in which the second suction portion 5B and the third suction portion 5C are lined up in a plan view. include. Further, the covering portion 40 is a portion located between the second suction portion 5B and the fourth suction portion 5D in the direction in which the second suction portion 5B and the fourth suction portion 5D are lined up in a plan view. include. Further, the covering portion 40 is a portion located between the third suction portion 5C and the fourth suction portion 5D in the direction in which the third suction portion 5C and the fourth suction portion 5D are lined up in a plan view. include.
  • the covering portion 40 also covers a part of each of the plurality of first wiring portions 81 and the plurality of second wiring portions 82 described above.
  • the plurality of first terminals and the plurality of second terminals described above are external connection terminals for connecting to an external circuit, and have a terminal surface that is exposed without being covered by the second insulating layer 72 and the covering portion 40. ..
  • the resin material in the covering portion 40 is, for example, an epoxy resin.
  • the resin material in the covering portion 40 includes at least one material selected from the group consisting of epoxy resin, polymethyl methacrylate, polyimide, novolak resin, silicone resin, cyclized polyisoprene, cyclized polybutadiene and polyhydroxystyrene. There is.
  • the covering portion 40 contains fluorine in at least the surface region 42 on the side opposite to the electrically insulating substrate 7 side.
  • the surface region 42 includes a surface 401 on the side of the covering portion 40 opposite to the electrically insulating substrate 7 side, and is a region containing fluorine in the depth profile of fluorine from the surface 401.
  • the surface 401 of the covering portion 40 has water repellency.
  • the covering portion 40 also contains fluorine in the surface region 43 on the adsorption portion 5 side.
  • the surface region 43 includes the surface of the covering portion 40 on the suction portion 5 side (here, the inner side surface 461 of the opening 46), and is a region containing fluorine.
  • the resin material portion having the same pattern shape as the covering portion 40 including the resin material of the covering portion 40 is electrically insulated at the time of manufacturing the gas molecule adsorbent 1 and the gas sensor 100.
  • the surface of the resin material portion is exposed to plasma of O 2 gas to roughen it, and then exposed to plasma of fluoride gas (for example, CF 4 gas) to provide fluorine.
  • fluoride gas for example, CF 4 gas
  • a surface region 42 containing fluorine and a surface region 43 containing fluorine are formed.
  • Fluoride gas is, for example, a CF 4 gas.
  • the resin material portion having the same pattern shape as the covering portion 40 is formed by using, for example, spin coating technology and photolithography technology.
  • the resin material portion having the same pattern shape as the covering portion 40 may be formed by using a printing technique.
  • the surface region 42 of the covering portion 40 corresponds to the above-mentioned second portion 32.
  • the portion of one surface 701 of the electrically insulating substrate 7 that is not covered with the resin material portion is not easily affected by the plasma of CF 4 gas, and CF 4 It has the hydrophilicity imparted by the O 2 gas plasma even after being exposed to the gas plasma.
  • a solution containing the organic material of the adsorption portion 5 and the conductive particles is applied onto the portion 7011 of the surface 701 of the electrically insulating substrate 7 that is not covered by the covering portion 40 by using the inkjet method or the dispense method.
  • the solution easily wets and spreads on one surface 701 of the electrically insulating substrate 7, while it is possible to suppress the wet and spread on the covering portion 40.
  • the surface region 42 of the covering portion 40 is referred to as a first surface region 42
  • the surface region 43 of the covering portion 40 is referred to as a second surface region 43
  • the suction portion 5 is on the side opposite to the electrically insulating substrate 7 side.
  • the surface area 52 may also be referred to as a third surface area 52.
  • the solution is a mixed solution containing the above-mentioned organic material, conductive particles, and a solvent.
  • the solvent dissolves or disperses the organic material and disperses the conductive particles.
  • the solvent may contain, for example, at least one component selected from dimethyl sulfoxide, dimethylformamide, toluene, chloroform, acetone, acetonitrile, methanol, ethanol, isopropanol, tetrahydrofuran, ethyl acetate, butyl acetate and the like.
  • the step of forming the adsorbent portion 5 includes a coating step of applying a solution and a heat treatment step.
  • the coating step a portion of one surface 701 of the electrically insulating substrate 7 not covered by the covering portion 40, a surface 213 of the plurality of first electrodes 21 not covered by the covering portion 40, and a plurality of second electrodes 22.
  • the solution is applied so that the surface 223 not covered by the covering portion 40 and the portion of the plurality of first wiring portions 81 and the plurality of second wiring portions 82 not covered by the covering portion 40 are covered with the solution. do.
  • the solvent in the solution is volatilized by heat treatment to form the adsorption portion 5.
  • the elemental concentration of fluorine in the first surface region 42 which is the surface region 42 opposite to the electrically insulating substrate 7 side in the covering portion 40, is the electroinsulating substrate in the adsorbing portion 5. It is higher than the elemental concentration of fluorine in the third surface region 52 on the side opposite to the 7th side.
  • the elemental concentration of fluorine in each of the first surface region 42 and the third surface region 52 is a value obtained by, for example, an analysis result by XPS (X-ray Photoelectron Spectroscopy).
  • the fluorine concentration of the first surface region 42 of the covering portion 40 is 31.6% in one example. Fluorine was not intentionally introduced into the adsorption unit 5. Therefore, the elemental concentration of fluorine in the third surface region 52 of the adsorption unit 5 may be equal to or less than the detection limit of XPS.
  • the first surface region 42 contains carbon, oxygen, and fluorine, and the elemental concentration of fluorine is higher than the elemental concentration of oxygen.
  • the elemental concentration of fluorine and the elemental concentration of oxygen are values obtained by, for example, the analysis result by XPS.
  • the fluorine concentration is 31.6%
  • the oxygen concentration is 14.2%
  • the carbon concentration is 54.2%.
  • the fluorine concentration is 1.4%, the oxygen concentration of 36.0% and a carbon concentration of 62.6%.
  • the covering portion 40 of the gas molecule adsorbent 1 also contains fluorine in the second surface region 43 on the adsorbing portion 5 side.
  • the elemental concentration of fluorine in the second surface region 43 is higher than the elemental concentration of fluorine in the third surface region 52.
  • the elemental concentration of fluorine in each of the second surface region 43 and the third surface region 52 is a value obtained by, for example, an analysis result by XPS.
  • the elemental concentration of fluorine in the first surface region 42 and the elemental concentration of fluorine in the second surface region 43 are between the first surface region 42 and the electrically insulating substrate 7 in the covering portion 40. It is higher than the elemental concentration of fluorine in the inner region 48 located inside the second surface region 43.
  • the elemental concentration of fluorine in the inner region 48 is, for example, a value obtained as a result of performing an analysis by XPS with the inner region 48 exposed in the cross section of the gas molecule adsorbent 1.
  • the covering portion 40 has an end portion 45 on the electrically insulating substrate 7 side in the thickness direction D1 of the electrically insulating substrate 7.
  • the end portion 45 of the covering portion 40 includes a surface 47 in contact with the electrically insulating substrate 7.
  • the end portion 45 of the covering portion 40 is a portion from the surface 47 of the covering portion 40 in the thickness direction D1 of the electrically insulating substrate 7 to a quarter of the thickness H40 of the covering portion 40.
  • the end 45 of the covering 40 has an inner portion located inside the second surface region 43. In the covering portion 40, the elemental concentration of fluorine in the inner portion of the end portion 45 is lower than the elemental concentration of fluorine in the second surface region 43.
  • the elemental concentration of fluorine in the inner portion of the end portion 45 of the covering portion 40 is, for example, a value obtained by exposing the inner portion of the end portion 45 in the cross section of the gas molecule adsorbent 1 and performing an analysis by XPS. ..
  • the elemental concentration of fluorine in the region 44 facing the adsorbing portion 5 via the second surface region 43 in the covering portion 40 is lower than the elemental concentration of fluorine in the second surface region 43.
  • the elemental concentration of fluorine in the region 44 of the covering portion 40 is a value obtained, for example, as a result of analyzing the region 44 by exposing the region 44 in the cross section of the gas molecule adsorbent 1.
  • the region 44 of the cover 40 includes the inner portion of the end 45 of the cover 40.
  • the gas molecule adsorbent 1 described above includes an electrically insulating substrate 7, an adsorbing portion 5, and a covering portion 40.
  • the suction portion 5 is arranged on one surface 701 of the electrically insulating substrate 7.
  • the adsorption unit 5 includes an organic material that adsorbs gas molecules to be detected and conductive particles.
  • the covering portion 40 is located on the one surface 701 of the electrically insulating substrate 7 around the suction portion 5 and covers a part of the one surface 701 of the electrically insulating substrate 7.
  • the covering portion 40 contains a resin material and fluorine.
  • the covering portion 40 contains fluorine in at least the surface region 42 on the side opposite to the electrically insulating substrate 7 side.
  • the gas sensor 100 includes a gas molecule adsorbent 1, a first electrode 21 connected to the adsorbing unit 5, and a second electrode 22 separated from the first electrode 21 and connected to the adsorbing unit 5. Be prepared.
  • the gas sensor 100 has an advantage that the thickness of the suction portion 5 can be easily made uniform (the uniformity of the thickness of the suction portion 5 can be easily improved in each of the plurality of suction portions 5).
  • the plurality of adsorption portions 5 of the gas molecule adsorbent 1 do not reach the surface 401 of the covering portion 40 opposite to the electrically insulating substrate 7 side, crosstalk between the adjacent adsorption portions 5 Can be suppressed.
  • the covering portion 40 includes a portion located between at least two adsorbing portions 5 when viewed from the thickness direction D1 of the electrically insulating substrate 7. It is preferable to be.
  • the gas molecule adsorbent (1) includes a base material (3) and an adsorbing portion (5).
  • the adsorption portion (5) is arranged on one surface of the base material (3) and adsorbs gas molecules to be detected.
  • the first portion (31) on which the adsorption portion (5) is arranged has higher wettability than the second portion (32) around the first portion (31). ..
  • the gas molecule adsorbent (1) according to the first aspect has an advantage that the thickness of the adsorbed portion (5) can be easily made uniform.
  • a partition wall (4) surrounding the first portion (31) is provided on one surface of the base material (3).
  • the second portion (32) is the surface of the partition wall (4).
  • the gas molecule adsorbent (1) according to the second aspect has an advantage that the solution used for forming the adsorbent (5) is more difficult to get over the partition wall (4).
  • the partition wall (4) is formed of an organic material.
  • the partition wall (4) is less likely to adsorb the molecule to be detected, so that the adsorption portion (5) is more likely to adsorb the gas molecule to be detected.
  • the first site (31) is formed of an inorganic material.
