JP2021192017A - ガスセンサ素子及びそれを用いたガス検出装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】０．１ｐｐｍ以下のガス濃度を検出可能なガスセンサ素子を提供する。【解決手段】ガスセンサ素子は、支持基材と、支持基材の上に設けられ、第１のピーク波長で発光する第１の発光粒子を含む第一の発光層と、第一の発光層の上に設けられ、ガス分子を吸着するセンサ層と、センサ層の上に設けられ、前記第１のピーク波長と異なる第２のピーク波長で発光する第２の発光粒子を含む第二の発光層、第二の発光層の上に設けられた保護層と、が順に積層された積層構造を有し、積層構造の一部、もしくは全てを貫通する開孔部を有する。【選択図】図１
Description
本発明は、ガス検出に用いられるガスセンサ素子、及びガスセンサ素子を用いたガス検出装置に関する。
従来、可燃性ガスや毒性ガス等の様々な種類のガスを検知できるガスセンサとして、半導体式センサが用いられている。半導体式センサは主にヒーターコイル、金属酸化物半導体素子、半導体素子の電気抵抗を測るための電極で構成されている。半導体式センサでは、ヒーターコイルで金属酸化物半導体素子を加熱した状態において検出対象ガスと金属酸化物半導体素子が電気化学反応することによって、金属酸化物半導体素子の電気抵抗値が変化し、ガスを検出することが出来る。また、金属酸化物半導体に不純物を添加することで、検出対象ガスによる電気抵抗値の変化にガスによる選択性を付与することも可能である。
一つの半導体式センサを用いて複数種類のガスを検出する方法として、特許文献１に示すようなガス検知装置がある。特許文献１には、ガス種ごとに金属酸化物半導体の電気抵抗値に与える影響を調査し、その影響を考慮することによって、金属酸化物半導体の抵抗値から、様々なガスの濃度を検知する方法が開示されている。
しかしながら、前記従来の構成では、０．１ｐｐｍ以下のガスでは金属酸化物半導体の電気抵抗が変化しないため、検出することが困難であるという課題がある。
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、低濃度のガスであってもガスセンサ素子が反応を示し、０．１ｐｐｍ以下のガス濃度を検出可能なガスセンサ素子及びガス検出装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明に係るガスセンサ素子は、支持基材と、
前記支持基材の上に設けられ、第１のピーク波長で発光する第１の発光粒子を含む第一の発光層と、
前記第一の発光層の上に設けられ、ガス分子を吸着するセンサ層と、
前記センサ層の上に設けられ、前記第１のピーク波長と異なる第２のピーク波長で発光する第２の発光粒子を含む第二の発光層と、
前記第二の発光層の上に設けられた保護層と、
が順に積層された積層構造を有し、
前記積層構造の一部、もしくは全てを貫通する開孔部を有する。
前記支持基材の上に設けられ、第１のピーク波長で発光する第１の発光粒子を含む第一の発光層と、
前記第一の発光層の上に設けられ、ガス分子を吸着するセンサ層と、
前記センサ層の上に設けられ、前記第１のピーク波長と異なる第２のピーク波長で発光する第２の発光粒子を含む第二の発光層と、
前記第二の発光層の上に設けられた保護層と、
が順に積層された積層構造を有し、
前記積層構造の一部、もしくは全てを貫通する開孔部を有する。
また、本発明に係るガス検出装置は、上記ガスセンサ素子と、
前記ガスセンサ素子を発光させる励起エネルギー源と、
前記励起エネルギー源による前記ガスセンサ素子の発光を受光する受光部と、
を備える。
前記ガスセンサ素子を発光させる励起エネルギー源と、
前記励起エネルギー源による前記ガスセンサ素子の発光を受光する受光部と、
を備える。
以上のように、本発明に係るガスセンサ素子及びガスセンサ素子を用いたガス検出装置によれば、検出対象ガスの濃度が０．１ｐｐｍ以下であっても、センサ層の膜厚が変化することによって、第一の発光層と第二の発光層との発光スペクトルが変化し、０．１ｐｐｍ以下のガス濃度を検出できる。
第１の態様に係るガスセンサ素子は、支持基材と、
前記支持基材の上に設けられ、第１のピーク波長で発光する第１の発光粒子を含む第一の発光層と、
前記第一の発光層の上に設けられ、ガス分子を吸着するセンサ層と、
前記センサ層の上に設けられ、前記第１のピーク波長と異なる第２のピーク波長で発光する第２の発光粒子を含む第二の発光層と、
前記第二の発光層の上に設けられた保護層と、
が順に積層された積層構造を有し、
前記積層構造の一部、もしくは全てを貫通する開孔部を有する。
前記支持基材の上に設けられ、第１のピーク波長で発光する第１の発光粒子を含む第一の発光層と、
前記第一の発光層の上に設けられ、ガス分子を吸着するセンサ層と、
前記センサ層の上に設けられ、前記第１のピーク波長と異なる第２のピーク波長で発光する第２の発光粒子を含む第二の発光層と、
前記第二の発光層の上に設けられた保護層と、
が順に積層された積層構造を有し、
前記積層構造の一部、もしくは全てを貫通する開孔部を有する。
第２の態様に係るガスセンサ素子は、上記第１の態様において、前記開孔部は、前記保護層から少なくとも前記センサ層が露出するまで貫通してもよい。
第３の態様に係るガスセンサ素子は、上記第１又は第２の態様において、前記センサ層は、膜厚が１ｎｍ以上、１００ｎｍ以下であってもよい。
第４の態様に係るガスセンサ素子は、上記第１から第３のいずれかの態様において、前記第二の発光層に含まれる前記第２の発光粒子は、日本工業製品規格の蛍光光度分析通則（ＪＩＳ Ｋ ０１２０）に準拠した手法で測定した発光の前記第２のピーク波長が前記第一の発光層に含まれる前記第１の発光粒子の発光の前記第１のピーク波長と少なくとも１０ｎｍ以上異なってもよい。
第５の態様に係るガス検出装置は、上記第１から第４のいずれかの態様に係る前記ガスセンサ素子と、
前記ガスセンサ素子を発光させる励起エネルギー源と、
前記励起エネルギー源による前記ガスセンサ素子の発光を受光する受光部と、
を備える。
前記ガスセンサ素子を発光させる励起エネルギー源と、
