特許 7100026 高電子移動度トランジスタおよびリング共振器を備えたセンサセルを有する検出センサ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-07-04

(45)【発行日】2022-07-12

(54)【発明の名称】高電子移動度トランジスタおよびリング共振器を備えたセンサセルを有する検出センサ

(51)【国際特許分類】

   G01N 27/00 20060101AFI20220705BHJP

   G01N 22/00 20060101ALI20220705BHJP

【ＦＩ】

G01N27/00 J

G01N27/00 K

G01N22/00 A

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2019520554

(86)(22)【出願日】2017-10-16

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2021-02-04

(86)【国際出願番号】 EP2017076379

(87)【国際公開番号】W WO2019076437

(87)【国際公開日】2019-04-25

【審査請求日】2020-09-24

(73)【特許権者】

【識別番号】509025832

【氏名又は名称】サントル ナシオナル ドゥ ラ ルシェルシェ シアンティフィク

【氏名又は名称原語表記】ＣＥＮＴＲＥ ＮＡＴＩＯＮＡＬ ＤＥ ＬＡ ＲＥＣＨＥＲＣＨＥ ＳＣＩＥＮＴＩＦＩＱＵＥ

(73)【特許権者】

【識別番号】519135507

【氏名又は名称】ジョージア テック ロレーヌ

【氏名又は名称原語表記】ＧＥＯＲＧＩＡ ＴＥＣＨ ＬＯＲＲＡＩＮＥ

(74)【代理人】

【識別番号】100139594

【弁理士】

【氏名又は名称】山口 健次郎

(74)【代理人】

【識別番号】100185915

【弁理士】

【氏名又は名称】長山 弘典

(74)【代理人】

【識別番号】100090251

【氏名又は名称】森田 憲一

(72)【発明者】

【氏名】オーブリー，ヴァンサン

(72)【発明者】

【氏名】ウガッザデン，アブダラー

(72)【発明者】

【氏名】サルヴェスティーニ，ジャン－ポール

(72)【発明者】

【氏名】ヴォス，ポール

(72)【発明者】

【氏名】アルファヤ，ヤシーヌ

【審査官】村田 顕一郎

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１７／０１０１７７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１２－１４６９４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１６１４４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１２／００５８４８８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特表２００１－５０２８０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１３－５０９０００（ＪＰ，Ａ）

【文献】M. Abidi et al.，Sensing Liquid Properties Using Split-Ring Resonator in Mm-wave Band，IECON 2010 - 36th Annual Conference on IEEE Industrial Electronics Society，2010年

【文献】KIM et al.，A Gas sensor Using Double Split-Ring Resonator Coated With Conducting Polymer at Microwave Frequncies，SENSORS 2014 IEEE，IEEE，2014年11月02日

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ ２７／００－２７／１０

Ｇ０１Ｎ ２７／１４－２７／２４

Ｇ０１Ｎ ２２／００－２２／０４

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ガス状混合物または液体混合物中に存在する少なくとも１つの特定の成分の検出または測定のための無線センサであって、前記無線センサは、高電子移動度トランジスタを有する少なくとも１つのセンサセル（１、１ａ）を備え、前記センサセルはソースとドレインとを備え、ゲートが前記ソースと前記ドレインとの間に介在される無線センサであって、高電子移動度トランジスタを有する前記少なくとも１つのセンサセル（１、１ａ）は、少なくとも１つのそれぞれのスリット（３、３ａ）を有する少なくとも１つのスプリットリング共振器（２、２ａ）に関連し、前記スプリットリング共振器（２、２ａ）は、前記少なくとも１つのセンサセル（１、１ａ）の一方では前記ドレインと、他方では前記ゲートまたは前記ソースとの間に接続され、前記センサは、前記ガス状混合物または液体混合物中の前記少なくとも１つの特定の成分の存在又は非存在の関数、および／または濃度の関数として共振の強度または周波数の変化を検出することを特徴とする、センサ。