  • the gas molecule adsorbent (1) according to the fourth aspect has an advantage that the wettability at the first portion (31) can be easily improved.
  • the gas sensor (100) according to the fifth aspect is the gas molecule adsorbent (1) according to any one of the first to fourth aspects and an electrode (2) electrically connected to the gas molecule adsorbent (1). ) And.
  • the gas sensor (100) according to the fifth aspect has an advantage that the thickness of the suction portion (5) can be easily made uniform.
  • the configurations according to the second to fourth aspects are not essential configurations for the gas molecule adsorbent (1) and can be omitted as appropriate.
  • the gas molecule adsorbent (1) includes an electrically insulating substrate (7), an adsorbing portion (5), and a covering portion (40).
  • the suction portion (5) is arranged on one surface (701) of the electrically insulating substrate (7).
  • the adsorption unit (5) includes an organic material that adsorbs gas molecules to be detected and conductive particles.
  • the covering portion (40) is located on one surface (701) of the electrically insulating substrate (7) around the suction portion (5) and covers a part of the one surface (701).
  • the covering portion (40) contains a resin material and fluorine.
  • the covering portion (40) contains fluorine in at least the surface region (42) opposite to the electrically insulating substrate (7) side.
  • the gas molecule adsorbent (1) according to the sixth aspect has an advantage that the thickness of the adsorbed portion (5) can be easily made uniform.
  • the resin material is an epoxy resin, polymethylmethacrylate, polyimide, novolak resin, silicone resin, cyclized polyisoprene, cyclized polybutadiene and Includes at least one material selected from the group consisting of polyhydroxystyrene.
  • the thickness (H40) of the covering portion (40) in the thickness direction (D1) of the electrically insulating substrate (7). Is thicker than the thickness (H5) of the suction portion (5).
  • the gas molecule adsorbent (1) according to the eighth aspect it is possible to prevent the adsorbing portion (5) from being formed on the surface (401) of the covering portion (40) at the time of production.
  • the covering portion (40) is the surface region (42) with the first surface region (42).
  • fluorine is also contained in the second surface region (43) on the adsorption portion (5) side.
  • the elemental concentration of fluorine in the first surface region (42) and the elemental concentration of fluorine in the second surface region (43) are the same as those of the first surface region (42) and the electrically insulating substrate (7) in the covering portion (40). It is higher than the elemental concentration of fluorine in the inner region (48) located inside the second surface region (43).
  • the solution that is the source of the adsorbed portion (5) during production crawls up the second surface region (43) and is on the surface (401) of the covering portion (40). It is possible to suppress the spread of wetness.
  • the covering portion (40) is surrounded by the first surface region (42), the second surface region (43), and the electrically insulating substrate (7). The surface free energy of the inner region (48) can be increased, and the adhesion between the covering portion (40) and the electrically insulating substrate (7) can be improved.
  • the covering portion (40) is the surface region (42) with the first surface region (42).
  • fluorine is also contained in the second surface region (43) on the adsorption portion (5) side.
  • the end portion (45) on the electrically insulating substrate (7) side including the surface (47) in contact with the electrically insulating substrate (7) in the covering portion (40) is inside the second surface region (43).
  • the covering portion (40) located inside the second surface region (43) since the element concentration of fluorine in the inner portion of the covering portion (40) located inside the second surface region (43) is low, the covering portion (40) The surface free energy of the inner portion can be increased, and the adhesion between the covering portion (40) and the electrically insulating substrate (7) can be improved.
  • the covering portion (40) is the surface region (42) with the first surface region (42).
  • fluorine is also contained in the second surface region (43) on the adsorption portion (5) side.
  • the elemental concentration of fluorine in the region (44) facing the adsorption portion (5) via the second surface region (43) in the covering portion (40) is lower than the elemental concentration of fluorine in the second surface region (43). ..
  • the covering portion (40) is covered.
  • the surface free energy of the region (44) in the portion (40) can be increased, and the adhesion between the covering portion (40) and the electrically insulating substrate (7) can be improved.
  • the element concentration of fluorine in the second surface region (43) is electrically insulated in the adsorbed portion (5). It is higher than the elemental concentration of fluorine in the third surface region (52) on the side opposite to the sex substrate (7) side.