前記励起エネルギー源による前記ガスセンサ素子の発光を受光する受光部と、
を備える。
以下、実施の形態に係るガスセンサ素子及びガス検出装置について、図面を参照しながら説明する。なお、図面において実質的に同一の部材については同一の符号を付している。
（実施の形態１）
＜ガスセンサ素子＞
図１は、本実施の形態１に係るガスセンサ素子１の断面構造を示す模式断面図である。本実施の形態１に係るガスセンサ素子１は、板版状である支持基材１ａ上に支持基材１ａ表面から順に第一の発光層１ｂ、センサ層１ｃ、第二の発光層１ｄ、保護層１ｅの順に積層された積層構造を有する。第一の発光層１ｂは、第１のピーク波長で発光する第１の発光粒子を含む。センサ層１ｃは、ガス分子を吸着する。第二の発光層１ｄは、第１のピーク波長と異なる第２のピーク波長で発光する第２の発光粒子を含む。また、面内垂直方向Ｚに保護層１ｅから少なくとも前記センサ層１ｃが露出するまで貫通する開孔部１ｆを有する。
このガスセンサ素子によれば、検出対象ガスの濃度が０．１ｐｐｍ以下であっても、センサ層１ｃの膜厚が変化することによって、第一の発光層１ｂと第二の発光層１ｄとの発光スペクトルが変化し、０．１ｐｐｍ以下のガス濃度を検出できる。
＜ガスセンサ素子＞
図１は、本実施の形態１に係るガスセンサ素子１の断面構造を示す模式断面図である。本実施の形態１に係るガスセンサ素子１は、板版状である支持基材１ａ上に支持基材１ａ表面から順に第一の発光層１ｂ、センサ層１ｃ、第二の発光層１ｄ、保護層１ｅの順に積層された積層構造を有する。第一の発光層１ｂは、第１のピーク波長で発光する第１の発光粒子を含む。センサ層１ｃは、ガス分子を吸着する。第二の発光層１ｄは、第１のピーク波長と異なる第２のピーク波長で発光する第２の発光粒子を含む。また、面内垂直方向Ｚに保護層１ｅから少なくとも前記センサ層１ｃが露出するまで貫通する開孔部１ｆを有する。
このガスセンサ素子によれば、検出対象ガスの濃度が０．１ｐｐｍ以下であっても、センサ層１ｃの膜厚が変化することによって、第一の発光層１ｂと第二の発光層１ｄとの発光スペクトルが変化し、０．１ｐｐｍ以下のガス濃度を検出できる。
以下に、このガスセンサ素子１を構成する部材について説明する。
＜支持基材＞
支持基材１ａは、第一の発光層１ｂを支持基材１ａ上に成膜できる部材であればよく、例えば、ＰＥＴなどの高分子フィルムやガラス基板などを用いることが可能である。
支持基材１ａは、第一の発光層１ｂを支持基材１ａ上に成膜できる部材であればよく、例えば、ＰＥＴなどの高分子フィルムやガラス基板などを用いることが可能である。
＜第一の発光層＞
第一の発光層１ｂは、励起エネルギーを吸収することで第１のピーク波長で発光する性質を有する第１の発光粒子、例えば、半導体粒子が積層されて構成される。第１の発光粒子としては、硫化カドミウム、セレン化カドミウム、テルル化カドミウム、硫化亜鉛、セレン化亜鉛、テルル化亜鉛、硫化銅インジウム、硫化銀インジウム、リン化インジウムなどをコアとする半導体ナノ粒子、ハロゲン化セシウム鉛のようなペロブスカイト型半導体ナノ粒子、シリコン、カーボンなどをコアとする半導体ナノ粒子などを用いる。半導体粒子の代わりに後述のフェルスター共鳴エネルギー移動が報告されているメロシアニン、ペリレンなどの有機色素を用いることも可能である。積層方法は特に問わないが、例えばＬａｙｅｒｂｙＬａｙｅｒ法（以下、「ＬＢＬ法」ともいう）が挙げられる。ここでＬＢＬ法とは、成膜させる基材をカチオン性化合物とアニオン性化合物の希薄液に交互に浸し、基材上に電解質ポリマーを自発的に吸着させて成膜する工法であり、材料を分子レベルで制御するのが容易で、生産性にも優れている。また、上記発光粒子を積層する代わりに、ガラス相の中に分散することで第一の発光層１ｂに封入してもよい。
第一の発光層１ｂは、励起エネルギーを吸収することで第１のピーク波長で発光する性質を有する第１の発光粒子、例えば、半導体粒子が積層されて構成される。第１の発光粒子としては、硫化カドミウム、セレン化カドミウム、テルル化カドミウム、硫化亜鉛、セレン化亜鉛、テルル化亜鉛、硫化銅インジウム、硫化銀インジウム、リン化インジウムなどをコアとする半導体ナノ粒子、ハロゲン化セシウム鉛のようなペロブスカイト型半導体ナノ粒子、シリコン、カーボンなどをコアとする半導体ナノ粒子などを用いる。半導体粒子の代わりに後述のフェルスター共鳴エネルギー移動が報告されているメロシアニン、ペリレンなどの有機色素を用いることも可能である。積層方法は特に問わないが、例えばＬａｙｅｒｂｙＬａｙｅｒ法（以下、「ＬＢＬ法」ともいう）が挙げられる。ここでＬＢＬ法とは、成膜させる基材をカチオン性化合物とアニオン性化合物の希薄液に交互に浸し、基材上に電解質ポリマーを自発的に吸着させて成膜する工法であり、材料を分子レベルで制御するのが容易で、生産性にも優れている。また、上記発光粒子を積層する代わりに、ガラス相の中に分散することで第一の発光層１ｂに封入してもよい。
＜センサ層＞
センサ層１ｃの材料は、第一の発光層１ｂへの成膜性、及び第二の発光層１ｄの成膜性と、検出対象ガスの吸着性を兼ね備えている必要がある。第一の発光層１ｂへの成膜方法としては、特に制限されないが、例えばＬＢＬ法やスピンコーター法などのような薄膜制御できる工法を用いることができる。センサ層１ｃの材料としては、特に制限されないが、採用する工法により一部制限される。例えば、ＬＢＬ法ではカチオン性ポリマーとして、ポリアリルアミン、ポリジアリルジメチルアンモニウムクロライド、アニオン性のポリマーとして、ポリアクリル酸、ポリスチレンスルホン酸、ポリイソプレンスルホン酸などのイオン性のポリマーを使用することができ、スピンコーター法では、溶解する材料であれば特に制限はされないが、上述のイオン性ポリマー、シリコーン樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン、ポリビニルアルコール、ポリプロピレン、ポリアクリルアミド、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタラートなどを使用することが可能である。