【請求項2】

共振の前記強度または前記周波数が、単独でまたは組み合わせて、以下のパラメータ：
前記少なくとも１つのスプリットリング共振器（２、２ａ）の前記少なくとも１つのスリット（３、３ａ）の寸法、
前記少なくとも１つのスプリットリング共振器（２、２ａ）を構成する材料の１つまたは複数の寸法、
前記少なくとも１つのスプリットリング共振器（２、２ａ）がいくつかのスリット（３、３ａ）を有する場合、前記少なくとも１つのスプリットリング共振器（２、２ａ）の多数のスリット（３、３ａ）、および
前記無線センサが少なくとも２つのスプリットリング共振器（２、２ａ）を有する場合、前記スプリットリング共振器（２、２ａ）の１つから他に対する数および位置
の１つまたは複数の関数である、請求項１に記載のセンサ。

【請求項3】

前記センサが、少なくとも２つのスプリットリング共振器（２、２ａ）を有し、高電子移動度トランジスタを有する前記少なくとも１つのセンサセル（１）が、前記少なくとも２つのスプリットリング共振器（２）のうちの１つの前記少なくとも１つのスリット（３）に挿入される、請求項１または２に記載のセンサ。

【請求項4】

２つのスプリットリング共振器（２、２ａ）の１つが他のスプリットリング共振器に対して内側にあり、高電子移動度トランジスタを有する前記少なくとも１つのセンサセル（１）が、前記少なくとも２つのスプリットリング共振器（２、２ａ）の最も内側のスプリットリング共振器（２）の前記少なくとも１つのスリット（３）に挿入される、請求項３に記載のセンサ。

【請求項5】

前記センサが、少なくとも２つのスプリットリング共振器（２、２ａ）を有し、高電子移動度トランジスタを有する前記少なくとも１つのセンサセル（１）が、前記少なくとも２つのスプリットリング共振器（２、２ａ）の間に挿入される、請求項１または２に記載のセンサ。

【請求項6】

高電子移動度トランジスタを有する前記少なくとも１つのセンサセル（１ａ）が、前記少なくとも２つのスプリットリング共振器（２、２ａ）と同心のクラウンの形態である、請求項５に記載のセンサ。

【請求項7】

高電子移動度トランジスタを有する前記少なくとも１つのセンサセル（１、１ａ）が、長方形、正方形であるか、またはクラウンの一部としてのものである、請求項１～６のいずれか一項に記載のセンサ。

【請求項8】

前記センサが、共通の中心を有する少なくとも２つの同心スプリットリング共振器（２、２ａ）を有し、前記少なくとも２つのスプリットリング共振器（２、２ａ）の前記少なくとも１つのスリット（３、３ａ）が、前記少なくとも２つのスプリットリング共振器（２、２ａ）の最も外側のスプリットリング共振器（２ａ）の直径に従って整列され、前記少なくとも２つのスプリットリング共振器（２、２ａ）の前記共通の中心が、前記２つのスプリットリング共振器（２、２ａ）の前記少なくとも１つのスリット（３、３ａ）の間に整列して介在される、請求項１～７のいずれか一項に記載のセンサ。

【請求項9】

検出または測定のための少なくとも２つの無線センサのアセンブリであって、各センサは、ガス状混合物または液体混合物中に存在するそれぞれの特定の成分を検出し、前記少なくとも２つのセンサは、請求項１～８のいずれか一項に記載のとおりであり、前記少なくとも２つのセンサの各々は、前記ガス状混合物または液体混合物中の各センサの前記それぞれの特定の成分の存在又は非存在の関数、および／または濃度の関数として共振の強度または周波数の変化を示すことを特徴とする、アセンブリ。