  • the covering portion (40) is less likely to adsorb the gas molecule to be detected, and the adsorbing portion (5) is more likely to adsorb the gas molecule to be detected.
  • the elemental concentration of fluorine in the first surface region (42) is higher than the elemental concentration of fluorine in the third surface region (52). ..
  • the covering portion (40) is less likely to adsorb the gas molecule to be detected, and the adsorbing portion (5) is more likely to adsorb the gas molecule to be detected.
  • the first surface region (42) contains carbon, oxygen, and fluorine, and the element concentration of fluorine. Is higher than the elemental concentration of oxygen.
  • the gas molecule is a volatile organic compound or an inorganic compound.
  • the gas molecule adsorbent (1) according to the sixteenth aspect includes a plurality of adsorbing portions (5) in any one of the sixth to fifteenth aspects.
  • the covering portion (40) is located around the plurality of suction portions (5).
  • the covering portion (40) is a portion located between at least two suction portions (5) of the plurality of suction portions (5) when viewed from the thickness direction (D1) of the electrically insulating substrate (7). including.
  • the adsorbing portion (5) is the electrically insulating substrate (7) side of the covering portion (40). Does not reach the opposite surface (401).
  • the uniformity of the thickness of the adsorbed portion (5) is high.
  • the electrically insulating substrate (7) is at least the adsorbing portion (5) and the covering portion (40).
  • the material of the part in contact with is an inorganic material.
  • gas molecule adsorbent (1) it is possible to improve the adhesion between the electrically insulating substrate and the adsorbing portion (5) and the covering portion (40).
  • the gas sensor (100) includes a gas molecule adsorbent (1) according to any one of the sixth to eighteenth aspects, a first electrode (21) connected to the adsorbing portion (5), and the like. It includes a second electrode (22) that is separated from the first electrode (21) and is connected to the suction portion (5).
  • the gas sensor (100) according to the nineteenth aspect has an advantage that the thickness of the suction portion (5) can be easily made uniform.
  • Gas sensor 1 Gas molecule adsorbent 2 Electrode 21 1st electrode 22 2nd electrode 3 Base material 31 1st part 32 2nd part 4 Partition wall 40 Covering part 42 Surface area (1st surface area) 43 Second surface area 44 Area 45 End part 47 Surface 401 Surface 5 Adsorption part 52 Third surface area 7 Electrically insulating substrate 701 One surface D1 Thickness direction H5 Thickness H40 Thickness

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Abstract

吸着部の厚さを均一にしやすくすること。分子吸着体（１）は、基材（３）と、吸着部（５）と、を備える。吸着部（５）は、基材（３）の一表面に配置されて検出対象の分子を吸着する。基材（３）の一表面において、吸着部（５）が配置されている第１部位（３１）は、第１部位（３１）の周囲にある第２部位（３２）よりも濡れ性が高い。

Description

ガス分子吸着体、及びガスセンサ
　本開示は、一般にガス分子吸着体、及びガスセンサに関する。より詳細には、本開示は、検出対象のガス分子を吸着するガス分子吸着体、及びガス分子吸着体を備えるガスセンサに関する。
　特許文献１には、並行するように円形状に配置された一対の導電線を含む電気絶縁性基材と、一対の導電線に接触する化学感受性ポリマー（ガス分子吸着体）と、この化学感受性ポリマー中に分散する炭素粒子とを含むケミレジスタ（ガスセンサ）が、開示されている。このケミレジスタにおいては、化学感受性ポリマーがガス中の揮発性有機化合物等を吸着すると、電気抵抗値の変化が生じる。このケミレジスタを用いると、ケミレジスタの電気抵抗値の変化に基づいて、ガス中の揮発性有機化合物等を検出できる。
特開２００４－３４０９４５号公報
　本開示は、吸着部の厚さを均一にしやすいガス分子吸着体、及びガスセンサを提供することを目的とする。
　本開示の一態様に係るガス分子吸着体は、基材と、吸着部と、を備える。前記吸着部は、前記基材の一表面に配置されており、検出対象のガス分子を吸着する。前記基材の前記一表面において、前記吸着部が配置されている第１部位は、前記第１部位の周囲にある第２部位よりも濡れ性が高い。
　本開示の一態様に係るガスセンサは、上記のガス分子吸着体と、前記ガス分子吸着体に電気的に接続される電極と、を備える。
　本開示の一態様に係るガス分子吸着体は、電気絶縁性基板と、吸着部と、覆い部と、を備える。前記吸着部は、前記電気絶縁性基板の一表面に配置されている。前記吸着部は、検出対象のガス分子を吸着する有機材料と導電性粒子とを含む。前記覆い部は、前記電気絶縁性基板の前記一表面において前記吸着部の周囲に位置し前記一表面の一部を覆っている。前記覆い部は、樹脂材料とフッ素とを含む。前記覆い部は、少なくとも前記電気絶縁性基板側とは反対側の表面領域にフッ素を含んでいる。
　本開示の一態様に係るガスセンサは、上記ガス分子吸着体と、前記吸着部に接続されている第１電極と、前記第１電極から離れており、前記吸着部に接続されている第２電極と、を備える。
図１は、本開示の一実施形態に係るガス分子吸着体を備えたガスセンサの概要を示す断面図である。 図２は、同上のガスセンサの概要を示す平面図である。 図３は、比較例のガス分子吸着体を備えたガスセンサの概要を示す断面図である。 図４は、本開示の一実施形態の変形例に係るガス分子吸着体を備えたガスセンサの概要を示す平面図である。 図５は、本開示の一実施形態のガス分子吸着体を備えるガスセンサの平面図である。 図６は、同上のガス分子吸着体を備えるガスセンサを示し、図５のＸ１－Ｘ１線断面図である。
　（１）概要
　以下、本実施形態のガス分子吸着体１（図１参照）、及びガス分子吸着体１を備えたガスセンサ１００（図１参照）について図面を参照して説明する。ただし、下記の実施形態は、本開示の様々な実施形態の一部に過ぎない。下記の実施形態は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。また、下記の実施形態において説明する各図は、模式的な図であり、図中の各構成要素の大きさ及び厚さそれぞれの比が必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。
　本実施形態のガス分子吸着体１は、検出対象のガス分子が含まれる雰囲気に晒された場合に、少なくとも検出対象の分子を吸着するように構成されている。本実施形態のガスセンサ１００は、ガス分子吸着体１と、ガス分子吸着体１と電気的に接続される電極２（図１参照）と、を備えている。本実施形態では、ガスセンサ１００は、電極２を一対備えている。ガスセンサ１００においては、ガス分子が吸着部（吸着層）５に吸着されると、ガス分子吸着体１に電気抵抗の変化が生じる。これは、吸着部５に含まれる有機材料がガス分子を吸着して膨張することで、吸着部５に含まれる複数の導電性粒子間の距離が変化することに起因する、と推察される。
　したがって、ガスセンサ１００は、ガス分子吸着体１の電気抵抗の変化を利用して、検出対象のガス分子を検出することが可能である。例えば、ガスセンサ１００は、一対の電極２間に電圧を印加した状態で電流の変化を測定することにより、ガス分子吸着体１の電気抵抗の変化を測定することができ、結果としてガス分子吸着体１に吸着した検出対象のガス分子を検出することが可能である。
　ガス分子吸着体１は、図１に示すように、基材３と、吸着部５と、を備えている。本実施形態では、１つの基材には、１つのガスセンサ１００が配置される場合の他、複数種類のガスセンサ１００が配置される場合がある。後者の場合、複数種類のガスセンサ１００は、１つのセンサアレイを構成することになる。以下では、特に断りの無い限り、１つの基材において１つのガスセンサ１００が配置される箇所を「基材３」という。つまり、１つの基材に複数種類のガスセンサ１００が配置される場合、この１つの基材には複数種類のガスセンサ１００と各々対応する複数の「基材３」が含まれることになる。