センサ層１ｃの材料は、第一の発光層１ｂへの成膜性、及び第二の発光層１ｄの成膜性と、検出対象ガスの吸着性を兼ね備えている必要がある。第一の発光層１ｂへの成膜方法としては、特に制限されないが、例えばＬＢＬ法やスピンコーター法などのような薄膜制御できる工法を用いることができる。センサ層１ｃの材料としては、特に制限されないが、採用する工法により一部制限される。例えば、ＬＢＬ法ではカチオン性ポリマーとして、ポリアリルアミン、ポリジアリルジメチルアンモニウムクロライド、アニオン性のポリマーとして、ポリアクリル酸、ポリスチレンスルホン酸、ポリイソプレンスルホン酸などのイオン性のポリマーを使用することができ、スピンコーター法では、溶解する材料であれば特に制限はされないが、上述のイオン性ポリマー、シリコーン樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン、ポリビニルアルコール、ポリプロピレン、ポリアクリルアミド、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタラートなどを使用することが可能である。
センサ層１ｃの材質選定やその成膜プロセス条件を変更することでポリマーの高次構造を制御することにより、吸着するガスの選択性をセンサ層１ｃに付与することも可能である。センサ層１ｃの厚みは、例えば、１ｎｍ以上、１μｍ未満であり、１００ｎｍ以下であることが好ましい。厚みが１ｎｍ未満の場合はセンサ層１ｃが検出対象ガスを安定して吸着することができない。また、厚みが１μｍ以上の場合は、第一の発光層１ｂと第二の発光層１ｄとの距離が離れすぎてしまい、検出対象ガスの吸着前後で後述のフェルスター共鳴エネルギー移動（以下、「ＦＲＥＴ現象」ともいう）によりガスセンサ素子の発光スペクトルが変化しなくなってしまう。なお、本明細書で記述する光とは、可視光領域の電磁波に限定されない。
＜第二の発光層＞
第二の発光層１ｄは、励起エネルギーを吸収することで上記第１のピーク波長とは異なる第２のピーク波長で発光する性質を有する第２の発光粒子、例えば、半導体粒子が積層されて構成される。第２の発光粒子としては、硫化カドミウム、セレン化カドミウム、テルル化カドミウム、硫化亜鉛、セレン化亜鉛、テルル化亜鉛、硫化銅インジウム、硫化銀インジウム、リン化インジウムなどをコアとする半導体ナノ粒子、ハロゲン化セシウム鉛のようなペロブスカイト型半導体ナノ粒子、シリコン、カーボンなどをコアとする半導体ナノ粒子などを用いる。半導体粒子の代わりに後述のフェルスター共鳴エネルギー移動が報告されているメロシアニン、ペリレンなどの有機色素を用いることも可能である。積層、堆積方法は特に問わないが、例えばＬＢＬ法が挙げられる。また、上記発光粒子を積層する代わりに、ガラス相の中に分散することで第二の発光層１ｄに封入してもよい。
第二の発光層１ｄは、励起エネルギーを吸収することで上記第１のピーク波長とは異なる第２のピーク波長で発光する性質を有する第２の発光粒子、例えば、半導体粒子が積層されて構成される。第２の発光粒子としては、硫化カドミウム、セレン化カドミウム、テルル化カドミウム、硫化亜鉛、セレン化亜鉛、テルル化亜鉛、硫化銅インジウム、硫化銀インジウム、リン化インジウムなどをコアとする半導体ナノ粒子、ハロゲン化セシウム鉛のようなペロブスカイト型半導体ナノ粒子、シリコン、カーボンなどをコアとする半導体ナノ粒子などを用いる。半導体粒子の代わりに後述のフェルスター共鳴エネルギー移動が報告されているメロシアニン、ペリレンなどの有機色素を用いることも可能である。積層、堆積方法は特に問わないが、例えばＬＢＬ法が挙げられる。また、上記発光粒子を積層する代わりに、ガラス相の中に分散することで第二の発光層１ｄに封入してもよい。
第二の発光層１ｄを構成する第２の発光粒子、例えば、半導体粒子、もしくは有機色素等の発光の第２のピーク波長は、第一の発光層１ｂを構成する第１の発光粒子の第１のピーク波長と１０ｎｍ以上異なる必要がある。第一の発光層１ｂと第二の発光層１ｄとの発光の発光ピークの違いが１０ｎｍ未満である場合は、後述のＦＲＥＴ現象によるガスセンサ素子の発光スペクトル変化の検出が困難となる。
＜保護層＞
保護層１ｅを構成する物質は、第二の発光層１ｄを化学的、物理的に保護できる機能を有する必要がある。また、ガスセンサ素子１の発光スペクトルを測定しやすくするために、第一の発光層１ｂと第二の発光層１ｄとの発光、及び励起エネルギー源からの光をそれぞれ３０％以上透過可能なものであることが好ましい。材料として、例えば二酸化ケイ素や脂環エポキシ樹脂など高分子材料、もしくはＰｔ、Ａｕ、Ｔｉ、Ａｌなどの金属、及びその化合物の薄膜を用いることが出来る。
保護層１ｅを構成する物質は、第二の発光層１ｄを化学的、物理的に保護できる機能を有する必要がある。また、ガスセンサ素子１の発光スペクトルを測定しやすくするために、第一の発光層１ｂと第二の発光層１ｄとの発光、及び励起エネルギー源からの光をそれぞれ３０％以上透過可能なものであることが好ましい。材料として、例えば二酸化ケイ素や脂環エポキシ樹脂など高分子材料、もしくはＰｔ、Ａｕ、Ｔｉ、Ａｌなどの金属、及びその化合物の薄膜を用いることが出来る。
＜開孔部＞
開孔部１ｆは、少なくともガスセンサ素子１の面内垂直方向Ｚに保護層１ｅから前記センサ層１が露出するまで貫通している必要がある。なお、第一の発光層１ｂや支持基板１ａまで貫通していてもよい。ガスセンサ素子１の面内方向の開孔部１ｆの形状は穴状でもよいし、溝状でもよく、形状を問わない。また、ガスセンサ素子１の垂直方向Ｚの開孔部１ｆの形状は矩形状でもよいし、テーパー状でもよく、こちらも形状を問わない。開孔部１ｆが保護層１ｅ、及び第二の発光層１ｄにおいて膜面面内方向に占める面積はそれぞれ１％以上、５０％未満であることが好ましい。開孔部１ｆの面積が１％未満の場合はセンサ層１ｃが検出対象ガスを吸着するのが困難となり、５０％以上の場合は第二の発光層１ｄでの発光量が小さくなってしまう。センサ層１ｃに検出対象ガスを吸着しやすくするため、開孔部１ｆはガスセンサ素子１全体に出来るだけ均一に複数形成されていることが好ましい。開孔手段としては、ガスセンサ素子１の積層構造が保たれていればよく、ドライエッチングや、ウエットエッチング、レーザー穴開け等、その工法は問わない。