【請求項10】

自動車の内燃機関の排気ラインであって、請請求項１～８のいずれか一項に記載のセンサまたは請求項９に記載の検出または測定のための少なくとも２つの無線センサのアセンブリを備え、前記ガス状混合物または液体混合物は、前記排気ラインを通過する排気ガスによって形成され、前記少なくとも１つの特定の成分または前記少なくとも２つの特定の成分は、それぞれ前記排気ガス中に含まれる１つまたは複数のガス、特にＮＯｘガスであることを特徴とする、排気ライン。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ガス状または液体混合物中に存在する特定の成分の検出または測定のための無線センサに関し、無線センサは、高電子移動度トランジスタと、少なくとも１つのリング共振器とを有するセンサセルを備える。

【0002】

頭字語ＨＥＭＴとしても知られる高電子移動度トランジスタは、ソースと、ドレインとを備え、ゲートがソースとドレインとの間に介在されている。センサセルの動作は、ゲートによって表される制御電極の静電活性による、ソースおよびドレインによって表される２つのオーミック接触間のコンダクタンスに基づいている。

【0003】

以下では、自動車の排気ラインによって内燃機関から排出された排気ガス中に存在する汚染物質要素の検出のためのセンサとして、本発明による無線センサの好ましい用途について説明する。この用途は、本発明を限定するものではない。

【0004】

車両からの排気ガスには多数の化学成分が含まれていることが知られており、その一部は人の健康に、一部は環境に有害である。これらの汚染物質を環境および健康のために制限するために、これらの化学成分の測定および／または検出のための規制がヨーロッパ、米国および日本で導入されている。

【0005】

これらの危険な化学成分の一部を形成する窒素酸化物（以下、それらの化学式ＮＯ_Ｘと表記する）に関しては、排出制限がますます厳しくなり、ＮＯ、ＮＯ_２、Ｎ_２Ｏなどを含む異なる窒素酸化物には特異的であるかもしれないが、ＮＯ_Ｘは、全体的に現在規制されている。

【0006】

車両の排気ガスに現在使用されているセンサは、ラムダプローブとしても知られるＮＯ_ＸセンサおよびＯ_２プローブである。それらは、固体電解質の動作原理とネルンストの法則に基づいており、かつイットリウムドープ酸化ジルコニウムに基づいている。

【0007】

これらのＮＯ_Ｘセンサは、異なるガス間で選択的ではなく、ガスＮＯ_２、ＮＯ、Ｎ_２Ｏ、ＮＨ_３に対応する全体の濃度を検出する。さらに、それらの応答時間は長く、これらのセンサは比較的高価である。

【0008】

光学センサ、金属酸化物センサ、音響センサ、重力センサなどのような他の異なるガスセンサ技術が存在する。しかし、現在のところ、Ｏ_２、Ｈ_２、ＮＯ_２、ＮＯ、Ｎ_２Ｏ、ＣＯ、ＣＯ_２などの異なるガス状種において、車両の排気システム環境に耐性があり、選択的である高感度、高速、低コストのセンサは存在しない。

【0009】

それ故、ガス間で選択的な新世代のセンサが規制のこの発展に従うために必要である。さらに、アンモニアまたはＮＨ_３の濃度とＮＯ／ＮＯ_２比とを別々に決定することを可能にするセンサは、略称ＳＣＲとしても知られる選択的触媒還元システムの規制を改善することを可能にし、最初に尿素系混合物の形態で還元剤が分解することから生じるＮＨ_３の注入によってＮＯ_Ｘを低減する。

【0010】

これに関連して、窒化物（ＩＩＩ－Ｎ）半導体に基づくガスセンサの開発に関して研究が行われてきた。ＩＩＩ－Ｎ材料をベースとする半導体は、禁制帯が広い材料であり、これはガスセンサ用途に対する関心を持たせる。それらの熱安定性およびそれらの高い絶縁破壊電圧は、例えば自動車用の排気ラインおよび／または内燃機関に当てはまる高温用途にセンサを適したものにする。

【0011】

これらのセンサの測定は、無線で行われる。無線センサによる排気ガスのそのような測定は、本質的な利点をもたらす。実際、排気ガスの環境は、遭遇する非常に高い温度の観点から非常に強調されている。

【0012】

電気接点を排除することにより、必要なコネクタに関連するコストの制約を回避することが可能になる。さらに、高温環境におけるこれらのコネクタの性能は、温度に関して制限要因となる可能性があり、センサ自体の機能ではない。