　吸着部５は、基材３の一表面に配置されて、少なくとも検出対象のガス分子を吸着する。本開示でいう「基材３の一表面」は、基材３の厚さ方向における２面のうち、検出対象のガス分子を含む雰囲気に晒される一面をいう。本実施形態では、検出対象のガス分子は、一例として化学物質である。
　そして、本実施形態では、基材３の一表面において、吸着部５が配置されている第１部位３１は、第１部位３１の周囲にある第２部位３２よりも濡れ性が高くなっている。本開示でいう「濡れ性」は、吸着部５を形成する際に用いる溶液（混合液）に対する濡れ性をいう。溶液は、吸着部５を構成する材料と、溶剤と、を含有している。本実施形態では、吸着部５は、基材３の一表面に溶液を塗布し、溶液中の溶剤を揮発させることで形成される。
　本実施形態では、基材３の一表面には、第１部位３１を囲む隔壁４が設けられている。そして、第２部位３２は、隔壁４の表面である。つまり、本実施形態では、基材３の一表面のうち隔壁４（第２部位３２）で囲まれた凹部６の内底面が第１部位３１に相当し、隔壁４の表面（言い換えれば、凹部の内側面）が第２部位３２に相当する。
　上述のように、本実施形態では、吸着部５が配置されている第１部位３１が、第１部位３１の周囲にある第２部位３２よりも濡れ性が高くなっている。言い換えれば、第２部位３２は、第１部位３１よりも濡れ性が低くなっている。このため、本実施形態では、第１部位３１に吸着部５を形成する際に用いる溶液が第１部位３１から第２部位３２に向かって濡れ広がりにくくなっている。したがって、本実施形態では、吸着部５の厚さを均一にしやすい、という利点がある。
　（２）詳細
　以下、本実施形態のガス分子吸着体１及びガスセンサ１００について図１及び図２を参照して詳しく説明する。以下では、複数種類のガスセンサ１００で構成されるセンサアレイにおける１つのガスセンサ１００に着目して説明する。以下の説明は、センサアレイにおける他のガスセンサ１００においても同様に適用し得る。
　ガスセンサ１００は、図１に示すように、ガス分子吸着体１と、一対の電極２と、を備えている。以下では、一対の電極２のうち一方の電極２を「第１電極２１」、他方の電極２を「第２電極２２」ともいう。なお、図１は、図２のＸ１－Ｘ１線での断面図である。図１では、一対の電極２のうちの一方の電極２は、第１電極２１の有する第１突片２１１（後述する）で表されており、他方の電極２は、第２電極２２の有する第２突片２２１（後述する）で表されている。
　ガス分子吸着体１は、図１及び図２に示すように、基材３と、隔壁４と、吸着部５と、を備えている。
　基材３は、板状であって、電気絶縁性を有する材料により形成されている。本実施形態では、基材３は、例えば二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）等の無機材料により形成されている。基材３の一表面（図１における上面）には、隔壁４が配置されている。
　隔壁４は、図１に示すように、基材３の厚さ方向（図１における上下方向）に高さを有しており、基材３の一表面から上方へと突出するように設けられている。隔壁４は、有機材料により形成されている。本実施形態では、隔壁４は、例えばＳＵ－８等のネガティブ型のフォトレジストを露光し、ポストベーク工程を経ることで得られる硬質のエポキシ樹脂により形成されている。
　隔壁４は、図２に示すように、平面視で円形状の凹部６が形作られるように、基材３の一表面に配置されている。つまり、隔壁４は、凹部６の側壁を構成している。また、基材３のうち隔壁４により囲まれた部位が凹部６の底部を構成している。凹部６には、吸着部５が配置される。隔壁４は、この吸着部５を形成する際に用いられる溶液が、隣り合うガス分子吸着体１（ガスセンサ１００）へと漏れ出るのを防ぐ機能を有している。
　吸着部５は、ガス分子吸着体１（ガスセンサ１００）が晒される雰囲気中に含まれ得る検出対象のガス分子を吸着するように構成されている。本実施形態では、吸着部５は、ガス分子を吸着する。具体的には、吸着部５は、ガスに晒された場合にガス中に含まれる検出対象のガス分子（ここでは、化学物質）を吸着する。化学物質は、一例として、揮発性有機化合物（Volatile Organic Compounds）又は無機化合物を含み得る。揮発性有機化合物は、一例として、ケトン類、アミン類、アルコール類、芳香族炭化水素類、アルデヒド類、エステル類、有機酸、メチルメルカプタン、又はジスルフィドを含み得る。無機化合物は、一例として、硫化水素、二酸化硫黄、又は二硫化炭素を含み得る。
　吸着部５は、導電性粒子と、ガス吸着性を有する有機材料と、を含んでいる。吸着部５は、膜状であって、有機材料中に導電性粒子が分散して構成されている。
　本開示でいう「ガス吸着性」とは、ガスに晒された場合にガス中に含まれる検出対象のガス分子（ここでは、化学物質）を吸着する性質をいう。有機材料がガス吸着性を有することは、技術常識に基づいて判断され得る。例えば、有機材料をガスに晒してから、有機材料をガスクロマトグラフ質量分析計で分析することでガス由来の化学物質が検出される場合、有機材料がガス吸着性を有していると判断され得る。
　有機材料は、吸着部５が吸着すべき分子（ここでは、化学物質）の種類、及び／又は吸着部５に含まれる導電性粒子の種類等に応じて選択される。有機材料は、一例として、ポリアルキレングリコール類、ポリエステル類、シリコーン類、グリセロール類、ニトリル類、ジカルボン酸モノエステル類、又は脂肪族アミン類等から選択される少なくとも１種類以上の材料である。この場合、有機材料は、ガス中の化学物質、特に揮発性有機化合物を吸着しやすくなる。
　導電性粒子は、例えば、炭素材料、導電性ポリマー、金属、金属酸化物、半導体、超伝導体、又は錯化合物等から選択される少なくとも１種類の材料を含む。炭素材料は、例えばカーボンブラック、グラファイト、コークス、カーボンナノチューブ、グラフェン、又はフラーレン等を含み得る。導電性ポリマーは、例えばポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロール、又はポリアセチレン等を含み得る。金属は、例えば銀、金、銅、白金、又はアルミニウム等を含み得る。金属酸化物は、例えば酸化インジウム、酸化スズ、酸化タングステン、酸化亜鉛、又は酸化チタン等を含み得る。半導体は、例えばケイ素、砒化ガリウム、リン化インジウム、又は硫化モリブデン等を含み得る。超伝導体は、例えばＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ７、又はＴｌ２Ｂａ２Ｃａ２Ｃｕ３Ｏ１０等を含み得る。錯化合物は、例えばテトラメチルパラフェニレンジアミンとクロラニルとの錯化合物、テトラシアノキノジメタンとアルカリ金属との錯化合物、テトラチアフルバレンとハロゲンとの錯化合物、イリジウムとハロカルボニル化合物との錯化合物、又はテトラシアノ白金等を含み得る。
　ここで、ガス分子吸着体１は、図１に示すように、第１部位３１と、第２部位３２と、を有している。
　第１部位３１は、基材３の一表面において吸着部５が配置される部位である。本実施形態では、既に述べたように、凹部６に吸着部５が配置されている。つまり、本実施形態では、第１部位３１は、凹部６の内底面である。本実施形態では、既に述べたように、基材３は無機材料により形成されている。したがって、凹部６の内底面も無機材料により形成されている。言い換えれば、第１部位３１は、無機材料により形成されている。
　第２部位３２は、基材３の一表面において第１部位３１の周囲にある部位である。本実施形態では、第１部位３１である凹部６の内底面は、凹部６の側壁により囲まれている。そして、既に述べたように、凹部６の側壁は、隔壁４により構成されている。つまり、本実施形態では、第２部位３２は、隔壁４の表面である。本実施形態では、隔壁４の表面は、フッ素を有する樹脂材料により形成された有機層４１により覆われている。つまり、第２部位３２は、フッ素を有する樹脂材料により形成されている。
　そして、第１部位３１は、第２部位３２よりも濡れ性が高くなっている。つまり、第１部位３１では、吸着部５を形成する際に用いられる溶液についての接触角が比較的小さく、溶液が濡れ広がりやすくなっている。一方、第２部位３２では、吸着部５を形成する際に用いられる溶液についての接触角が比較的大きく、溶液が濡れ広がりにくくなっている。具体的には、第２部位３２では、吸着部５を形成する際に用いられる溶液についての接触角は、９０度以上であるのが好ましい。
　言い換えれば、第１部位３１には親水性が付与されており、第２部位３２には撥水性が付与されている。本開示でいう「親水性」とは、吸着部５を形成する際に用いられる溶液が表面に広がりやすい性質をいう。また、本開示でいう「撥水性」とは、吸着部５を形成する際に用いられる溶液を表面からはじきやすい性質をいう。
　本実施形態では、第１部位３１は、基材３の一表面を酸素（Ｏ２）ガスのプラズマへ暴露することにより形成される。つまり、基材３の一表面は、上記酸素ガスのプラズマへの暴露工程により粗面化される。このため、基材３の一表面において酸素ガスのプラズマに暴露された部位は、粗面化により親水性が付与され、第１部位３１となる。その他、基材３の一表面において酸素ガスのプラズマに暴露された部位には、ヒドロキシル基が付与されたり、製造過程で使用されたレジストの残滓等の有機物の汚れが除去されたりすることでも、親水性が付与されると考えられる。
　また、本実施形態では、第２部位３２は、隔壁４の表面をフッ化化合物ガス（例えば、四フッ化炭素（ＣＦ４）ガス）のプラズマへ暴露することにより形成される。つまり、隔壁４の表面には、上記暴露工程によりフッ素ラジカルが導入されることにより、フッ素を含む有機層４１が形成されると考えられる。このため、隔壁４の表面においてフッ化化合物ガスのプラズマに暴露された部位は、有機層４１により撥水性が付与され、第２部位３２となる。
　一対の電極２（第１電極２１及び第２電極２２）は、いずれも例えば金又は白金により形成されている。第１電極２１及び第２電極２２は、いずれも基材３に埋め込まれた形で基材３に配置されている。本実施形態では、第１電極２１は、図２に示すように、第１主片２１０と、複数（図２に示す例では、５つ）の第１突片２１１と、第１端子２１２と、を有しており、全体として平面視で櫛状に形成されている。第２電極２２は、図２に示すように、第２主片２２０と、複数（図２に示す例では、５つ）の第２突片２２１と、第２端子２２２と、を有しており、全体として平面視で櫛状に形成されている。
　第１主片２１０及び第２主片２２０は、いずれも平面視で隔壁４に沿って湾曲した半円弧状である。図２に示す例では、凹部６を挟んだ左右両側のうち右側に第１主片２１０が配置され、左側に第２主片２２０が配置されている。
　各第１突片２１１は、平面視で左右方向に長さを有する矩形状であって、第１主片２１０と一体に形成されており、かつ、第１主片２１０から第２主片２２０に向かって突出している。各第２突片２２１は、平面視で左右方向に長さを有する矩形状であって、第２主片２２０と一体に形成されており、かつ、第２主片２２０から第１主片２１０に向かって突出している。図２に示す例では、第１突片２１１と第２突片２２１とは、上下方向において交互に並ぶように配置されている。
　第１端子２１２は、平面視で上下方向に長さを有する矩形状であって、第１主片２１０の一端（図２における下端）から隔壁４に向かって突出している。第２端子２２２は、平面視で上下方向に長さを有する矩形状であって、第２主片２２０の一端（図２における下端）から隔壁４に向かって突出している。
　本実施形態では、第１電極２１及び第２電極２２（つまり、電極２）は、図１に示すように、基材３に設けられた開口３０を通して吸着部５と接している。つまり、基材３において開口３０が設けられている部位において、電極２と吸着部５とが機械的かつ電気的に接続されている。一方、基材３において開口３０が設けられていない部位では、電極２と吸着部５とは、基材３により機械的かつ電気的に隔てられている。開口３０は、基材３における第１電極２１と対向する部位に分散して複数設けられている。また、開口３０は、基材３における第２電極２２と対向する部位に分散して複数設けられている。
