特開2020-204490IP Force 特許公報全文掲載

技術分野

二酸化炭素ガスセンサ、ガスセンサの製造方法、並びに当該ガスセンサの感知層に用いることができる希土類酸化物の製造方法

要約特許出願時に添付された[要約書]

【課題】 二酸化炭素の検出が可能な、安定性の高いガスセンサを提供する。
【解決手段】 絶縁基板と、前記絶縁基板の一方の主面に電極を介して形成されたガス感知層とを備える二酸化炭素ガスセンサであって、
前記ガス感知層が、Ln2O3で表される1以上の希土類酸化物(Lnは、Sc、Y、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Pr、Yb、Luから選択される1以上の希土類金属元素である)を含む、ガスセンサ、ガスセンサの製造方法を提供する。
【選択図】 図1

発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋

薄膜ガスセンサの実用化に向けて、より高性能な化学抵抗性のガス感知層材料、その製造方法並びに、これらを用いたガスセンサが求められる。

課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋

本発明者らは、希土類金属化合物の化学抵抗性について検討した結果、CO2ガスセンサのガス感知層として適した酸化物、その製造方法を見出し、本発明を完成するに至った。
【発明の効果】
本発明によれば、希土類酸化物を含むガス感知層を備える小型で高性能な化学抵抗性のCO2ガスセンサを得ることができる。また、本発明によれば、ガス感知層に用いることができる、化学抵抗性を備える希土類酸化物を製造することができる。

この発明についての権利主張の範囲[特許請求の範囲]

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この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋

【図1】図1は、本発明の一実施形態の一態様によるガスセンサの断面構造を示す概念図である。

【図2】図2は、本発明の別の態様によるガスセンサの断面構造を示す概念図である。

【図3】図3は、異なる希土類酸化物から構成されたガス感知層を備えるセンサ8種について、二酸化炭素濃度1000ppm、20℃、50%RH、駆動温度300℃におけるガスセンサ特性を調べた結果を示しており、図3(A)はCO2ガス感度(Rg/R0)、図3(B)は濃度勾配α、図3(C)はセンサ抵抗値変化(耐久試験後/初期)について評価した結果を示すグラフである。

【図4】図4は、Sm2O3から構成されたガス感知層を備えるセンサについて、CO2、H2、CO、エタノールの4種のガスに対する、20℃、50%RH、駆動温度300℃における感度(Rg/R0)を調べた結果を示す。

【図5】図5は、Eu2O3から構成されたガス感知層を備えるセンサについて、CO2、H2、CO、エタノールの4種のガスに対する、20℃、50%RH、駆動温度300℃における感度(Rg/R0)を調べた結果を示す。

【図6】図6は、Gd2O3から構成されたガス感知層を備えるセンサについて、CO2、H2、CO、エタノールの4種のガスに対する、20℃、50%RH、駆動温度300℃における感度(Rg/R0)を調べた結果を示す。

【図7】図7は、Dy2O3から構成されたガス感知層を備えるセンサについて、CO2、H2、CO、エタノールの4種のガスに対する、20℃、50%RH、駆動温度300℃における感度(Rg/R0)を調べた結果を示す。

【図8】図8は、Er2O3から構成されたガス感知層を備えるセンサについて、CO2、H2、CO、エタノールの4種のガスに対する、20℃、50%RH、駆動温度300℃における感度(Rg/R0)を調べた結果を示す。

【図9】図9は、Sm2O3、Eu2O3、Gd2O3、Dy2O3、Er2O3のそれぞれから構成されたガス感知層を備える5種のセンサについて、CO2、H2、CO、エタノールの4種のガスに対する、20℃、50%RHにおけるガス感度(Rg/R0)を比較した結果を示しており、図9(A)は、センサ駆動温度250℃、図9(B)は、センサ駆動温度300℃、図9(C)は、センサ駆動温度350℃について評価した結果を示すグラフである。

【図10】図10は、Sm2O3、Eu2O3、Gd2O3、Dy2O3、Er2O3のそれぞれから構成されたガス感知層を備える5種のセンサについて、20℃、50%RH、センサ駆動温度250℃、300℃、350℃における濃度勾配αを比較した結果を示すグラフである。

【図11】図11は、市販のGd2O3、Dy2O3から構成されたガス感知層を備えるセンサと、本発明において製造されたGd2O3、Dy2O3から構成されたガス感知層を備えるセンサとの、二酸化炭素濃度1000ppm、20℃、50%RH、センサ駆動温度300℃におけるCO2ガス感度(Rg/R0)を比較した結果を示すグラフである。

選択図 図1出願人が指定した本件の代表的な図

1 ガス感知層   2 電極   3 絶縁基板   4 ヒーター層   11 ガス感知層   12a 電極   12b 接合層   13 絶縁基板   14 ヒーター層   15 熱絶縁支持層   16 Si基板

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