【0013】

無線センサは、液体環境またはアクセスが困難な環境でも動作することができ、液体含有量の測定も可能にし得る。これはまた、もはやコネクタを必要としないセンサの容積を減らすことを可能にする。

【0014】

しかしながら、液体またはガス状混合物中の成分の測定および／または検出のための無線センサは、特にこの成分単独に関連する必要がある、検出される成分に対する選択性に関して改善することができる。

【0015】

高電子移動度トランジスタは、液体またはガス状混合物中の成分の測定または検出のためのセンサ以外の分野で使用することができる。例えば、国際公開第２０１５／１８８７３６ Ａ１号パンフレットは、測定センサの一部を形成しないが、トランジスタの変調に作用するスプリットリング共振器に関連する高電子移動度トランジスタを記載している。

【0016】

これまで、そのようなセンサによるガス状または液体混合物中の成分のより選択的な検出または測定を行うための従来技術での提案はなされていない。

【0017】

したがって、本発明の基礎を形成する問題は、ガス状または液体混合物中に含まれる成分の検出および／または測定のための無線センサに関し、センサは、高電子移動度トランジスタを有するセンサセルを備え、ガス状または液体混合物中に存在する他の異なる成分に関して選択的にこの成分含有量を正確に検出および／または測定する。

【0018】

この目的を達成するために、ガス状または液体混合物中に存在する少なくとも１つの特定の成分の検出または測定のための無線センサが本発明に従って提供され、ガスセンサは、ソースと、ドレインとを備え、ゲートがソースとドレインとの間に介在される高電子移動度トランジスタを有する少なくとも１つのセンサセルを備え、高電子移動度トランジスタを有する前記少なくとも１つのセンサセルは、少なくとも１つのそれぞれのスリットを有する少なくとも１つのスプリットリング共振器に関連し、前記少なくとも１つのセンサセルの一方ではドレインと、他方ではゲートまたはソースとの間に接続され、センサは、ガス状または液体混合物中の前記少なくとも１つの特定の成分の存在および／または濃度の関数として共振の強度または周波数の変化を検出することを特徴とする。

【0019】

技術的効果は、少なくとも１つのスプリットリング共振器、有利には、少なくとも２つのスプリットリング共振器に関連する少なくとも１つの高電子移動度トランジスタを組み込むことによってガスまたは液体の無線センサを得ることである。このスプリットリング共振器は、一種のメタマテリアルであり、電磁共振を利用することを可能にする。

【0020】

この種の共振は、異なる種類の電子装置に使用されているが、高電子移動度トランジスタまたはショットキーダイオードとして知られるダイオードを備えるセンサには適用されていない。

【0021】

スプリットリング共振器は、ＬＣ型の共振回路のように作用し、特定の周波数で共振し、導波管として作用し、共振周波数を示さない閉リング共振器とは異なり、この周波数で電磁伝達を遮断する。

【0022】

スプリットリング共振器（単数または複数）は、共振強度の変動を引き起こすために高電子移動度トランジスタのソースおよびドレインと接続されるか、またはトランジスタのソースとゲートとの間に接続されて共振周波数のシフトを引き起こす。

【0023】

第２の構成は、１０ＭＨｚのシフトを得ることができ、したがってこのシフトを非常に単純な装置によって測定することができるので、センサの感度を高めるための大きな可能性を有する。

【0024】

有利には、共振の強度または周波数は、単独でまたは組み合わせて、以下のパラメータ：
前記少なくとも１つのスプリットリング共振器の前記少なくとも１つのスリットの寸法、
前記少なくとも１つのスプリットリング共振器を構成する材料の１つまたは複数の寸法、
前記少なくとも１つのスプリットリング共振器がいくつかのスリットを有する場合、前記少なくとも１つのスプリットリング共振器の多数のスリット、および
センサが少なくとも２つのスプリットリング共振器を有する場合、スプリットリング共振器の互いに対する数および位置
の１つまたは複数の関数である。