開孔部１ｆは、少なくともガスセンサ素子１の面内垂直方向Ｚに保護層１ｅから前記センサ層１が露出するまで貫通している必要がある。なお、第一の発光層１ｂや支持基板１ａまで貫通していてもよい。ガスセンサ素子１の面内方向の開孔部１ｆの形状は穴状でもよいし、溝状でもよく、形状を問わない。また、ガスセンサ素子１の垂直方向Ｚの開孔部１ｆの形状は矩形状でもよいし、テーパー状でもよく、こちらも形状を問わない。開孔部１ｆが保護層１ｅ、及び第二の発光層１ｄにおいて膜面面内方向に占める面積はそれぞれ１％以上、５０％未満であることが好ましい。開孔部１ｆの面積が１％未満の場合はセンサ層１ｃが検出対象ガスを吸着するのが困難となり、５０％以上の場合は第二の発光層１ｄでの発光量が小さくなってしまう。センサ層１ｃに検出対象ガスを吸着しやすくするため、開孔部１ｆはガスセンサ素子１全体に出来るだけ均一に複数形成されていることが好ましい。開孔手段としては、ガスセンサ素子１の積層構造が保たれていればよく、ドライエッチングや、ウエットエッチング、レーザー穴開け等、その工法は問わない。
また、ガスセンサ素子１からの発光強度を向上させるため、支持基材１ａの両面に上記記載の膜構成を有していてもよい。その場合は支持基板１ａの両面に構成される第一の発光層１ｂ、及び第二の発光層１ｄからの発光を検出することが望まれる。このため、第一の発光層１ｂと第二の発光層１ｄとからの発光、及び励起エネルギー源２ａの光を３０％以上透過する材料を支持基材１ａとして選定することが好ましい。
次に、実施の形態１に係るガスセンサ素子におけるガス検出の原理を説明する。複数の発光する粒子としては、一方の発光粒子（ドナー）の蛍光スペクトルと、もう一方の発光粒子（アクセプター）の励起スペクトルとの間に重なりがある場合を考える。この場合において、この二つの発光粒子が近接すると、励起エネルギーにより励起したドナーが発光する前に、その励起エネルギーがアクセプターを励起するという挙動が知られている。この挙動をフェルスター共鳴エネルギー移動（ＦＲＥＴ現象）といい、発光するドナー発光粒子とアクセプター発光粒子との距離に依存する。
ここで、ドナー、アクセプターのどちらにも半導体ナノ粒子を用いた場合について説明する。半導体ナノ粒子は、半導体結晶をもつナノサイズの粒子であり、量子サイズ効果により粒子径に応じ、発光スペクトルが変化するという特性をもつ。また、同一の粒子径であっても、材料が異なれば、発光スペクトルが変化するという特性をもつ粒子であり、様々な発光スペクトルを実現することが可能である。
同一粒子径で材料系が異なる場合、材料そのものがもつエネルギーギャップが大きいほうが短波長側に発光を示す。また、同一材料で粒子径が異なる場合、量子サイズ効果により粒子径が小さいほうが短波長側に発光を示し、粒子径が大きいほうが長波長側に発光を示す。短波長側に発光を示す半導体ナノ粒子を半導体ナノ粒子Ａ、長波長側に発光を示す半導体ナノ粒子を半導体ナノ粒子Ｂとすると、半導体ナノ粒子Ａと半導体ナノ粒子Ｂとの間の距離が十分離れた状態では、半導体ナノ粒子Ａと半導体ナノ粒子Ｂとの各発光スペクトルが各発光ピーク強度で表れる。センサ層の厚さに応じて半導体ナノ粒子Ａと半導体ナノ粒子Ｂとの間の距離が所定距離より近接している場合、その距離に応じて、半導体ナノ粒子Ａ、Ｂが励起され、半導体ナノ粒子Ａが発光する前に半導体ナノ粒子Ａから半導体ナノ粒子Ｂへのエネルギー移動が起こり、半導体ナノ粒子Ａから発光されるはずのエネルギーが半導体ナノ粒子Ｂの発光に利用される。結果として、半導体ナノ粒子Ａの発光ピーク強度が減少し、半導体ナノ粒子Ｂの発光ピーク強度が増強して表れる（例えば、図３）。逆に、センサ層が膨潤して半導体ナノ粒子Ａと半導体ナノ粒子Ｂとの間の距離が離間した場合、その距離に応じて、半導体ナノ粒子Ａ、Ｂが励起され、半導体ナノ粒子Ａから半導体ナノ粒子Ｂへのエネルギー移動が近接時よりも減少する。結果として、近接時に比べて半導体ナノ粒子Ａの発光ピーク強度は増加し、半導体ナノ粒子Ｂの発光ピーク強度は減少する（例えば、図４）。
有機色素を用いた場合についても同様の原理である。ＦＲＥＴ現象が生じると短波長側で発光する発光粒子又は色素分子の発光ピーク強度が減少し、長波長側で発光する発光粒子又は色素分子の発光ピーク強度が増強する。ＦＲＥＴ現象を確認しやすくするためには、短波長側の発光ピーク波長と長波長側の発光ピーク波長とは、１０ｎｍ以上離れている方が好ましい。より好ましくは３０ｎｍ以上である。１０ｎｍより発光ピーク波長が近いと両者の発光ピーク波長が重なり、それぞれの発光ピーク強度の変化の検出が困難になる。
このガスセンサ素子では、前述の原理を利用し、第一の発光層１ｂと第二の発光層１ｄの一方をドナー又はアクセプターとして機能する第１の発光粒子で構成し、もう一方をアクセプター又はドナーとして機能する第２の発光粒子で構成し、その層間をセンサ層１ｃで構成している。このように構成することでセンサ層１ｃの膜厚の変化によりドナー発光粒子とアクセプター発光粒子との距離を変化させることができる。センサ層１ｃに検出対象ガスが物理的、化学的に吸着すると、センサ層１ｃが膨潤することでセンサ層１ｃの膜厚が変化し、そのセンサ層１ｃの膜厚の変化に応じ、ＦＲＥＴ現象によりガス検出素子１の発光スペクトルが変化する。そのため、ガスセンサ素子１の発光スペクトルを測定することにより、センサ層１ｃの膜厚増加、つまり検出対象ガスの吸着量へ変換することができ、センサ層１ｃへの検出対象ガスの吸着量は、雰囲気中の検出対象ガス濃度に依存するため、雰囲気中のガス濃度を検出することができる。
＜ガス検出装置＞
次に、図２は、実施の形態１に係るガスセンサ素子１を用いたガス検出装置２の構成を示す概略図である。本実施の形態１に係るガスセンサ素子１を用いたガス検出装置２は、前記ガスセンサ素子１と、ガスセンサ素子１を発光させる励起エネルギー源２ａと、励起エネルギー源２ａによるガスセンサ素子１の発光を受光する受光部２ｂと、によって構成される。
