电子器件用材料、电子器件、传感器元件及气体传感器制造技术

本发明专利技术提供一种能够选择性地识别物质的器件用材料、传感器用材料、传感器元件及气体传感器。本发明专利技术的电子器件用材料包括n型半导体以及半导体型碳纳米管的纯度为80质量％以上的碳纳米管。上的碳纳米管。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电子器件用材料、电子器件、传感器元件及气体传感器


[0001]本专利技术涉及电子器件用材料、电子器件、传感器元件及气体传感器。更详细而言，涉及使用了半导体碳纳米管的气体传感器。

技术介绍

[0002]近年来，对于化学物质的微量检测技术(传感器)而言，由于以全球变暖为代表的环境问题、食品的安全性、健康意识的提高，期待着大气中的VOC(挥发性有机化合物)检测、食品流通时的新鲜度管理、基于检测由人体散发的皮肤气体等进行的身体状况管理
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诊断、由飞机
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列车
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汽车等多个用户所利用的空间的气味检测产生的舒适性提高、由源自排泄物的气体检测产生的护理者的负担的减轻或被护理者的QOL提高、由有害气体检测产生的安全性提高等各种展开。
[0003]特别是在需求增加显著的领域即健康护理(health care)领域中，对呼气中所含的气体的分析由于相对单纯的物质多、易于分析，容易用于基于简便的检查进行的发现疾病、身体状况管理，因此近年来受到关注。
[0004]对于需要实时、高灵敏度且选择性地检测气体的气体传感器的技术，需求尤其增加。另外，不限于健康护理领域，而对于有需求增加倾向的领域中的多数而言，对传感器要求ppb级的高检测灵敏度和从多种气体中的选择性检测能力。
[0005]然而，对于市售的主要的气体传感器而言，存在检测灵敏度为ppm级而灵敏度不充分、因高的工作温度(200℃～500℃)而电力消耗变高并且劣化也快、也几乎不具有气体种类的识别能力等问题，因此无法满足需求。因此，现实中，通过使用嵌入或组合有由研究所等使用的专用于一个领域的特殊分析装置而成的装置来代替传感器从而进行应对的情况较多，由于非常昂贵且不具有通用性，因此仅能应对一部分极其有限的需求。
[0006]针对气体传感器的检测灵敏度不足，正在研究通过将传感器中使用的材料纳米尺寸化来增大表面积，利用此效果使得容易检测微量分子，从而提高灵敏度的方法(非专利文献1)；通过基于将多种材料组合的混合化进行的信号强度放大来提高灵敏度(非专利文献2)。
[0007]另外，针对因的高工作温度(200℃～500℃)引起的高电力消耗、劣化，正在进行通过使用纳米碳材料而同时实现低温驱动与高灵敏度化的开发研究(专利文献1)。
[0008]进而，还有通过使用半导体纯度高的纳米碳材料而灵敏度进一步提高的报道(非专利文献3)。
[0009]另一方面，目前通用的许多气体传感器均利用了对金属氧化物表面的氧与气体分子于高温(200℃～500℃)反应时的表面的电性变化进行检测的结构，因此，发生氧化反应的气体分子全部被检测出来，除了二氧化碳这样的一部分气体以外，不具有气体选择性。
[0010]因此，现状是通过控制加热器的温度来控制检测部表面的反应性、利用过滤器排除检测对象以外的气体、将读取检测波形的装置安装于传感器外部来进行波形分析，从而进行气体的选择，但关于将气体的燃烧温度、气体的分子直径等大致分为两种这样的选择
性，其仅限于2～3种气体组合，难以具有针对多种多样的气体的选择性，因此呈难以应用于预想需求会最多的健康护理领域等夹杂气体多的用途的状态。另外，虽然在技术上也能够进行将多种过滤器组合等的设计，但会导致检测灵敏度降低和高成本化，并不现实。
[0011]现有技术文献
[0012]专利文献
[0013]专利文献1：日本特开2008
‑
185495号公报
[0014]非专利文献
[0015]非专利文献1：ACS Omega.3,p.14592
‑
14596(2018)
[0016]非专利文献2：Sens.Actuat.B170p,67
‑
74(2012)
[0017]非专利文献3：ASC Sens.3,79
‑
86(2018)。

