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表面弾性波を用いたガスセンサー


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\begin{center}\vsp...
... \caption{表面弾性波によるガスセンサ}
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水素ガスの検出が主であるが次の原理に従う。 金属に吸着する性質の強いガス分子が、金属に吸着するとその金属の機械的性質 が変化することを利用している。 東北大学+山武、凸版で開発された。 水素ガスの吸着金属(感応金属)として Pd(パラジウム)30% Ni (ニッケル)を水晶球の表面に蒸着法(Physical Vapor Deposition)によって 厚み20$\sim$40 nmの薄膜を作る。

水晶球の表面に構成した電極に荷電すると圧電効果で表面弾性波(SAW)を生じる。 この表面弾性波が球表面の赤道上を回り続ける性質を利用して蒸着した Pd-Ni 合金を通過する超音波を利用して合金膜の弾性率変化を測定すると 吸着した水素量と弾性率変化量が対応することを利用したもの。 今までにもこの対応で水素センサは作られていたが、感度が悪かった。 水晶球を用いて何度も感応薄膜上を弾性波が通過するために高感度となり 2006年には実用化のめどがついたとされている。

今までの水素ガスセンサで、FET(電解効果トランジスタ)型センサは濃度上限が 1% vol 程度と低く、電気抵抗型では下限濃度が数 % と高かった。 この 表面弾性波による ガスセンサでは 100ppm から 100% 近くまでセンスできる。



Ken Kishimoto 2014-06-02