次に、図２は、実施の形態１に係るガスセンサ素子１を用いたガス検出装置２の構成を示す概略図である。本実施の形態１に係るガスセンサ素子１を用いたガス検出装置２は、前記ガスセンサ素子１と、ガスセンサ素子１を発光させる励起エネルギー源２ａと、励起エネルギー源２ａによるガスセンサ素子１の発光を受光する受光部２ｂと、によって構成される。
以下に、このガス検出装置２を構成する部材について説明する。
＜励起エネルギー源＞
励起エネルギー源２ａによってガスセンサ素子１を発光させる。励起エネルギー源２ａとしては、レーザー光源を用いることが可能である。またレーザー光源の代わりとしてＬＥＤ光源などを用いることも可能であるが、この場合はガスセンサ素子１からの発光の検出感度を上げるため、波長カットフィルター等を用い、励起エネルギー源２ａからの光エネルギー２ｃの波長に選択性を持たせることで励起波長の影響を抑制することが好ましい。ガスセンサ素子１の第一の発光層１ｂ又は第二の発光層１ｄのいずれか一方、もしくはその両方に半導体ナノ粒子を用いる場合、半導体ナノ粒子の励起スペクトルの強度は短波長領域において大きいため、励起エネルギー源２ａの波長は２００ｎｍ以上、６００ｎｍ以下であることが好ましい。
なお、図２においては励起エネルギー源２ａがガスセンサ素子１の膜面と角度や距離をつけて配置されているが、この角度や距離は限定されない。
励起エネルギー源２ａによってガスセンサ素子１を発光させる。励起エネルギー源２ａとしては、レーザー光源を用いることが可能である。またレーザー光源の代わりとしてＬＥＤ光源などを用いることも可能であるが、この場合はガスセンサ素子１からの発光の検出感度を上げるため、波長カットフィルター等を用い、励起エネルギー源２ａからの光エネルギー２ｃの波長に選択性を持たせることで励起波長の影響を抑制することが好ましい。ガスセンサ素子１の第一の発光層１ｂ又は第二の発光層１ｄのいずれか一方、もしくはその両方に半導体ナノ粒子を用いる場合、半導体ナノ粒子の励起スペクトルの強度は短波長領域において大きいため、励起エネルギー源２ａの波長は２００ｎｍ以上、６００ｎｍ以下であることが好ましい。
なお、図２においては励起エネルギー源２ａがガスセンサ素子１の膜面と角度や距離をつけて配置されているが、この角度や距離は限定されない。
＜受光部＞
受光部２ｂによって励起エネルギー源２ａによるガスセンサ素子１の発光を受光する。受光部２ｂとしては、集光レンズや光ファイバー等を組み合わせた分光器を用いることが可能である。また、分光器の代わりにガスセンサ素子１からの発光２ｄを分光器や、色度、輝度により解析し、色度や輝度を算出することが可能なＣＣＤ、ＣＭＯＳやイメージセンサなどを用いてもよい。
受光部２ｂによって励起エネルギー源２ａによるガスセンサ素子１の発光を受光する。受光部２ｂとしては、集光レンズや光ファイバー等を組み合わせた分光器を用いることが可能である。また、分光器の代わりにガスセンサ素子１からの発光２ｄを分光器や、色度、輝度により解析し、色度や輝度を算出することが可能なＣＣＤ、ＣＭＯＳやイメージセンサなどを用いてもよい。
＜ガス検出方法＞
次に、実施の形態におけるガス検出方法を説明する。
（１）まず、検出対象ガスとの接触前の状態として、励起エネルギー源２ａによってガスセンサ素子１に光を照射し、ガスセンサ素子１を発光させ、受光部２ｂでガスセンサ素子１の発光状態を記録する。
（２）その後、検出対象ガスをガスセンサ素子１に接触させた後に、再び励起エネルギー源２ａによってガスセンサ素子１に光を照射し、ガスセンサ素子１を発光させ、受光部２ｂでガスセンサ素子１の発光状態を記録する。
（３）検出対象ガスを接触させる前後でのガスセンサ素子１の発光状態を比較することにより、ガスセンサ素子１が検出対象ガスを検出したかどうかを判断することが出来る。
なお、図２において受光部はガス検出装置と正対し、距離をつけて配置されているが、ガスセンサ素子からの発光を検出できるのであれば、その限りではない。
次に、実施の形態におけるガス検出方法を説明する。
（１）まず、検出対象ガスとの接触前の状態として、励起エネルギー源２ａによってガスセンサ素子１に光を照射し、ガスセンサ素子１を発光させ、受光部２ｂでガスセンサ素子１の発光状態を記録する。
（２）その後、検出対象ガスをガスセンサ素子１に接触させた後に、再び励起エネルギー源２ａによってガスセンサ素子１に光を照射し、ガスセンサ素子１を発光させ、受光部２ｂでガスセンサ素子１の発光状態を記録する。
（３）検出対象ガスを接触させる前後でのガスセンサ素子１の発光状態を比較することにより、ガスセンサ素子１が検出対象ガスを検出したかどうかを判断することが出来る。
なお、図２において受光部はガス検出装置と正対し、距離をつけて配置されているが、ガスセンサ素子からの発光を検出できるのであれば、その限りではない。
よって、本実施形態によれば、０．１ｐｐｍ以下の濃度であっても、検出対象ガスをガスセンサ素子１に接触させる前後でセンサ層１ｃの膜厚が変化し、受光部２ｂで測定される第一の発光層１ｂと第二の発光層１ｄの発光スペクトルが変化するため、０．１ｐｐｍ以下のガス濃度を検出できる。
以下、実施例について詳述する。
（実施例１）
以下の製造方法によって、ガスセンサ素子を製造した。
以下の製造方法によって、ガスセンサ素子を製造した。
（ガスセンサ素子の製造方法）
ＰＤＤＡ/ＰＡＡ膜が表面に形成された石英ガラス基板を支持基材１ａとした。以下、支持基材１ａの作製方法を示す。
（１）６．５ｍｍ×１７．５ｍｍ×０．８ｍｍの石英ガラス基板に第一の発光層１ｂの成膜性を付与するため、前記石英ガラス基板をアセトン、メタノールの順で超音波洗浄したのちに、窒素ガスを噴射して乾燥させ、１５０℃に加熱したピラニア溶液（９６％の硫酸と３０％の過酸化水素水溶液の３：１混合溶液）中に９０分間浸漬することによって、基板表面に水酸基を付与した。
（２）その後、前記石英ガラス基板をＬＢＬ法によって、０.８７ｗｔ％のＰＤＤＡ（ポリジアリルジメチルアンモニウムクロライド）水溶液に１０分間浸漬した後に、超純水で洗浄し、光学吸収強度が０．０５になるように超純水で希釈したＰＡＡ（ポリアクリル酸）水溶液に１０分間浸漬してから、再び超純水で洗浄することで前記石英ガラス基板表面にＰＤＤＡ／ＰＡＡ膜を形成させ、ＰＤＤＡ/ＰＡＡ膜が表面に形成された石英ガラス基板を作製した。