技术实现思路

[0018]专利技术要解决的课题
[0019]在需求不断增加的传感器件的领域中，对于重要度增加的电子器件用材料而言，选择性地辨识物质的材料少。特别是在传感器用材料中，电子器件用材料本身具有物质(分子)选择性功能的器件材料少，因此通过组合外围设备而使其具有选择性，在此基础上常常会使对物质的选择性的范围变窄。
[0020]另外，专利文献1及非专利文献1～3中的任意方法均未能解决几乎不具有气体识别能力的市售传感器中使用的气体传感用材料的问题。
[0021]本专利技术提供能够选择性地识别化学物质的器件用材料。特别是在气体传感器的领域中，提供能够用作低温驱动、高灵敏度、具有对气体分子的选择性检测能力的气体感应体的电子器件用材料、电子器件、传感器元件及气体传感器。
[0022]用于解决课题的手段
[0023]即，本专利技术如下。
[0024](1)电子器件用材料，其包括n型半导体以及半导体型碳纳米管的纯度为80质量％以上的碳纳米管。
[0025](2)根据(1)所述的电子器件用材料，其中，上述碳纳米管为在表面的至少一部分附着有聚合物的碳纳米管复合体。
[0026](3)根据(2)所述的电子器件用材料，其特征在于，上述聚合物为半导体聚合物。
[0027](4)根据(1)至(3)中任一项所述的电子器件用材料，其中，上述n型半导体为纳米结构。
[0028](5)根据(1)至(4)中任一项所述的电子器件用材料，其中，上述n型半导体为氧化物半导体。
[0029](6)根据(1)至(5)中任一项所述的电子器件用材料，其为气体感应体。
[0030](7)电子器件，其包含(1)至(6)中任一项所述的电子器件用材料。
[0031](8)传感器元件，其包含(1)至(6)中任一项所述的电子器件用材料。
[0032](9)气体传感器，其使用了(8)所述的传感器元件。
[0033]专利技术的效果
[0034]本专利技术的电子器件用材料可用作低温驱动、高灵敏度、具有气体识别能力的气体
感应体。
附图说明
[0035][图1]图1为示出本专利技术的实施方式涉及的传感器元件的示意图。
[0036][图2]图2为对利用本专利技术的实施方式涉及的传感器元件的气体检测进行说明的图。
[0037][图3]图3为示出利用本专利技术的实施方式涉及的传感器元件的氨的检测结果的图。
[0038][图4]图4为示出利用本专利技术的实施方式涉及的传感器元件的一氧化氮的检测结果的图。
[0039][图5]图5为示出利用比较例涉及的传感器元件的氨的检测结果的图。
[0040][图6]图6为示出利用比较例涉及的传感器元件的一氧化氮的检测结果的图。
[0041][图7]图7是用于对利用本专利技术的实施方式涉及的传感器元件的氨及一氧化氮的检测结果进行比较而绘制的图。
[0042][图8]图8是用于对利用本专利技术的实施方式涉及的传感器元件的氨、甲烷、甲苯、环己本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.电子器件用材料，其包括n型半导体以及半导体型碳纳米管的纯度为80质量％以上的碳纳米管。2.根据权利要求1所述的电子器件用材料，其中，所述碳纳米管为在表面的至少一部分附着有聚合物的碳纳米管复合体。3.根据权利要求2所述的电子器件用材料，其特征在于，所述聚合物为半导体聚合物。4.根据权利要求1至3中任一项所述的电子器件用材料，其中，所述n型半导体为纳米结...

【专利技术属性】
技术研发人员：增田佳丈，赤松贵文，鹤田彰宏，平井孝佳，内藤孝二郎，村濑清一郎，
申请(专利权)人：东丽株式会社，
类型：发明
国别省市：