【0025】

したがって、１つまたは複数の特定のパラメータを選択することによって、共振の特定の強度または周波数で検出または測定される成分を選択的に目標とするセンサを得ることができる。

【0026】

本発明の好ましい実施形態では、センサは、少なくとも２つのスプリットリング共振器を有し、高電子移動度トランジスタを有する前記少なくとも１つのセンサセルは、前記少なくとも２つのスプリットリング共振器の前記少なくとも１つのスリットに挿入される。

【0027】

有利には、高電子移動度トランジスタを有する前記少なくとも１つのセンサセルは、前記少なくとも２つのスプリットリング共振器の最も内側のスプリットリング共振器の前記少なくとも１つのスリットに挿入される。

【0028】

本発明の別の好ましい実施形態では、センサは、少なくとも２つのスプリットリング共振器を有し、高電子移動度トランジスタを有する前記少なくとも１つのセンサセルは、前記少なくとも２つのスプリットリング共振器の間に挿入される。

【0029】

２つの好ましいモード、すなわちスプリットリング共振器のスリットまたは少なくとも２つのスプリットリング共振器の間に挿入された高電子移動度トランジスタを有するセンサセルの場合、高電子移動度トランジスタを有するセンサの静電容量値が成分の存在の関数として変化するので、高電子移動度トランジスタのそのような配置は、スプリットリング共振器を有する構造の共振周波数を変化させる。

【0030】

これらのモードでは、静電容量のわずかな変動が広い周波数シフトをもたらし、センサの測定感度を高める。これらのモードはまた、一方ではトランジスタとリング構造との間で、他方ではセンサとの間にのみ接触を有するという利点を有する。

【0031】

有利には、高電子移動度トランジスタを有する前記少なくとも１つのセンサセルは、前記少なくとも２つのスプリットリング共振器と同心のクラウンの形態である。

【0032】

有利には、高電子移動度トランジスタを有する前記少なくとも１つのセンサセルは、形状が長方形もしくは正方形であるか、またはクラウンの一部としてのものである。

【0033】

有利には、センサは、共通の中心を示す少なくとも２つの同心スプリットリング共振器を有し、前記少なくとも２つのスプリットリング共振器の前記少なくとも１つのスリットは、前記少なくとも２つのスプリットリング共振器の最も外側のスプリットリング共振器の直径に従って整列され、前記少なくとも２つのスプリットリング共振器の共通の中心は、２つのスプリットリング共振器の前記少なくとも１つのスリットの間に整列して介在されて位置する。

【0034】

本発明はまた、検出または測定のための少なくとも２つの無線センサのアセンブリに関し、各センサは、ガス状または液体混合物中に存在するそれぞれの特定の成分を検出し、前記少なくとも２つのセンサは、前述のとおりであり、前記少なくとも２つのセンサの各々は、ガス状または液体混合物中の各センサのそれぞれの特定の成分の存在および／または濃度の関数として共振の強度または周波数の変化を示すことを特徴とする。

【0035】

したがって、間接的な検出または測定が行われ、これは接触を伴う現在のシステムで許容される温度よりも高い温度に耐えることができる。もはや接触を有さないという事実は、同一の表面に対して、ガスに敏感なゾーンの反応表面積を増加させることを可能にする。

【0036】

高電子移動度トランジスタを有するセンサは、異なるそれぞれの同調を有する単一の電子チップ上の特定の成分の分子に敏感であるように設計することができる。

【0037】

最後に、本発明は、自動車の内燃機関の排気ラインに関し、そのようなセンサまたは検出または測定のための少なくとも２つの無線センサのそのようなアセンブリを備え、ガス状または液体混合物は、排気ラインを通過する排気ガスによって形成され、前記少なくとも１つの特定の成分または前記少なくとも２つの特定の成分は、それぞれ排気ガス中に含まれる１つまたは複数のガス、特にその含有量が規制によって制御されるガス、例えばＮＯｘであることを特徴とする。