　ガスセンサ１００においては、第１端子２１２と第２端子２２２との間に電圧を印加する、又は電流を流すことにより、第１電極２１、第２電極２２、及び吸着部５を含む導電路に、吸着部５の電気抵抗に応じた電流が流れる。したがって、この電流を測定することにより、吸着部５の電気抵抗の変化を測定することが可能である。そして、この吸着部５の電気抵抗の変化に基づいて、吸着部５に吸着した分子を検出することが可能である。例えば、第１端子２１２と第２端子２２２との間に一定電圧を印加した状態で上記導電路を流れる電流を測定することにより、吸着部５に吸着した分子を検出することが可能である。また、例えば、第１端子２１２及び第２端子２２２に一定電流を流した状態で上記導電路における電圧降下量を測定することによっても、吸着部５に吸着した分子を検出することが可能である。
　（３）製造方法
　以下、本実施形態のガス分子吸着体１（及びガスセンサ１００）の製造方法について簡潔に説明する。以下では、基材３には既に一対の電極２が配置されている、と仮定する。また、以下では、ガス分子吸着体１の製造方法のうち、主として隔壁４及び吸着部５を形成する過程について説明する。
　まず、スピンコータ等の装置を用いて、基材３の一表面にフォトレジストを塗布する。その後、プリベーク工程によりフォトレジストの溶剤を除去した後、密着露光又は投影露光により、隔壁４に相当するパターンをフォトレジストに転写する。その後、ポストベーク工程及びプラズマへの暴露工程を経ることで、パターン（隔壁４に相当する部分）を除いたフォトレジストを除去することにより、基材３上に隔壁４を形成する。なお、隔壁４は、基材３の一表面に塗布したネガティブフォトレジストをパターニングすることで形成されてもよい。
　プラズマへの暴露工程においては、まず、酸素（Ｏ２）ガスのプラズマへ隔壁４及び基材３の一表面を暴露する。これにより、隔壁４及び基材３の一表面が粗面化される等して、親水性が付与される。次に、四フッ化炭素（ＣＦ４）ガスのプラズマへ隔壁４を含む基材３の一表面を暴露する。
　四フッ化炭素（ＣＦ４）ガスのプラズマに暴露することにより、隔壁４の表面に有機層４１（つまり、第２部位３２）が形成され、撥水性が付与される。一方、この暴露工程は、基材３の一表面には殆ど影響を与えないため、隔壁４に囲まれた凹部６の内底面（つまり、第１部位３１）の表面粗さにも殆ど影響を与えず、親水性が確保される。
　ここで、酸素（Ｏ２）ガスのプラズマへ隔壁４の表面及び基材３の一表面を暴露した後に、ＨＭＤＳ（hexamethyl disilazane：ヘキサメチルジシラザン）処理（ＨＭＤＳを蒸気状にして塗布する処理）を施した場合でも、隔壁４の表面に撥水性を付与することが可能である。しかしながら、この場合、隔壁４の表面における撥水性を十分に確保しにくく、また、凹部６の内底面にも撥水性が付与されてしまう、という課題がある。一方、本実施形態では、上述の四フッ化炭素（ＣＦ４）ガスのプラズマへの暴露工程により、凹部６の内底面においては親水性を確保しつつ、隔壁４の表面においては有機層４１により撥水性を確保することが可能である。
　隔壁４を形成した後に、凹部６に溶液を塗布することで、吸着部５を形成する。溶液は、吸着部５を構成する材料である有機材料、及び導電性粒子を含む他、溶剤を含む混合液である。溶剤は、有機材料を溶解又は分散させ、かつ、導電性粒子を分散させる。溶剤は、例えばジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、トルエン、クロロホルム、アセトン、アセトニトリル、メタノール、エタノール、イソプロパノール、テトラヒドロフラン、酢酸エチル、又は酢酸ブチル等から選択される少なくとも１種類の成分を含み得る。
　具体的には、例えばインクジェット法又はディスペンス法等の方法を用いて、凹部６に溶液を塗布する。これにより、凹部６の内部には、膜状の成形体が形成される。次に、成形体に熱処理を施すことで、成形体中に含まれる溶剤を揮発させる。これにより、凹部６の内部に吸着部５が形成される。
　以下、本実施形態のガス分子吸着体１（及びガスセンサ１００）の利点について、比較例のガスセンサ２００との比較を交えて説明する。比較例のガスセンサ２００は、図３に示すように、一対の電極２と、基材３と、隔壁４と、吸着部５と、を備えている点で、本実施形態のガスセンサ１００と共通する。一方、比較例のガスセンサ２００は、上述のプラズマへの暴露工程を経ずに製造されている、つまり、比較例のガスセンサ２００では、隔壁４の表面に有機層４１が形成されていないことから、隔壁４の表面が第２部位３２となる。そして、比較例のガスセンサ２００は、第１部位３１及び第２部位３２に上述の濡れ性を付与していない点で、本実施形態のガスセンサ１００と相違する。
　比較例のガスセンサ２００では、本実施形態のガスセンサ１００とは異なり、第２部位３２の濡れ性が第１部位３１の濡れ性よりも高くなっていない。言い換えれば、比較例のガスセンサ２００では、第２部位３２には撥水性が付与されていない。このため、比較例のガスセンサ２００では、凹部６に溶液を塗布する際に、溶液が第１部位３１から第２部位３２へと濡れ広がりやすく、濡れ広がった溶液が隔壁４を乗り越える可能性がある。溶液が隔壁４を乗り越えると、隣に位置するガスセンサ２００まで溶液が濡れ広がることで、隣り合うガスセンサ２００同士でクロストークが生じる可能性がある。また、比較例のガスセンサ２００では、隔壁４へと溶液が濡れ広がりやすいことから、凹部６における溶液の濡れ広がり方も不均一になりやすく、吸着部５の厚さが均一になりにくい、という問題がある。
　ここで、比較例のガスセンサ２００において、溶液をせき止めるという観点だけに着目すると、隔壁４を高くすれば、溶液が隔壁４を乗り越えるのを防止するという効果が期待できる。しかしながら、この態様のように隔壁４を高くすると、隔壁４の側面に接する部位に溶液が集中し、凹部６の中央部において溶液が溜まりにくくなる等して、やはり吸着部５の厚さが均一になりにくい、という問題がある。
　これに対して、本実施形態では、第１部位３１の濡れ性が、第２部位３２の濡れ性よりも高くなっている。つまり、第２部位３２の濡れ性は、第１部位３１の濡れ性よりも低くなっている。言い換えれば、第２部位３２には撥水性が付与されている。このため、本実施形態では、凹部６に溶液を塗布する際に、溶液が第１部位３１から第２部位３２に向かって濡れ広がりにくく、溶液が隔壁４を乗り越えにくくなっている。したがって、本実施形態では、隔壁４へと溶液が濡れ広がりにくいことから、凹部６における溶液の濡れ広がり方も均一になりやすく、結果として吸着部５の厚さを均一にしやすい、という利点がある。また、本実施形態では、吸着部５の厚さを均一にしやすいことから、ガス分子吸着体１の製造工程における品質のばらつきを低減しやすい、という利点もある。
　また、本実施形態では、上述のように溶液が隔壁４を乗り越えにくいことから、隣に位置するガスセンサ１００まで溶液が濡れ広がるのを防止しやすい。その結果、本実施形態では、隣り合うガスセンサ１００同士のクロストークを防止しやすい、という利点がある。特に、ガス分子吸着体１の洗浄工程においては、溶液が濡れ広がりやすいが、本実施形態では、洗浄工程においても第１部位３１から第２部位３２へと溶液が濡れ広がるのを抑制しやすい。
　また、本実施形態では、第２部位３２よりも第１部位３１の濡れ性が高いため、吸着部５が第１部位３１（つまり、基材３の一表面）に密着しやすい。このため、本実施形態では、吸着部５と電極２との電気的な接続を確保しやすい、という利点がある。
　また、本実施形態では、第２部位３２は、フッ素を有する樹脂材料により形成されているため、溶液による隔壁４の浸食を防止し得る程度の耐薬品性を獲得しやすい、という利点がある。
　また、本実施形態では、第２部位３２は、撥水性を有する有機層４１であるため、表面自由エネルギーが比較的低く、分子が吸着しにくい。このため、本実施形態では、吸着部５に吸着させたい分子が隔壁４に吸着するといった事象が生じにくく、結果としてガスセンサ１００の検出性能の低下を抑制しやすい、という利点がある。
　（４）変形例
　上述の実施形態は、本開示の様々な実施形態の一つにすぎない。上述の実施形態は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。以下、上述の実施形態の変形例を列挙する。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。
　上述の実施形態では、隔壁４は、図２に示すように、平面視で円形状の凹部６が形作られるように、基材３の一表面に配置されている。つまり、上述の実施形態では、ガス分子吸着体１（及びガスセンサ１００）の吸着部５は、平面視で円形状に構成されているが、この態様に限らない。例えば、図４に示すように、ガス分子吸着体１（及びガスセンサ１００）の吸着部５は、平面視で矩形状に構成されていてもよい。
　図４に示す例では、第１電極２１の第１主片２１０及び第２電極２２の第２主片２２０は、いずれも平面視で隔壁４に沿ったＬ字状である。また、図４に示す例では、第１電極２１は４つの第１突片２１１を有しており、第２電極２２は４つの第２突片２２１を有している。もちろん、ガス分子吸着体１（及びガスセンサ１００）の吸着部５は、平面視で円形状及び矩形状に限らず、他の形状で構成されていてもよい。
　すなわち、上述の実施形態では、凹部６に溶液を塗布する際に、第１部位３１では濡れ性が高く（つまり、親水性を有しており）、第２部位３２では濡れ性が低い（つまり、撥水性を有している）。このため、上述の実施形態では、凹部６における溶液の濡れ広がり方を制御することが可能であるので、ガス分子吸着体１（ガスセンサ１００）の形状の自由度を向上することが可能である。
　ここで、比較例のガスセンサ２００では、溶液が等方性をもって広がるという性質を利用することで、平面視で円形状の吸着部５を製造することは容易である一方、他の形状で製造するのが比較的困難であった。というのも、比較例のガスセンサ２００のように吸着部５を平面視で矩形状となるように製造しようとすると、角が存在するために凹部６において溶液が均一に濡れ広がりにくいからである。
　これに対して、上述の実施形態では、角が存在する凹部６においても溶液が均一に濡れ広がりやすいので、平面視で矩形状の吸着部５を備えるガスセンサ１００を製造しやすい。そして、平面視で矩形状の吸着部５を備えるガスセンサ１００であれば、平面視で円形状の吸着部５を備えるガスセンサ１００と比較して、センサアレイにおけるガスセンサ１００の集積度（単位面積当たりのガスセンサ１００が占める面積の割合）を高くしやすい、という利点がある。
　上述の実施形態において、ガス分子吸着体１は、隔壁４を備えていなくてもよい。例えば、ガス分子吸着体１は、隔壁４を備える代わりに、基材３の一表面における隔壁４が配置される部位に有機層４１を形成した態様であってもよい。この場合、この有機層４１が第２部位３２となる。この態様でも、第１部位３１に吸着部５を形成する際に用いる溶液が第１部位３１から第２部位３２に向かって濡れ広がりにくくなるので、吸着部５の厚さを均一にしやすい、という効果が期待できる。
　上述の実施形態において、ガス分子吸着体１の吸着部５は、検出対象のガス分子は、揮発性有機化合物又は無機化合物だけに限らず、水等の液体を吸着する態様であってもよい。つまり、ガス分子吸着体１は、少なくとも検出対象となるガス分子を吸着する態様であればよい。
　以下では、実施形態に係るガス分子吸着体１を備えるガスセンサ１００の一例について、図５及び図６に基づいて更に詳細に説明する。
