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公開番号2025096860
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-30
出願番号2023212820
出願日2023-12-18
発明の名称ガスセンサ
出願人日本特殊陶業株式会社
代理人個人
主分類G01N 27/12 20060101AFI20250623BHJP(測定;試験)
要約【課題】応答性に優れた抵抗変化式のガスセンサを提供する。
【解決手段】絶縁層9と、絶縁層の表面にギャップGを開けて設けられる1対の対向電極11、12と、ギャップと1対の対向電極の表面とに設けられるガス感応膜14と、を備えた抵抗変化式のガスセンサ1において、対向電極のそれぞれは、ギャップに隣接する先端部11t、12tと、先端部よりもギャップから遠い位置に配置されると共に先端部及びリード部11L、12Lに電気的に接続される後端部11b、12bと、を備え、先端部と後端部とは異なる金属又は合金からなり、後端部は、先端部よりも被測定ガスに対する反応性が低い。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
絶縁層と、
前記絶縁層の表面にギャップを開けて設けられる１対の対向電極と、
前記ギャップと前記１対の対向電極の表面とに設けられるガス感応膜と、
を備えた抵抗変化式のガスセンサにおいて、
前記対向電極のそれぞれは、前記ギャップに隣接する先端部と、前記先端部よりも前記ギャップから遠い位置に配置されると共に前記先端部及びリード部に電気的に接続される後端部と、を備え、
前記先端部と前記後端部とは異なる金属又は合金からなり、
前記後端部は、前記先端部よりも被測定ガスに対する反応性が低いことを特徴とするガスセンサ。
続きを表示（約 220 文字）【請求項２】
前記先端部は、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ｉｒから選ばれる金属の単体または前記金属を含む合金からなることを特徴とする請求項１記載のガスセンサ。
【請求項３】
前記ギャップが最小となる各対向電極の先端を結んだ線分に沿う方向に見たとき、
前記ギャップの長さＧ１と、前記ギャップを挟んだ前記後端部間の距離Ｇ２とは、Ｇ１＜Ｇ２の関係を満たすことを特徴とする請求項１又は２記載のガスセンサ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検出雰囲気中に存在するガスの濃度を検出する抵抗変化式のガスセンサに関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
ガス警報器、アルコールチェッカー、湿度センサ、においセンサとして、絶縁層の表面にギャップを開けて１対の対向電極を設け、対向電極の表面にガス感応膜を設けた抵抗変化式のガスセンサが知られている。
特に、各対向電極のギャップをナノスケール（ｎｍレベル）まで狭めると、高い応答性や回復特性が得られることが報告されている（特許文献１）。
【０００３】
特許文献１のガスセンサは、比較的大きな第１電極と第２電極とを間隔を開けて配置し、この間隔に金属酸化物のナノ粒子を含む溶液を塗布、乾燥した後、熱処理することで、ナノ粒子間にナノスケールギャップを形成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２１－０３２７４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１のガスセンサの場合、ナノスケールギャップを含む狭い領域に感応膜を形成している。
しかしながら、感応膜を狭い領域に形成することは、感応膜材料の製膜時のフォトマスクのズレや印刷ズレ等があるために実用上難しく、生産性も劣る。
一方、感応膜をナノスケールギャップ以外の第１電極や第２電極の表面まで形成すると、これらギャップから遠い第１電極や第２電極の間も導電パスとなってガスに反応してしまい、ナノスケールギャップ本来の高い応答性が発現し難くなる。
すなわち、本発明は、応答性に優れた抵抗変化式のガスセンサの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明のガスセンサは、絶縁層と、前記絶縁層の表面にギャップを開けて設けられる１対の対向電極と、前記ギャップと前記１対の対向電極の表面とに設けられるガス感応膜と、を備えた抵抗変化式のガスセンサにおいて、前記対向電極のそれぞれは、前記ギャップに隣接する先端部と、前記先端部よりも前記ギャップから遠い位置に配置されると共に前記先端部及びリード部に電気的に接続される後端部と、を備え、前記先端部と前記後端部とは異なる金属又は合金からなり、前記後端部は、前記先端部よりも被測定ガスに対する反応性が低いことを特徴とする。
【０００７】
このガスセンサによれば、後端部を、先端部よりも被測定ガスに対する反応性が低い金属又は合金とすることで、ガス感応膜自体は、ギャップと、１対の対向電極の表面とを含む広範囲の領域に設けることができる。
これにより、ガス感応膜の材料の製膜時のフォトマスクのズレや印刷ズレ等があっても、ガス検知に寄与するギャップ付近に確実にガス感応膜を設けることができる。その結果、ギャップ付近で先端部間の導電パスが生じ、応答性を向上させることができる。
また、ギャップ付近以外の後端部の表面にガス感応膜が形成されていても、この部位での被測定ガスの化学反応は抑制されている。このため、ギャップから遠い後端部間が導電パスとなってガスに反応することを抑制し、応答性の低下を抑制できる。
【０００８】
本発明のガスセンサにおいて、前記先端部は、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ｉｒから選ばれる金属の単体または前記金属を含む合金からなっていてもよい。
このガスセンサによれば、先端部の被測定ガスに対する反応性がさらに高くなる。
【０００９】
本発明のガスセンサにおいて、前記ギャップが最小となる各対向電極の先端を結んだ線分に沿う方向に見たとき、前記ギャップの長さＧ１と、前記ギャップを挟んだ前記後端部間の距離Ｇ２とは、Ｇ１＜Ｇ２の関係を満たしてもよい。
このガスセンサによれば、対向電極のうち被測定ガスに対する反応性が低い後端部の領域が広くなるので、ギャップから遠い後端部間が導電パスとなってガスに反応することをさらに抑制し、応答性の低下をより一層抑制できる。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、応答性に優れた抵抗変化式のガスセンサが得られる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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