【0038】

本発明によって提案された解決策の利点は、ラインの排気ガス中に存在する異なる成分または汚染物質の間で選択的な検出または測定、検出または測定における応答時間の改善およびコストの削減である。

【図面の簡単な説明】

【0039】

本発明の他の特徴、目的および利点は、以下の詳細な説明を読み、例として非限定的に与えられている添付の図面に照らして明らかになるであろう。
図１は、本発明によるセンサの第１の実施形態の概略図であり、センサは、一方では高電子移動度トランジスタを備えるセンサセル、および他方では２つの同心スプリットリング共振器を有し、高電子移動度トランジスタは、２つのスプリットリング共振器の最も内側のスリットに挿入される。
図２は、本発明によるセンサの第２の実施形態の概略図であり、センサは、一方では高電子移動度トランジスタを備えるセンサセル、および他方では２つの同心スプリットリング共振器を有し、高電子移動度トランジスタは、２つの同心スプリットリング共振器の間に挿入されたクラウンの形態である。
図３は、高電子移動度トランジスタについての伝達値を周波数の関数として与える３つの曲線の概略図であり、トランジスタは、２つの曲線については２つの異なる形でスプリットリング共振器に関連し、第３の曲線については２つのスプリットリング共振器に関連する。

【0040】

図は例として示されており、本発明を限定するものではないことに留意されたい。それらは、本発明の理解を容易にすることを意図した原理の概略図を構成しており、必ずしも実際の用途の規模ではない。特に、示されている様々な要素の寸法は、現実を表すものではない。

【0041】

以下、すべての図を組み合わせて参照する。指定された参照番号の認識に関して、１つまたは複数の特定の図を参照するとき、これらの図は、他の図と組み合わせて解釈されるべきである。

【0042】

すべての図を参照すると、本発明は、ガス状または液体混合物中に存在する少なくとも１つの特定の成分の検出または測定のための無線センサに関する。ガスセンサは、ソースと、ドレインとを備え、ゲートがソースとドレインとの間に介在される高電子移動度トランジスタを有する少なくとも１つのセンサセル１、１ａを備える。

【0043】

高電子移動度トランジスタは、２つの対向する側方端部でドレインおよびソースを支える。一実施形態では、ソースとドレインとの間に、ナノ構造ＩＩＩ－Ｎ半導体層と、Ａｌ_０．３Ｇａ_０．７Ｎ層または活性静電相互作用層とが延びており、半導体層は、Ａｌ_０．３Ｇａ_０．７Ｎ層の上に重ねられている。

【0044】

ナノ構造ＩＩＩ－Ｎ半導体層は、電位差を生じさせることによって、検出または測定される成分（単数または複数）のイオン、例えば窒素酸化物ＮＯｘまたは酸素Ｏ_２に対する解離酸素陰イオンＯ^２－のための入力ゲートを形成する１つまたは複数の層を支持する。入力ゲートを形成するこの層またはこれらの層は、有利には、酸化物層で被覆されており、白金またはタングステンから作ることができる。

【0045】

Ａｌ_０．３Ｇａ_０．７Ｎ層の下には、ソースとドレインとを連結するゲートが延びており、ゲート自体は、ＧａＮ層の上に重ねられ、絶縁基板として機能する。

【0046】

本発明によれば、高電子移動度トランジスタを有する前記少なくとも１つのセンサセル１、１ａは、少なくとも１つのスプリットリング共振器２、２ａに関連し、少なくとも１つのそれぞれのスリット３、３ａは、前記少なくとも１つのセンサセル１、１ａの一方ではドレインと、他方ではゲートまたはソースとの間に接続される。

【0047】

センサは、ガス状または液体混合物中の前記少なくとも１つの特定の成分の存在および／または濃度の関数として共振の強度または周波数の変化を検出する。

【0048】

スプリットリング共振器２、２ａは、人工的に製造されたメタマテリアル構造である。そのようなスプリットリング共振器２、２ａは、電磁用途に必要であり、従来の材料には利用することができなかった強い磁気結合を作り出す磁気応答または磁化率を供給する。