ＰＤＤＡ/ＰＡＡ膜が表面に形成された石英ガラス基板を支持基材１ａとした。以下、支持基材１ａの作製方法を示す。
（１）６．５ｍｍ×１７．５ｍｍ×０．８ｍｍの石英ガラス基板に第一の発光層１ｂの成膜性を付与するため、前記石英ガラス基板をアセトン、メタノールの順で超音波洗浄したのちに、窒素ガスを噴射して乾燥させ、１５０℃に加熱したピラニア溶液（９６％の硫酸と３０％の過酸化水素水溶液の３：１混合溶液）中に９０分間浸漬することによって、基板表面に水酸基を付与した。
（２）その後、前記石英ガラス基板をＬＢＬ法によって、０.８７ｗｔ％のＰＤＤＡ（ポリジアリルジメチルアンモニウムクロライド）水溶液に１０分間浸漬した後に、超純水で洗浄し、光学吸収強度が０．０５になるように超純水で希釈したＰＡＡ（ポリアクリル酸）水溶液に１０分間浸漬してから、再び超純水で洗浄することで前記石英ガラス基板表面にＰＤＤＡ／ＰＡＡ膜を形成させ、ＰＤＤＡ/ＰＡＡ膜が表面に形成された石英ガラス基板を作製した。
ＺｎＳｅ半導体ナノ粒子を積層したものを第一の発光層１ｂとした。以下、第一の発光層１ｂの作製方法を示す。
（３）ソルボサーマル合成法により、配位子にＮＡＣ（Ｎ-アセチルＬ-システイン）を用いたＺｎＳｅ半導体ナノ粒子を作製した。この半導体ナノ粒子の発光のピーク波長は３６４ｎｍであり、また配位子の性質よりカチオン性を示す。
（４）ＬＢＬ法によって、前記半導体ナノ粒子を分散させた水溶液中に支持基材１ａを２０分間浸漬した後に、超純水で洗浄することで、支持基材１ａ上に第一の発光層１ｂを成膜した。
（３）ソルボサーマル合成法により、配位子にＮＡＣ（Ｎ-アセチルＬ-システイン）を用いたＺｎＳｅ半導体ナノ粒子を作製した。この半導体ナノ粒子の発光のピーク波長は３６４ｎｍであり、また配位子の性質よりカチオン性を示す。
（４）ＬＢＬ法によって、前記半導体ナノ粒子を分散させた水溶液中に支持基材１ａを２０分間浸漬した後に、超純水で洗浄することで、支持基材１ａ上に第一の発光層１ｂを成膜した。
ＰＤＤＡとＰＡＡを交互に積層したものをセンサ層１ｃとした。以下、センサ層１ｃの作製方法を示す。
（５）支持基材１ａに第一の発光層１ｂの成膜性を付与したときと同様手順で、ＰＤＤＡ、ＰＡＡの順で成膜を繰り返し各５層ずつ第一の発光層１ａの上に成膜した。
（５）支持基材１ａに第一の発光層１ｂの成膜性を付与したときと同様手順で、ＰＤＤＡ、ＰＡＡの順で成膜を繰り返し各５層ずつ第一の発光層１ａの上に成膜した。
ＺｎＳｅ半導体ナノ粒子を積層したものを第二の発光層１ｄとした。以下、第二の発光層１ｄの作製方法を示す。
（６）ソルボサーマル合成法により配位子にＮＡＣ（Ｎ-アセチルＬ-システイン）を用いたＺｎＳｅ半導体ナノ粒子を作製した。なお、このＺｎＳｅ半導体ナノ粒子は第一の発光層１ｂのＺｎＳｅ半導体ナノ粒子作製時に比べ長時間加熱したため、粒径が大きくなり、量子サイズ効果により発光のピーク波長は長波長側へシフトしており、３８５ｎｍであった。
（７）センサ層１ｃには第一の発光層１ｂ同様にＬＢＬ法により成膜した。
（６）ソルボサーマル合成法により配位子にＮＡＣ（Ｎ-アセチルＬ-システイン）を用いたＺｎＳｅ半導体ナノ粒子を作製した。なお、このＺｎＳｅ半導体ナノ粒子は第一の発光層１ｂのＺｎＳｅ半導体ナノ粒子作製時に比べ長時間加熱したため、粒径が大きくなり、量子サイズ効果により発光のピーク波長は長波長側へシフトしており、３８５ｎｍであった。
（７）センサ層１ｃには第一の発光層１ｂ同様にＬＢＬ法により成膜した。
二酸化ケイ素を成膜したものを保護層１eとした。以下、保護層１ｅの作製方法を示す。
（８）一般的なイオンミリング法を応用し、イオン銃の正面に角度を付けて配置した二酸化ケイ素ターゲットをアルゴンイオンによってミリングし、二酸化ケイ素ターゲットのスパッタリング先に第二の発光層１ｄ面を設置することで膜厚が５００ｎｍとなるように成膜した。
（８）一般的なイオンミリング法を応用し、イオン銃の正面に角度を付けて配置した二酸化ケイ素ターゲットをアルゴンイオンによってミリングし、二酸化ケイ素ターゲットのスパッタリング先に第二の発光層１ｄ面を設置することで膜厚が５００ｎｍとなるように成膜した。
（９）開孔部１ｆは保護層１e表面にフォトレジストをスピンコーター法によって成膜し、露光装置やイオンミリング装置を用いることで、Φ１００μｍの円柱状開孔部を格子状に５００μｍピッチで作製し、センサ層１ｃが露出するまで面内垂直方向Ｚに貫通させた。
次に、以下の構成でガス検出装置を製造した。
（ガス検出装置の構成）
発光波長が３００ｎｍのレーザー光源を励起エネルギー源２ａとした。レーザー光源はガスセンサ素子１から５０ｃｍ離れた場所にガスセンサ素子１膜面へのレーザーの入射角が４５°となるように設置した。
受光部２ｂには分光器と集光レンズと光ファイバーを組み合わせたものを用いた。集光レンズはガスセンサ素子１ｃｍから５ｃｍ離れた場所にガスセンサ素子１の膜面に正対するように設置した。
（ガス検出装置の構成）
発光波長が３００ｎｍのレーザー光源を励起エネルギー源２ａとした。レーザー光源はガスセンサ素子１から５０ｃｍ離れた場所にガスセンサ素子１膜面へのレーザーの入射角が４５°となるように設置した。
受光部２ｂには分光器と集光レンズと光ファイバーを組み合わせたものを用いた。集光レンズはガスセンサ素子１ｃｍから５ｃｍ離れた場所にガスセンサ素子１の膜面に正対するように設置した。
（評価方法）
次に、評価方法について具体的に説明する。
ガスセンサ素子１に乾燥窒素ガスと０．００５ｐｐｍのアンモニアガスの混合気体を接触させた際にガスセンサ素子１がアンモニアガスを検出できているか調査するため、前記ガス検出装置２を設置し、前記混合ガスと接触させる前と３０秒間接触させた後のガスセンサ素子の発光スペクトルを測定し、後述のガス濃度指数Ｙを算出した。ガス濃度指数Ｙが０．００５以上の場合はガスを検出できたと判定し、ガス濃度指数が０．００５未満の場合はガスを検出出来ていないと判定した。