　ガス分子吸着体１は、電気絶縁性基板７と、吸着部５と、覆い部４０と、を備える。吸着部５は、電気絶縁性基板７の一表面７０１に配置されている。吸着部５は、検出対象のガス分子を吸着する有機材料と導電性粒子とを含む。覆い部４０は、電気絶縁性基板７の一表面７０１において吸着部５の周囲に位置し一表面７０１の一部を覆っている。覆い部４０は、樹脂材料とフッ素とを含む。覆い部４０は、少なくとも電気絶縁性基板７側とは反対側の表面領域４２にフッ素を含んでいる。なお、覆い部４０が、隔壁４に対応するが同一とは限らない。また、電気絶縁性基板７が基材３に対応するが、同一とは限らない。
　電気絶縁性基板７は、電気絶縁性を有する。電気絶縁性基板７では、電気絶縁性基板７のうち少なくとも、吸着部５及び覆い部４０に接する部分の材料が、無機材料である。電気絶縁性基板７は、例えば、支持基板７０と、支持基板７０上に形成されている第１絶縁層７１と、第１絶縁層７１上に形成されている第２絶縁層７２と、を含み、第１絶縁層７１及び第２絶縁層７２により電気絶縁性を有している。支持基板７０は、例えば、シリコン基板である。支持基板７０は、シリコン基板に限らず、例えば、ガラス基板でもよい。第１絶縁層７１及び第２絶縁層７２の材料は、無機材料であり、例えば、酸化ケイ素である。酸化ケイ素は、二酸化ケイ素を含む。第１絶縁層７１及び第２絶縁層７２の材料は、酸化ケイ素に限らず、例えば、窒化ケイ素であってもよい。また、電気絶縁性基板７では、第１絶縁層７１の材料と第２絶縁層７２の材料とが異なっていてもよい。この場合、例えば、第１絶縁層７１の材料が酸化ケイ素であり、第２絶縁層７２の材料が窒化ケイ素である。
　吸着部５は、上述のように、検出対象のガス分子を吸着する有機材料と導電性粒子とを含む。検出対象のガス分子とは、例えば、ガス分子吸着体１を備えるガスセンサ１００において検出対象とするガス分子を意味する。吸着部５における有機材料は、吸着部５が吸着すべきガス分子（ここでは、化学物質、特に揮発性有機化合物）の種類、及び／又は吸着部５に含まれる導電性粒子の種類等に応じて選択される。有機材料は、例えば、ポリアルキレングリコール、ポリエステル、シリコーン、グリセロール、ニトリル、ジカルボン酸モノエステル、又は脂肪族アミンから選択される少なくとも１種類の材料である。
　吸着部５における導電性粒子の材料は、例えば、カーボンブラックである。吸着部５における導電性材料は、炭素材料、導電性ポリマー、金属、金属酸化物、半導体、超伝導体、又は錯化合物等から選択される少なくとも１種類の材料を含む。炭素材料は、例えば、カーボンブラック、グラファイト、コークス、カーボンナノチューブ、グラフェン、又はフラーレンを含み得る。導電性ポリマーは、例えば、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロール、又はポリアセチレンを含み得る。金属は、例えば、銀、金、銅、白金、又はアルミニウムを含み得る。金属酸化物は、例えば、酸化インジウム、酸化スズ、酸化タングステン、酸化亜鉛、又は酸化チタンを含み得る。半導体は、例えば、ケイ素、砒化ガリウム、リン化インジウム、又は硫化モリブデンを含み得る。超伝導体は、例えば、ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ７、又はＴｌ２Ｂａ２Ｃａ２Ｃｕ３Ｏ１０を含み得る。錯化合物は、例えば、テトラメチルパラフェニレンジアミンとクロラニルとの錯化合物、テトラシアノキノジメタンとアルカリ金属との錯化合物、テトラチアフルバレンとハロゲンとの錯化合物、イリジウムとハロカルボニル化合物との錯化合物、又はテトラシアノ白金を含み得る。
　ガス分子吸着体１は、吸着部５を複数（例えば、４つ）備える。平面視で、複数の吸着部５の各々は、例えば、円形状であるが、これに限らず、例えば、四角形状であってもよい。ここにおいて、「平面視で」とは、電気絶縁性基板７の厚さ方向Ｄ１から見て、を意味する。以下の説明において「平面視で」の意味は同じである。複数の吸着部５は、平面視で２次元アレイ状に配置されているが、これに限らず、例えば、１次元アレイ状に配置されていてもよい。複数の吸着部５は、互いに離れている。複数の吸着部５は、平面視で互いに同じ大きさであるが、大きさが異なっていてもよい。また、複数の吸着部５は、平面視で互いに同じ形状であるが、形状が異なっていてもよい。以下では、説明の便宜上、４つの吸着部５を区別する場合、図５の左上の吸着部５を第１吸着部５Ａと称し、左下の吸着部５を第２吸着部５Ｂと称し、右上の吸着部５を第３吸着部５Ｃと称し、右下の吸着部５を第４吸着部５Ｄと称することもある。
　複数の吸着部５は、複数の吸着部５の検出対象のガス分子が互いに異なるが、これに限らず、少なくとも２つの吸着部５の検出対象のガス分子が互いに異なっていればよい。また、複数の吸着部５は、複数の吸着部５の検出対象のガス分子が互いに同じであってもよい。また、複数の吸着部５の各々は、検出対象のガス分子が２種類以上であってもよい。また、複数の吸着部５の各々において検出対象のガス分子が２種類以上の場合、複数の吸着部５において、２種類以上の検出対象のガス分子のうち少なくとも１種類が互いに同じであってもよい。
　吸着部５における吸着対象のガス分子は、例えば、揮発性有機化合物又は無機化合物である。揮発性有機化合物は、例えば、ケトン類、アミン類、アルコール類、芳香族炭化水素類、アルデヒド類、エステル類、有機酸、メチルメルカプタン及びジスルフィドからなる群より選ばれる少なくとも１種類を含む。無機化合物は、例えば、硫化水素、二酸化硫黄及び二硫化炭素からなる群より選ばれる少なくとも１種類を含む。
　ガスセンサ１００は、ガス分子吸着体１と、複数の吸着部５に一対一に接続されている複数の第１電極２１と、複数の吸着部５に一対一に接続されている複数の第２電極２２と、を備える。すなわち、複数の吸着部５の各々には、１つの第１電極２１と１つの第２電極２２とが接続されている。複数の第１電極２１及び複数の第２電極２２は、電気絶縁性基板７の第１絶縁層７１上に形成されている。複数の第１電極２１及び複数の第２電極２２の材料は、例えば、Ａｕ又はＰｔであるが、これに限らない。また、複数の第１電極２１及び複数の第２電極２２の各々は、例えば、Ａｕ膜と第１絶縁層７１との間に、Ａｕ膜と比べて第１絶縁層７１との密着性の高い下地膜（例えば、Ｔｉ膜）を有していてもよい。
　第１吸着部５Ａに接続されている第１電極２１及び第２電極２２は、互いに離れている。ここにおいて、第１吸着部５Ａに接続されている第１電極２１及び第２電極２２は、平面視で、第１電極２１の複数の櫛歯部（第１突片２１１）と第２電極２２の複数の櫛歯部（第２突片２２１）とが一方向（図５の上下方向）において離隔して１つずつ交互に並ぶように配置されている。
　また、第２吸着部５Ｂに接続されている第１電極２１及び第２電極２２は、互いに離れている。ここにおいて、第２吸着部５Ｂに接続されている第１電極２１及び第２電極２２は、平面視で、第１電極２１の複数の櫛歯部（第１突片２１１）と第２電極２２の複数の櫛歯部（第２突片２２１）とが一方向（図５の上下方向）において離隔して１つずつ交互に並ぶように配置されている。
　また、第３吸着部５Ｃに接続されている第１電極２１及び第２電極２２は、互いに離れている。ここにおいて、第３吸着部５Ｃに接続されている第１電極２１及び第２電極２２は、平面視で、第１電極２１の複数の櫛歯部（第１突片２１１）と第２電極２２の複数の櫛歯部（第２突片２２１）とが一方向（図５の上下方向）において離隔して１つずつ交互に並ぶように配置されている。
　また、第４吸着部５Ｄに接続されている第１電極２１及び第２電極２２は、互いに離れている。ここにおいて、第４吸着部５Ｄに接続されている第１電極２１及び第２電極２２は、平面視で、第１電極２１の複数の櫛歯部（第１突片２１１）と第２電極２２の複数の櫛歯部（第２突片２２１）とが一方向（図５の上下方向）において離隔して１つずつ交互に並ぶように配置されている。
　上述の電気絶縁性基板７の第２絶縁層７２は、複数の第１電極２１に一対一に対応する第１開口７１１を有し、複数の第２電極２２に一対一に対応する第２開口７２１を有している。複数の第１開口７１１の各々の開口形状は、複数の第１電極２１のうち対応する第１電極２１と同様に櫛形状であるが、平面視で第１電極２１の外縁よりも第１開口７１１の内縁が内側に位置するように第１電極２１よりも小さい。複数の第２開口７２１の各々の開口形状は、複数の第２電極２２のうち対応する第２電極２２と同様に櫛形状であるが、平面視で第２電極２２の外縁よりも第２開口７２１の内縁が内側に位置するように第２電極２２よりも小さい。複数の第１電極２１の各々は、複数の吸着部５のうち対応する吸着部５に覆われており、吸着部５に接している表面２１３において吸着部５と電気的に接続されている。また、複数の第２電極２２の各々は、複数の吸着部５のうち対応する吸着部５に覆われており、吸着部５に接している表面２２３において吸着部５と電気的に接続されている。複数の第１電極２１の各々は、複数の吸着部５のうち対応する吸着部５において第１開口７１１内に配置されている部分に接続されている。複数の第２電極２２の各々は、複数の吸着部５のうち対応する吸着部５において第２開口７２１内に配置されている部分に接続されている。
　また、ガスセンサ１００は、複数の第１端子を備えており、複数の第１電極２１と複数の第１端子とを一対一に接続する複数の第１配線部８１を備えている。また、ガスセンサ１００は、複数の第２端子を備えており、複数の第２電極２２と複数の第２端子とを一対一に接続している複数の第２配線部８２を備えている。
　複数の第１配線部８１及び複数の第２配線部８２は、電気絶縁性基板７の第１絶縁層７１上に形成されている。複数の第１配線部８１及び複数の第２配線部８２の材料は、例えば、Ａｕ又はＰｔであるが、これに限らない。また、複数の第１配線部８１及び複数の第２配線部８２の各々は、例えば、Ａｕ膜と第１絶縁層７１との間に、Ａｕ膜と比べて第１絶縁層７１との密着性の高い下地膜（例えば、Ｔｉ膜）を有していてもよい。また、複数の第１配線部８１及び複数の第２配線部８２の各々は、複数の第１電極２１及び複数の第２電極２２よりも抵抗率の低い材料により形成されていてもよい。
　複数の第１端子及び複数の第２端子は、電気絶縁性基板７の第１絶縁層７１上に形成されている。複数の第１端子及び複数の第２端子の材料は、例えば、Ａｕ又はＰｔであるが、これに限らない。また、複数の第１端子及び複数の第２端子の各々は、例えば、Ａｕ膜と第１絶縁層７１との間に、Ａｕ膜と比べて第１絶縁層７１との密着性の高い下地膜（例えば、Ｔｉ膜）を有していてもよい。
　ガスセンサ１００では、複数の吸着部５の各々において、検出対象のガス分子を吸着すると、第１電極２１と第２電極２２との間に電気的に接続されている吸着部５の電気抵抗値の変化が生じる。したがって、ガスセンサ１００は、例えば、複数の吸着部５の各々に接続されている第１電極２１及び第２電極２２に対応する第１端子及び第２端子間に電圧を印加した状態で第１端子及び第２端子間に流れる電流を測定することにより、吸着部５でのガス分子の吸着等に起因した吸着部５の電気抵抗値の変化を測定することが可能となる。
　覆い部４０は、平面視で複数の吸着部５の周囲に位置している。覆い部４０は、平面視で所定のパターンに形成されており、複数の吸着部５に一対一に対応する複数の開口４６を有する。複数の開口４６の各々の開口形状は、例えば、円形状である。複数の吸着部５は、平面視で、覆い部４０の複数の開口４６において対応する開口４６内に配置されている。電気絶縁性基板７の厚さ方向Ｄ１において、覆い部４０の厚さＨ４０は、複数の吸着部５の各々の厚さＨ５よりも厚い。
　複数の吸着部５は、覆い部４０における電気絶縁性基板７側とは反対側の表面４０１までは至っていない。
