マグネシウム合金を用いた表面弾性波型小型高感度水素ガスセンサーの開発

研究課題

研究責任者	大口裕之東北大学, 工学研究科ナノメカニクス専攻, 准教授
研究期間 (年度)	2012 – 2013
合計額	1,677,000円
概要	本研究では、水素に対して選択的に反応するPdとMg合金の多層膜を構成要素に持つ表面弾性波(SAW)素子の、共振周波数変化に基づく新規水素ガスセンサーの開発を目指した。そこではじめにSAW発生装置であるAl製櫛歯電極を、LiNbO3単結晶圧電基板上に形成した。次に一対の対向する櫛歯電極間にMg合金の中で最も水素ガスとの反応による重量変化の大きなMg薄膜を堆積したのち、Mgの酸化による水素反応性低下を抑止するため水素ガス透過性を持つPd薄膜で表面を被覆した。以上の方法により得られたSAW素子における共振周波数を、独自開発した真空装置を用いて評価したところ、Pd/Mg薄膜位置で起こる変化に対してSAW素子が共振周波数を敏感に変化させることが明らかになったが、Mgが酸化しており水素化に伴う共振周波数変化を観察することはできなかった。なお今回別途行った実験においてMgの水素化に伴う抵抗変化が確認されたことから、この抵抗変化に基づく水素ガスセンサーが開発できる可能性が示唆された。