次に、評価方法について具体的に説明する。
ガスセンサ素子１に乾燥窒素ガスと０．００５ｐｐｍのアンモニアガスの混合気体を接触させた際にガスセンサ素子１がアンモニアガスを検出できているか調査するため、前記ガス検出装置２を設置し、前記混合ガスと接触させる前と３０秒間接触させた後のガスセンサ素子の発光スペクトルを測定し、後述のガス濃度指数Ｙを算出した。ガス濃度指数Ｙが０．００５以上の場合はガスを検出できたと判定し、ガス濃度指数が０．００５未満の場合はガスを検出出来ていないと判定した。
日本工業製品規格の蛍光光度分析通則（ＪＩＳ Ｋ ０１２０）に準拠した手法で、ガスセンサ素子１に検出対象ガスを接触させた前後のガスセンサ素子１の発光スペクトルを測定し、以下の式（１）に示すガス濃度指数Ｙを算出することで、ガスセンサ素子１によって検出対象ガスを検出できたかどうか調査した。なお、Ｉ１、Ｉ２はそれぞれ図３に示すように、検出対象ガス接触前のガスセンサ素子１の低波長側のピーク波長における発光強度、長波長側のピーク波長における発光強度である。また、Ｉ１’、Ｉ２’は、それぞれ図４に示すように、検出対象ガス接触後におけるガスセンサ素子の低波長側のピーク波長における発光強度、長波長側のピーク波長における発光強度である。実施例及び比較例における条件及びガス濃度指数Ｙの算出結果を図５の表１に示す。
（比較例１）
開孔部１ｆを有していないこと以外は、実施例と同様にガスセンサ素子１の発光スペクトルを測定し、ガス濃度指数Ｙを算出した。その結果を図５の表１に示す。
実施例１及び比較例１より、開孔部１ｆを有していない場合はセンサ層１ｃで検出対象ガスを吸着することが出来ないため、ガスセンサ素子１が０．００５ｐｐｍのガス検出を出来ないことが明らかとなった。
開孔部１ｆを有していないこと以外は、実施例と同様にガスセンサ素子１の発光スペクトルを測定し、ガス濃度指数Ｙを算出した。その結果を図５の表１に示す。
実施例１及び比較例１より、開孔部１ｆを有していない場合はセンサ層１ｃで検出対象ガスを吸着することが出来ないため、ガスセンサ素子１が０．００５ｐｐｍのガス検出を出来ないことが明らかとなった。
（比較例２）
センサ層１ｃにＰＤＤＡとＰＡＡを用い、ＬＢＬ法によりＰＤＤＡ、ＰＡＡの順で各１層ずつ前記第一の発光層１ｂの上に成膜したこと以外は、実施例と同様にガスセンサ素子１の発光スペクトルを測定し、ガス濃度指数Ｙを算出した。その結果を図５の表１に示す。
実施例１及び比較例２より、センサ層１ｃの膜厚が１ｎｍ未満の場合、センサ層１ｃで検出対象ガスを十分に吸着することが出来ず、センサ層１ｃの膜厚が十分に変化しないため、ガスセンサ素子１が０．００５ｐｐｍのガス検出を出来ないことが明らかとなった。
センサ層１ｃにＰＤＤＡとＰＡＡを用い、ＬＢＬ法によりＰＤＤＡ、ＰＡＡの順で各１層ずつ前記第一の発光層１ｂの上に成膜したこと以外は、実施例と同様にガスセンサ素子１の発光スペクトルを測定し、ガス濃度指数Ｙを算出した。その結果を図５の表１に示す。
実施例１及び比較例２より、センサ層１ｃの膜厚が１ｎｍ未満の場合、センサ層１ｃで検出対象ガスを十分に吸着することが出来ず、センサ層１ｃの膜厚が十分に変化しないため、ガスセンサ素子１が０．００５ｐｐｍのガス検出を出来ないことが明らかとなった。
（比較例３）
センサ層１ｃにＰＤＤＡとＰＡＡを用い、ＬＢＬ法によりＰＤＤＡ、ＰＡＡの順で各２５層ずつ前記第一の発光層の上に成膜したこと以外は、実施例と同様にガスセンサ素子１の発光スペクトルを測定し、ガス濃度指数Ｙを算出した。その結果を図５の表１に示す。
実施例１及び比較例３より、センサ層１ｃの膜厚が１００ｎｍ以上の場合、センサ層１ｃで検出対象ガス吸着した前後でＦＲＥＴ現象による発光スペクトルの変化がないため、ガスセンサ素子１が０．００５ｐｐｍのガス検出を出来ないことが明らかとなった。
センサ層１ｃにＰＤＤＡとＰＡＡを用い、ＬＢＬ法によりＰＤＤＡ、ＰＡＡの順で各２５層ずつ前記第一の発光層の上に成膜したこと以外は、実施例と同様にガスセンサ素子１の発光スペクトルを測定し、ガス濃度指数Ｙを算出した。その結果を図５の表１に示す。
実施例１及び比較例３より、センサ層１ｃの膜厚が１００ｎｍ以上の場合、センサ層１ｃで検出対象ガス吸着した前後でＦＲＥＴ現象による発光スペクトルの変化がないため、ガスセンサ素子１が０．００５ｐｐｍのガス検出を出来ないことが明らかとなった。
（比較例４）
第一の発光層１ｂを構成する粒子に、ソルボサーマル合成法により作製した発光のピーク波長が３８０ｎｍであるＺｎＳｅ半導体ナノ粒子を用いたこと以外は、実施例と同様にガスセンサ素子１の発光スペクトルを測定した。その結果、短波長側の発光と長波長側の発光とが重なったため、それぞれの発光のピークを区別することが出来ず、ガス濃度指数Ｙを算出できなかった。実施例１及び比較例４より、第二の発光層１ｄの発光のピーク波長は第一の発光層１ｂの発光のピーク波長と少なくとも１０ｎｍ以上異なっていなければ、ガスセンサ素子１が０．００５ｐｐｍのガス検出を出来ないことが明らかとなった。
第一の発光層１ｂを構成する粒子に、ソルボサーマル合成法により作製した発光のピーク波長が３８０ｎｍであるＺｎＳｅ半導体ナノ粒子を用いたこと以外は、実施例と同様にガスセンサ素子１の発光スペクトルを測定した。その結果、短波長側の発光と長波長側の発光とが重なったため、それぞれの発光のピークを区別することが出来ず、ガス濃度指数Ｙを算出できなかった。実施例１及び比較例４より、第二の発光層１ｄの発光のピーク波長は第一の発光層１ｂの発光のピーク波長と少なくとも１０ｎｍ以上異なっていなければ、ガスセンサ素子１が０．００５ｐｐｍのガス検出を出来ないことが明らかとなった。
ゆえに、ガスセンサ素子１は保護層１ｅから少なくともセンサ層１ｃが露出するまで貫通する開孔部を有し、センサ層１ｃの膜厚が１ｎｍ以上、１００ｎｍ以下であり、第一の発光層１ｂと第二の発光層１ｄの発光のピーク波長が１０ｎｍ以上離れている場合に、０．００５ｐｐｍ以上のガス検出が可能であることが明らかとなった。