　覆い部４０は、平面視で、第１吸着部５Ａと第２吸着部５Ｂとの並んでいる方向において第１吸着部５Ａと第２吸着部５Ｂとの間に位置している部分を含む。また、覆い部４０は、平面視で、第１吸着部５Ａと第３吸着部５Ｃとの並んでいる方向において第１吸着部５Ａと第３吸着部５Ｃとの間に位置している部分を含む。また、覆い部４０は、平面視で、第１吸着部５Ａと第４吸着部５Ｄとの並んでいる方向において第１吸着部５Ａと第４吸着部５Ｄとの間に位置している部分を含む。また、覆い部４０は、平面視で、第２吸着部５Ｂと第３吸着部５Ｃとの並んでいる方向において第２吸着部５Ｂと第３吸着部５Ｃとの間に位置している部分を含む。また、覆い部４０は、平面視で、第２吸着部５Ｂと第４吸着部５Ｄとの並んでいる方向において第２吸着部５Ｂと第４吸着部５Ｄとの間に位置している部分を含む。また、覆い部４０は、平面視で、第３吸着部５Ｃと第４吸着部５Ｄとの並んでいる方向において第３吸着部５Ｃと第４吸着部５Ｄとの間に位置している部分を含む。
　覆い部４０は、上述の複数の第１配線部８１及び複数の第２配線部８２それぞれの一部も覆っている。上述の複数の第１端子及び複数の第２端子は、外部回路と接続するための外部接続端子であり、第２絶縁層７２及び覆い部４０に覆われずに露出している端子表面を有する。
　覆い部４０における樹脂材料は、例えば、エポキシ樹脂である。覆い部４０における樹脂材料は、エポキシ樹脂、ポリメタクリル酸メチル、ポリイミド、ノボラック樹脂、シリコーン樹脂、環化ポリイソプレン、環化ポリブタジエン及びポリヒドロキシスチレンからなる群より選ばれる少なくとも１種類の材料を含んでいる。
　覆い部４０は、上述のように、少なくとも電気絶縁性基板７側とは反対側の表面領域４２にフッ素を含んでいる。表面領域４２は、覆い部４０における電気絶縁性基板７側とは反対側の表面４０１を含み、表面４０１からのフッ素の深さプロファイルにおいてフッ素を含んでいる領域である。覆い部４０の表面４０１は、撥水性を有する。また、覆い部４０は、吸着部５側の表面領域４３にもフッ素を含んでいる。表面領域４３は、覆い部４０における吸着部５側の表面（ここでは、開口４６の内側面４６１）を含み、フッ素を含んでいる領域である。
　覆い部４０では、例えば、樹脂材料がエポキシ樹脂の場合、ガス分子吸着体１及びガスセンサ１００の製造時において、覆い部４０の樹脂材料を含み覆い部４０と同じパターン形状の樹脂材料部を電気絶縁性基板７上に形成した後で、樹脂材料部の表面をＯ２ガスのプラズマに暴露して粗面化し、その後、フッ化物ガス（例えば、ＣＦ４ガス）のプラズマに暴露することにより、フッ素を含む表面領域４２及びフッ素を含む表面領域４３が形成されている。フッ化物ガスは、例えば、ＣＦ４ガスである。覆い部４０と同じパターン形状の樹脂材料部は、例えば、スピンコート技術及びフォトリソグラフィ技術を利用して形成される。覆い部４０と同じパターン形状の樹脂材料部は、印刷技術を利用して形成されてもよい。なお、ガス分子吸着体１では、覆い部４０の表面領域４２が上述の第２部位３２に対応する。また、ガス分子吸着体１及びガスセンサ１００の製造時において、電気絶縁性基板７の一表面７０１のうち樹脂材料部に覆われていない部分は、ＣＦ４ガスのプラズマの影響を受けにくく、ＣＦ４ガスのプラズマに暴露された後でも、Ｏ２ガスのプラズマによって付与された親水性を有している。よって、電気絶縁性基板７の一表面７０１のうち覆い部４０に覆われていない部位７０１１上に吸着部５の有機材料と導電性粒子とを含む溶液をインクジェット法又はディスペンス法を利用して塗布する際に、溶液が電気絶縁性基板７の一表面７０１上で濡れ拡がりやすい一方で覆い部４０に濡れ拡がることを抑制することが可能となる。
　以下では、覆い部４０の表面領域４２を第１表面領域４２と称し、覆い部４０の表面領域４３を第２表面領域４３と称し、吸着部５における電気絶縁性基板７側とは反対側の表面領域５２を第３表面領域５２と称することもある。
　溶液は、上述の有機材料と、導電性粒子と、溶剤と、を含む混合液である。溶剤は、有機材料を溶解又は分散させ、かつ、導電性粒子を分散させる。溶剤は、例えば、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、トルエン、クロロホルム、アセトン、アセトニトリル、メタノール、エタノール、イソプロパノール、テトラヒドロフラン、酢酸エチル、又は酢酸ブチル等から選択される少なくとも１種類の成分を含み得る。
　ガス分子吸着体１及びガスセンサ１００の製造時において、吸着部５を形成する工程は、溶液を塗布する塗布工程と、熱処理工程と、を含む。
　塗布工程では、電気絶縁性基板７の一表面７０１において覆い部４０で覆われていない部位と、複数の第１電極２１において覆い部４０で覆われていない表面２１３と、複数の第２電極２２において覆い部４０で覆われていない表面２２３と、複数の第１配線部８１及び複数の第２配線部８２において覆い部４０で覆われていない部位と、が溶液で覆われるように溶液を塗布する。
　熱処理工程では、塗布工程の後に熱処理によって溶液中の溶剤を揮発させて吸着部５を形成する。
　ガスセンサ１００のガス分子吸着体１では、覆い部４０における電気絶縁性基板７側とは反対側の表面領域４２である第１表面領域４２のフッ素の元素濃度が、吸着部５における電気絶縁性基板７側とは反対側の第３表面領域５２のフッ素の元素濃度よりも高い。ここにおいて、第１表面領域４２及び第３表面領域５２それぞれのフッ素の元素濃度は、例えば、ＸＰＳ（X-ray Photoelectron Spectroscopy）による分析結果により得られる値である。覆い部４０の第１表面領域４２のフッ素濃度は、一例では、３１．６％である。吸着部５には、意図的なフッ素の導入は行っていない。このため、吸着部５の第３表面領域５２のフッ素の元素濃度は、ＸＰＳの検出限界以下でもよい。
　第１表面領域４２は、カーボンと酸素とフッ素とを含み、フッ素の元素濃度が酸素の元素濃度よりも高い。ここにおいて、フッ素の元素濃度及び酸素の元素濃度は、例えば、ＸＰＳによる分析結果により得られる値である。第１表面領域４２では、例えば、フッ素濃度が３１．６％、酸素濃度が１４．２％、炭素濃度が５４．２％である。なお、ＣＦ４ガスのプラズマに暴露していないサンプルの表面領域４２では、例えば、フッ素濃度が１．４％、酸素濃度が３６．０％、炭素濃度が６２．６％である。
　また、ガス分子吸着体１における覆い部４０は、上述のように、吸着部５側の第２表面領域４３にもフッ素を含んでいる。第２表面領域４３のフッ素の元素濃度は、第３表面領域５２のフッ素の元素濃度よりも高い。ここにおいて、第２表面領域４３及び第３表面領域５２それぞれのフッ素の元素濃度は、例えば、ＸＰＳによる分析結果により得られる値である。
　また、ガス分子吸着体１では、第１表面領域４２のフッ素の元素濃度及び第２表面領域４３のフッ素の元素濃度は、覆い部４０において第１表面領域４２と電気絶縁性基板７との間に介在し第２表面領域４３よりも内側に位置する内側領域４８のフッ素の元素濃度よりも高い。内側領域４８のフッ素の元素濃度は、例えば、ガス分子吸着体１の断面において内側領域４８を露出させてＸＰＳによる分析を行った結果により得られる値である。ガス分子吸着体１では、覆い部４０は、電気絶縁性基板７の厚さ方向Ｄ１における電気絶縁性基板７側の端部４５を有する。覆い部４０の端部４５は、電気絶縁性基板７に接している面４７を含む。覆い部４０の端部４５は、電気絶縁性基板７の厚さ方向Ｄ１において覆い部４０の面４７から、覆い部４０の厚さＨ４０の４分の１の部分である。覆い部４０の端部４５は、第２表面領域４３よりも内側に位置する内側部分を有する。覆い部４０では、端部４５の内側部分のフッ素の元素濃度が、第２表面領域４３のフッ素の元素濃度よりも低い。覆い部４０の端部４５の内側部分のフッ素の元素濃度は、例えば、ガス分子吸着体１の断面において端部４５の内側部分を露出させてＸＰＳによる分析を行った結果により得られる値である。
　また、ガス分子吸着体１では、覆い部４０において第２表面領域４３を介して吸着部５に対向する領域４４のフッ素の元素濃度が、第２表面領域４３のフッ素の元素濃度よりも低い。覆い部４０の領域４４のフッ素の元素濃度は、例えば、ガス分子吸着体１の断面において領域４４を露出させてＸＰＳによる分析を行った結果により得られる値である。覆い部４０の領域４４は、覆い部４０の端部４５の内側部分を含んでいる。
　以上説明したガス分子吸着体１は、電気絶縁性基板７と、吸着部５と、覆い部４０と、を備える。吸着部５は、電気絶縁性基板７の一表面７０１に配置されている。吸着部５は、検出対象のガス分子を吸着する有機材料と導電性粒子とを含む。覆い部４０は、電気絶縁性基板７の一表面７０１において吸着部５の周囲に位置し電気絶縁性基板７の一表面７０１の一部を覆っている。覆い部４０は、樹脂材料とフッ素とを含む。覆い部４０は、少なくとも電気絶縁性基板７側とは反対側の表面領域４２にフッ素を含んでいる。吸着部５の厚さを均一にしやすい（複数の吸着部５の各々において吸着部５の厚さの均一性を向上させやすい）という利点がある。
　また、ガスセンサ１００は、ガス分子吸着体１と、吸着部５に接続されている第１電極２１と、第１電極２１から離れており吸着部５に接続されている第２電極２２と、を備える。これにより、ガスセンサ１００は、吸着部５の厚さを均一にしやすい（複数の吸着部５の各々において吸着部５の厚さの均一性を向上させやすい）という利点がある。
　また、ガスセンサ１００は、ガス分子吸着体１の複数の吸着部５が覆い部４０における電気絶縁性基板７側とは反対側の表面４０１までは至っていないので、隣り合う吸着部５間のクロストークの発生を抑制することが可能となる。
　ガス分子吸着体１が複数の吸着部５を備える場合、覆い部４０は、電気絶縁性基板７の厚さ方向Ｄ１から見て、少なくとも２つの吸着部５の間に位置している部分を含んでいることが好ましい。
　（まとめ）
　以上説明した実施形態等から明らかなように、本開示は、下記の態様を含む。
　第１の態様に係るガス分子吸着体（１）は、基材（３）と、吸着部（５）と、を備える。吸着部（５）は、基材（３）の一表面に配置されており、検出対象のガス分子を吸着する。基材（３）の一表面において、吸着部（５）が配置されている第１部位（３１）は、第１部位（３１）の周囲にある第２部位（３２）よりも濡れ性が高い。
　第１の態様に係るガス分子吸着体（１）では、吸着部（５）の厚さを均一にしやすい、という利点がある。
　第２の態様に係るガス分子吸着体（１）では、第１の態様において、基材（３）の一表面には、第１部位（３１）を囲む隔壁（４）が設けられている。第２部位（３２）は、隔壁（４）の表面である。
　第２の態様に係るガス分子吸着体（１）では、吸着部（５）を形成する際に用いられる溶液が、隔壁（４）を更に乗り越えにくくなる、という利点がある。
　第３の態様に係るガス分子吸着体（１）では、第２の態様において、隔壁（４）は、有機材料により形成されている。
　第３の態様に係るガス分子吸着体（１）では、隔壁（４）が検出対象の分子を吸着しにくくなるので、吸着部（５）にて検出対象のガス分子を吸着しやすくなる、という利点がある。
　第４の態様に係るガス分子吸着体（１）では、第１～３の態様のいずれか一つにおいて、第１部位（３１）は、無機材料により形成されている。
　第４の態様に係るガス分子吸着体（１）では、第１部位（３１）における濡れ性を向上しやすい、という利点がある。
　第５の態様に係るガスセンサ（１００）は、第１～４の態様のいずれか一つのガス分子吸着体（１）と、ガス分子吸着体（１）と電気的に接続されている電極（２）と、を備える。
　第５の態様に係るガスセンサ（１００）では、吸着部（５）の厚さを均一にしやすい、という利点がある。
　第２～４の態様に係る構成については、ガス分子吸着体（１）に必須の構成ではなく、適宜省略可能である。
　第６の態様に係るガス分子吸着体（１）は、電気絶縁性基板（７）と、吸着部（５）と、覆い部（４０）と、を備える。吸着部（５）は、電気絶縁性基板（７）の一表面（７０１）に配置されている。吸着部（５）は、検出対象のガス分子を吸着する有機材料と導電性粒子とを含む。覆い部（４０）は、電気絶縁性基板（７）の一表面（７０１）において吸着部（５）の周囲に位置し一表面（７０１）の一部を覆っている。覆い部（４０）は、樹脂材料とフッ素とを含む。覆い部（４０）は、少なくとも電気絶縁性基板（７）側とは反対側の表面領域（４２）にフッ素を含んでいる。
