ＳｎＯ2　ガスセンサーとは？


（'９９年度 松下　大）

半導体表面へのガス分子の吸着や反応は、半導体の電気的性質の変化を引き起こす。 これをガスの検出や定量に用いるのが半導体ガスセンサーである。ガス検出方式には 色々あるが、小型普及型のガスセンサーとしては電気抵抗式のものが実用性にもっとも 優れている。ＳｎＯ2　ガスセンサーはこの方式の代表であり、可燃性ガス警報器 などとして多用されている。ガス検出感度が高く、微量のＣＯやＨ2Ｓなどの測定にも 用いられるのが特徴である。材料としてみたとき、ＳｎＯ2　は空気中で安定で かつ電子移動度の大きなｎ形酸化物半導体であり、これがガスセンサーとしての優れた特性 をもたらしている。

動作原理：ＳｎＯ2　薄膜を作ると、ｎ形半導体であるから、キャリヤとして 電子を含んでいる。この薄膜の表面に酸化性のガスが吸着 すると薄膜表面から電子が奪われ、キャリヤ濃度が減少するために抵抗値が大きくなる。 逆に還元性のガスが吸着するとガスから表面に電子が移動し、ガスは正イオンとなるが、 表面のキャリヤ濃度が大きくなり、抵抗値は小さくなる。この抵抗値の変化でガスの検出を行う。 この抵抗の変化はガスの吸着する表面だけで生じるため、ＳｎＯ2　の表面積を大きく すると感度が大きくなる。このため薄膜とし、また表面の凸凹が大きくなるよう、焼結材料が 用いられることが多い。

ｎ型 半導体（キャリヤは電子）のガス吸着に伴う電気抵抗の変化


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