【0049】

スプリットリング共振器２、２ａは、単独で使用されてもよく、またはいくつかのスプリットリング共振器２、２ａの構造の一部を形成してもよい。そのような構造は、分割部またはスリット３、３ａを有するリングの各々によって形成されたループを備える。１つまたは複数のリング２、２ａは、例えば銅などの磁性金属から作られ、いくつかのリングを有する構造の場合、２つの隣接するリングの間に隙間を維持する。１つまたは複数のリング２、２ａは、クラウンの形態であるか、または形状が正方形もしくは長方形であり得る。

【0050】

リングまたはスプリットリング共振器２、２ａを貫通する磁束は、リングに回転電流を誘導し、入射場を増強または入射場に対向するそれら自体の磁束を生成する。スプリットリング共振器（単数または複数）２、２ａは、誘電体基板にエッチングすることができる。

【0051】

センサは、１つまたは複数のセンサセルを備えることができる。各センサセル１、１ａは、１つまたは複数のスプリットリング共振器２、２ａに関連する１つまたは複数の高電子移動度トランジスタを備えることができる。各リング共振器は、一度だけまたは複数回分割することができる。

【0052】

いくつかのリングを有する構造の場合、周期構造を有する様々なスプリットリング共振器２、２ａが存在する。リング２、２ａは、入れ子状、同心状であってもよく、または同心状ではなく互いに囲んでもよい。１つまたは複数のリング２、２ａは、らせんまたはヘリカルの形のそれぞれの単一のスプリットリングの形であり得る。

【0053】

有利には、共振の強度または周波数は、単独でまたは組み合わせて、以下のパラメータ：
前記少なくとも１つのスプリットリング共振器２、２ａの前記少なくとも１つのスリット３、３ａの寸法、
前記少なくとも１つのスプリットリング共振器２、２ａを構成する材料の１つまたは複数の寸法、
前記少なくとも１つのスプリットリング共振器２、２ａがいくつかのスリット３、３ａを有する場合、前記少なくとも１つのスプリットリング共振器２、２ａの多数のスリット３、３ａ、および
センサが少なくとも２つのスプリットリング共振器２、２ａを有する場合、スプリットリング共振器２、２ａの互いに対する数および位置
の１つまたは複数の関数である。

【0054】

非限定的に、少なくとも２つのスプリットリング共振器２、２ａの構造については、位置は、互いに対するスプリットリング共振器２、２ａの配置、互いに対するスプリットリング共振器２、２ａのスリット３、３ａの配置および／または２つのスプリットリング共振器２、２ａの間の距離に関係し得る。

【0055】

スプリットリング共振器２、２ａの構造の第１の実施形態では、この第１の形態は、図１に示されており、センサは、少なくとも２つのスプリットリング共振器２、２ａを有することができ、高電子移動度トランジスタを有する前記少なくとも１つのセンサセル１は、前記少なくとも２つのスプリットリング共振器２のうちの１つの前記少なくとも１つのスリット３に挿入される。

【0056】

この第１の実施形態では、高電子移動度トランジスタを有する前記少なくとも１つのセンサセル１は、前記少なくとも２つのスプリットリング共振器２、２ａの最も内側のスプリットリング共振器２の前記少なくとも１つのスリット３に挿入することができる。

【0057】

スプリットリング共振器２、２ａの構造の第２の実施形態では、この第２の形態は、図２に示されており、センサは、少なくとも２つのスプリットリング共振器２、２ａを有することができ、高電子移動度トランジスタを有する前記少なくとも１つのセンサセル１ａは、前記少なくとも２つのスプリットリング共振器２、２ａの間に挿入することができる。

【0058】

この実施形態では、高電子移動度トランジスタを有する前記少なくとも１つのセンサセル１ａは、前記少なくとも２つのスプリットリング共振器２、２ａと同心のクラウンの形態であり得る。センサセル１、１ａによって形成されたクラウンの幅は、センサの共振の強度または周波数に影響を及ぼし得る。クラウンは、連続的または不連続的であってもよい。