　第６の態様に係るガス分子吸着体（１）は、吸着部（５）の厚さを均一にしやすい、という利点がある。
　第７の態様に係るガス分子吸着体（１）では、第６の態様において、樹脂材料は、エポキシ樹脂、ポリメタクリル酸メチル、ポリイミド、ノボラック樹脂、シリコーン樹脂、環化ポリイソプレン、環化ポリブタジエン及びポリヒドロキシスチレンからなる群より選ばれる少なくとも１種類の材料を含む。
　第８の態様に係るガス分子吸着体（１）では、第６又は７の態様において、電気絶縁性基板（７）の厚さ方向（Ｄ１）において、覆い部（４０）の厚さ（Ｈ４０）が吸着部（５）の厚さ（Ｈ５）よりも厚い。
　第８の態様に係るガス分子吸着体（１）では、製造時に吸着部（５）が覆い部（４０）の表面（４０１）上にまで形成されることを抑制することが可能となる。
　第９の態様に係るガス分子吸着体（１）では、第６～８の態様のいずれか一つにおいて、覆い部（４０）は、表面領域（４２）である第１表面領域（４２）とは他に、吸着部（５）側の第２表面領域（４３）にもフッ素を含んでいる。第１表面領域（４２）のフッ素の元素濃度及び第２表面領域（４３）のフッ素の元素濃度は、覆い部（４０）において第１表面領域（４２）と電気絶縁性基板（７）との間に介在し第２表面領域（４３）よりも内側に位置する内側領域（４８）のフッ素の元素濃度よりも高い。
　第９の態様に係るガス分子吸着体（１）では、製造時に吸着部（５）の元になる溶液が第２表面領域（４３）を這い上がって覆い部（４０）の表面（４０１）上に濡れ拡がることを抑制できる。また、第９の態様に係るガス分子吸着体（１）では、覆い部（４０）において第１表面領域（４２）と第２表面領域（４３）と電気絶縁性基板（７）とで囲まれた内側領域（４８）の表面自由エネルギーを高くでき、覆い部（４０）と電気絶縁性基板（７）との密着性を向上させることが可能となる。
　第１０の態様に係るガス分子吸着体（１）では、第６～８の態様のいずれか一つにおいて、覆い部（４０）は、表面領域（４２）である第１表面領域（４２）とは他に、吸着部（５）側の第２表面領域（４３）にもフッ素を含んでいる。覆い部（４０）において電気絶縁性基板（７）に接している面（４７）を含む電気絶縁性基板（７）側の端部（４５）は、第２表面領域（４３）よりも内側に位置する内側部分を有する。内側部分のフッ素の元素濃度が、第２表面領域（４３）のフッ素の元素濃度よりも低い。
　第１０の態様に係るガス分子吸着体（１）では、覆い部（４０）において第２表面領域（４３）よりも内側に位置する内側部分のフッ素の元素濃度が低いので、覆い部（４０）における内側部分の表面自由エネルギーを高くでき、覆い部（４０）と電気絶縁性基板（７）との密着性を向上させることが可能となる。
　第１１の態様に係るガス分子吸着体（１）では、第６～８の態様のいずれか一つにおいて、覆い部（４０）は、表面領域（４２）である第１表面領域（４２）とは他に、吸着部（５）側の第２表面領域（４３）にもフッ素を含んでいる。覆い部（４０）において第２表面領域（４３）を介して吸着部（５）に対向する領域（４４）のフッ素の元素濃度が、第２表面領域（４３）のフッ素の元素濃度よりも低い。
　第１１の態様に係るガス分子吸着体（１）では、覆い部（４０）における領域（４４）のフッ素の元素濃度が、第２表面領域（４３）のフッ素の元素濃度よりも低いので、覆い部（４０）における領域（４４）の表面自由エネルギーを高くでき、覆い部（４０）と電気絶縁性基板（７）との密着性を向上させることが可能となる。
　第１２の態様に係るガス分子吸着体（１）では、第９～１１の態様のいずれか一つにおいて、第２表面領域（４３）のフッ素の元素濃度は、吸着部（５）における電気絶縁性基板（７）側とは反対側の第３表面領域（５２）のフッ素の元素濃度よりも高い。
　第１２の態様に係るガス分子吸着体（１）では、覆い部（４０）が検出対象のガス分子を吸着しにくくなり、吸着部（５）において検出対象のガス分子を吸着しやすくなる。
　第１３の態様に係るガス分子吸着体（１）では、第１２の態様において、第１表面領域（４２）のフッ素の元素濃度は、第３表面領域（５２）のフッ素の元素濃度よりも高い。
　第１３の態様に係るガス分子吸着体（１）では、覆い部（４０）が検出対象のガス分子を吸着しにくくなり、吸着部（５）において検出対象のガス分子を吸着しやすくなる。
　第１４の態様に係るガス分子吸着体（１）では、第９～１３の態様のいずれか一つにおいて、第１表面領域（４２）は、カーボンと酸素とフッ素とを含み、フッ素の元素濃度が酸素の元素濃度よりも高い。
　第１５の態様に係るガス分子吸着体（１）では、第６～１４の態様のいずれか一つにおいて、ガス分子は、揮発性有機化合物又は無機化合物である。
　第１６の態様に係るガス分子吸着体（１）は、第６～１５の態様のいずれか一つにおいて、吸着部（５）を複数備える。覆い部（４０）は、複数の吸着部（５）の周囲に位置している。覆い部（４０）は、電気絶縁性基板（７）の厚さ方向（Ｄ１）から見て、複数の吸着部（５）のうち少なくとも２つの吸着部（５）の間に位置している部分を含む。
　第１７の態様に係るガス分子吸着体（１）では、第６～１６の態様のいずれか一つにおいて、吸着部（５）は、覆い部（４０）における電気絶縁性基板（７）側とは反対側の表面（４０１）までは至っていない。
　第１７の態様に係るガス分子吸着体（１）では、吸着部（５）の厚さの均一性が高くなる。
　第１８の態様に係るガス分子吸着体（１）では、第６～１７の態様のいずれか一つにおいて、電気絶縁性基板（７）は、少なくとも、吸着部（５）及び覆い部（４０）に接する部分の材料が無機材料である。
　第１８の態様に係るガス分子吸着体（１）では、電気絶縁性基板と吸着部（５）及び覆い部（４０）との密着性を向上させることが可能となる。
　第１９の態様に係るガスセンサ（１００）は、第６～１８の態様のいずれか一つのガス分子吸着体（１）と、吸着部（５）に接続されている第１電極（２１）と、第１電極（２１）から離れており、吸着部（５）に接続されている第２電極（２２）と、を備える。
　第１９の態様に係るガスセンサ（１００）は、吸着部（５）の厚さを均一にしやすい、という利点がある。
　１００　ガスセンサ
　１　ガス分子吸着体
　２　電極
　２１　第１電極
　２２　第２電極
　３　基材
　３１　第１部位
　３２　第２部位
　４　隔壁
　４０　覆い部
　４２　表面領域（第１表面領域）
　４３　第２表面領域
　４４　領域
　４５　端部
　４７　面
　４０１　表面
　５　吸着部
　５２　第３表面領域
　７　電気絶縁性基板
　７０１　一表面
　Ｄ１　厚さ方向
　Ｈ５　厚さ
　Ｈ４０　厚さ

Claims (19)

  1. 　基材と、
    　前記基材の一表面に配置されており、検出対象のガス分子を吸着する吸着部と、を備え、
    　前記基材の前記一表面において、前記吸着部が配置されている第１部位は、前記第１部位の周囲にある第２部位よりも濡れ性が高い、
    　ガス分子吸着体。
  2. 　前記基材の前記一表面には、前記第１部位を囲む隔壁が設けられており、
    　前記第２部位は、前記隔壁の表面である、
    　請求項１に記載のガス分子吸着体。
  3. 　前記隔壁は、有機材料により形成されている、
    　請求項２に記載のガス分子吸着体。
  4. 　前記第１部位は、無機材料により形成されている、
    　請求項１～３のいずれか１項に記載のガス分子吸着体。
  5. 　請求項１～４のいずれか１項に記載のガス分子吸着体と、
    　前記ガス分子吸着体と電気的に接続されている電極と、を備える、
    　ガスセンサ。
  6. 　電気絶縁性基板と、
    　前記電気絶縁性基板の一表面に配置されており、検出対象のガス分子を吸着する有機材料と導電性粒子とを含む吸着部と、
    　前記電気絶縁性基板の前記一表面において前記吸着部の周囲に位置し前記一表面の一部を覆っている覆い部と、を備え、
    　前記覆い部は、樹脂材料とフッ素とを含み、
    　前記覆い部は、少なくとも前記電気絶縁性基板側とは反対側の表面領域にフッ素を含んでいる、
    　ガス分子吸着体。
  7. 　前記樹脂材料は、エポキシ樹脂、ポリメタクリル酸メチル、ポリイミド、ノボラック樹脂、シリコーン樹脂、環化ポリイソプレン、環化ポリブタジエン及びポリヒドロキシスチレンからなる群より選ばれる少なくとも１種類の材料を含む、
    　請求項６に記載のガス分子吸着体。
  8. 　前記電気絶縁性基板の厚さ方向において、前記覆い部の厚さが前記吸着部の厚さよりも厚い、
    　請求項６又は７に記載のガス分子吸着体。
  9. 　前記覆い部は、前記表面領域である第１表面領域とは他に、前記吸着部側の第２表面領域にもフッ素を含んでおり、
    　前記第１表面領域のフッ素の元素濃度及び前記第２表面領域のフッ素の元素濃度は、前記覆い部において前記第１表面領域と前記電気絶縁性基板との間に介在し前記第２表面領域よりも内側に位置する内側領域のフッ素の元素濃度よりも高い、
    　請求項６～８のいずれか１項に記載のガス分子吸着体。
  10. 　前記覆い部は、前記表面領域である第１表面領域とは他に、前記吸着部側の第２表面領域にもフッ素を含んでおり、
    　前記覆い部において前記電気絶縁性基板に接している面を含む前記電気絶縁性基板側の端部は、前記第２表面領域よりも内側部分を有し、
    　前記内側部分のフッ素の元素濃度が、前記第２表面領域のフッ素の元素濃度よりも低い、
    　請求項６～８のいずれか１項に記載のガス分子吸着体。
  11. 　前記覆い部は、前記表面領域である第１表面領域とは他に、前記吸着部側の第２表面領域にもフッ素を含んでおり、
    　前記覆い部において前記第２表面領域を介して前記吸着部に対向する領域のフッ素の元素濃度は、前記第２表面領域のフッ素の元素濃度よりも低い、
    　請求項６～８のいずれか１項に記載のガス分子吸着体。
  12. 　前記第２表面領域のフッ素の元素濃度は、前記吸着部における前記電気絶縁性基板側とは反対側の第３表面領域のフッ素の元素濃度よりも高い、
    　請求項９～１１のいずれか１項に記載のガス分子吸着体。
  13. 　前記第１表面領域のフッ素の元素濃度は、前記第３表面領域のフッ素の元素濃度よりも高い、
    　請求項１２に記載のガス分子吸着体。
  14. 　前記第１表面領域は、カーボンと酸素とフッ素とを含み、フッ素の元素濃度が酸素の元素濃度よりも高い、
    　請求項９～１３のいずれか１項に記載のガス分子吸着体。
  15. 　前記ガス分子は、揮発性有機化合物又は無機化合物である、
    　請求項６～１４のいずれか１項に記載のガス分子吸着体。
  16. 　前記吸着部を複数備え、
    　前記覆い部は、前記複数の吸着部の周囲に位置しており、
    　前記覆い部は、前記電気絶縁性基板の厚さ方向から見て、前記複数の吸着部のうち少なくとも２つの吸着部の間に位置している部分を含む、
    　請求項６～１５のいずれか１項に記載のガス分子吸着体。
  17. 　前記吸着部は、前記覆い部における前記電気絶縁性基板側とは反対側の表面までは至っていない、
    　請求項６～１６のいずれか１項に記載のガス分子吸着体。
  18. 　前記電気絶縁性基板は、少なくとも、前記吸着部及び前記覆い部に接する部分の材料が無機材料である、
    　請求項６～１７のいずれか１項に記載のガス分子吸着体。
  19. 　請求項６～１８のいずれか１項に記載のガス分子吸着体と、
    　前記吸着部に接続されている第１電極と、
    　前記第１電極から離れており、前記吸着部に接続されている第２電極と、を備える、
    　ガスセンサ。
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