なお、本開示においては、前述した様々な実施の形態及び／又は実施例のうちの任意の実施の形態及び／又は実施例を適宜組み合わせることを含むものであり、それぞれの実施の形態及び／又は実施例が有する効果を奏することができる。
本発明に係るガスセンサ素子及びガスセンサ素子を用いたガス検出装置によれば、０．１ｐｐｍ以下のガスを検出することが可能となる。また、センサ層にガスの種類によるガス吸着性の選択性を付与することにより、０．１ｐｐｍ以下の低濃度である燃焼性ガス、毒性ガス、及び匂いの原因となる分子を区別して検出することが出来る可能性がある。
１ ガスセンサ素子
１ａ 支持基材
１ｂ 第一の発光層
１ｃ センサ層
１ｄ 第二の発光層
１ｅ 保護層
１ｆ 開孔部
２ ガス検出装置
２ａ 励起エネルギー源
２ｂ 受光部
２ｃ 光エネルギー
２ｄ 発光
１ａ 支持基材
１ｂ 第一の発光層
１ｃ センサ層
１ｄ 第二の発光層
１ｅ 保護層
１ｆ 開孔部
２ ガス検出装置
２ａ 励起エネルギー源
２ｂ 受光部
２ｃ 光エネルギー
２ｄ 発光
Claims (5)
- 支持基材と、
前記支持基材の上に設けられ、第１のピーク波長で発光する第１の発光粒子を含む第一の発光層と、
前記第一の発光層の上に設けられ、ガス分子を吸着するセンサ層と、
前記センサ層の上に設けられ、前記第１のピーク波長と異なる第２のピーク波長で発光する第２の発光粒子を含む第二の発光層と、
前記第二の発光層の上に設けられた保護層と、
が順に積層された積層構造を有し、
前記積層構造の一部、もしくは全てを貫通する開孔部を有する、ガスセンサ素子。 - 前記開孔部は、前記保護層から少なくとも前記センサ層が露出するまで貫通する、請求項１に記載のガスセンサ素子。
- 前記センサ層は、膜厚が１ｎｍ以上、１００ｎｍ以下である、請求項１又は２に記載のガスセンサ素子。
- 前記第二の発光層に含まれる前記第２の発光粒子は、日本工業製品規格の蛍光光度分析通則（ＪＩＳ Ｋ ０１２０）に準拠した手法で測定した発光の前記第２のピーク波長が前記第一の発光層に含まれる前記第１の発光粒子の発光の前記第１のピーク波長と少なくとも１０ｎｍ以上異なる、請求項１から３のいずれか一項に記載のガスセンサ素子。
- 請求項１から４の何れか一項に記載の前記ガスセンサ素子と、
前記ガスセンサ素子を発光させる励起エネルギー源と、
前記励起エネルギー源による前記ガスセンサ素子の発光を受光する受光部と、
を備える、ガス検出装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020098708A JP2021192017A (ja) | 2020-06-05 | 2020-06-05 | ガスセンサ素子及びそれを用いたガス検出装置 |
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| CN202110596592.8A CN113758907A (zh) | 2020-06-05 | 2021-05-28 | 气体传感器元件及使用其的气体检测装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2020098708A JP2021192017A (ja) | 2020-06-05 | 2020-06-05 | ガスセンサ素子及びそれを用いたガス検出装置 |
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|---|---|
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2020098708A Pending JP2021192017A (ja) | 2020-06-05 | 2020-06-05 | ガスセンサ素子及びそれを用いたガス検出装置 |
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|---|---|
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| JP (1) | JP2021192017A (ja) |
| CN (1) | CN113758907A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022219973A1 (ja) * | 2021-04-14 | 2022-10-20 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 変位センサ、および変位センサを用いた変位測定システム |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8525129B2 (en) * | 2007-12-17 | 2013-09-03 | Stichting Imec Nederland | Gas sensing device |
| CN104122320A (zh) * | 2014-07-11 | 2014-10-29 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种气体检测传感器件、显示面板及显示装置 |
-
2020
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2021
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|---|---|---|---|---|
| WO2022219973A1 (ja) * | 2021-04-14 | 2022-10-20 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 変位センサ、および変位センサを用いた変位測定システム |
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| US20210381981A1 (en) | 2021-12-09 |
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