【0059】

非限定的に、すべての実施形態について、高電子移動度トランジスタを有する前記少なくとも１つのセンサセル１、１ａは、形状が長方形もしくは正方形であるか、またはクラウンの一部としてのものであり得る。

【0060】

センサは、共通の中心を有する少なくとも２つの同心スプリットリング共振器２、２ａを有することができ、前記少なくとも２つのスプリットリング共振器２、２ａの前記少なくとも１つのスリット３、３ａは、前記少なくとも２つのスプリットリング共振器２、２ａの最も外側のスプリットリング共振器２ａの直径に従って整列される。

【0061】

前記少なくとも２つのスプリットリング共振器２、２ａの共通の中心は、２つのスプリットリング共振器２、２ａの前記少なくとも１つのスリット３、３ａの間に整列して介在され得る。

【0062】

２つのスプリットリング共振器２、２ａに対するセンサの位置に関する実施形態によれば、高電子移動度トランジスタを有するセンサの静電容量値は、検出または測定される成分の量の関数として変化するので、したがってトランジスタは、リングの開口部またはリングの間に置くことができ、２つのスプリットリング共振器２、２ａによって形成された構造の共振周波数を変化させる。

【0063】

この設計では、静電容量のわずかな変動が広い周波数シフトをもたらし、センサの測定感度を高める。それはまた、構造とセンサとの間の接触のみを必要とするという利点をも有する。

【0064】

本発明はまた、検出または測定のための少なくとも２つの無線センサのアセンブリに関し、各センサは、ガス状または液体混合物中に存在するそれぞれの特定の成分を検出する。

【0065】

本発明によれば、前記少なくとも２つのセンサは、前述のとおりであり、前記少なくとも２つのセンサの各々は、ガス状または液体混合物中の各センサのそれぞれの特定の成分の存在および／または濃度の関数として共振の強度または周波数の変化を示すことを特徴とする。したがって、このアセンブリは、ガス状または液体混合物中に存在する少なくとも２つの成分を具体的に検出することができる。

【0066】

最後に、本発明は、自動車の内燃機関の排気ラインに関する。排気ラインは、そのようなセンサを備え、その場合、成分は、具体的に検出または測定される。代替として、ラインは、検出または測定のための少なくとも２つの無線センサのそのようなアセンブリを備え、その場合、２つの異なる成分は、相互干渉なしに同時にかつ具体的に検出および測定される。

【0067】

そのような排気ラインの場合、前述のガス状または液体混合物は、排気ラインを通過する排気ガスによって形成され、前記少なくとも１つの特定の成分または前記少なくとも２つの特定の成分は、それぞれ排気ガス中に含まれる１つまたは複数の汚染物質、例えばＮＯまたはＮＯ_２型の窒素酸化物であり、これは従来技術による以前に確立された検出に悪影響を及ぼす他のＮＯｘ窒素酸化物またはＮＨ_３アンモニアと干渉することなく単独で検出または測定することができる。

【0068】

図３は、異なる構成の３つのセンサの３つの選択的反応曲線を示す。ｙ軸は、伝達電力ＴｒａｎｓをデシベルまたはｄＢで示し、ｘ軸は、周波数範囲ＦをギガヘルツまたはＧｈｚで示す。比較した３つのセンサＤＡＦＲ、ＡＦＲ２．２ｐＦおよびＡＦＲ４．７ｐＦの共振応答は、より高いまたはより低い伝達電力値Ｔｒａｎｓを有する各センサに特有のものである。

【0069】

正方形のＤＡＦＲ曲線は、２つのスプリットリング共振器２、２ａを有するセンサを示し、他の２つの曲線は、単一のスプリットリング共振器２、２ａを有するセンサに関する。

【0070】

本発明は、説明され示された実施形態に決して限定されず、それらは純粋に例として与えられたものである。

【図1】

【図2】

【図3】