辻 俊宏

半導体製造工場で用いられるステンレス配管や高純度ガスのボンベおよび真空機器のチャンバの内面は大気中で吸着した水分を迅速に脱離させるために研磨加工が施される。その効果を検証するために必要な水分センサは、既存技術(鏡面冷却式、静電容量式など)において濃度10ppm程度までは測定可能であるが、製品の歩留まりに影響する濃度1ppmにおいては測定に半日以上を必要とし測定値の信頼性も低い。この状況でボールSAW(surface acoustic wave)微量水分センサは1ppmを1分で測定することができた。本研究ではこのセンサを用いたステンレス鋼の表面加工処理状態の評価を試みる。

ボールSAWセンサによる高感度な測定の高温ガス測定への適用を目指して高精度な素子の開発を行う。

生活空間、生産現場、交通機関などでは、多くの種類の危険• 有害ガスがあるため、これを数ppb の感度で迅速に測定して警報を発信するセンシング技術が求められています。これまで、これに応える技術として可搬型のガスクロマトグラフ（GC）が開発されてきましたが、ポケットに収納でき、個人が日常生活で使用できる携帯型のGC はまだ実現していません。本研究では、弾性表面波(SAW)センサを100倍高感度化したボールSAWセンサをGC の検出器として用い、GC のカラムが果たしてきたガスの選択性をセンサが分担する新しい分子計測法を開発して、MEMS で作製する小型のカラムやガス捕集器の機能を実効的に向上することで、ポケットに収納でき個人が日常生活で使用できる携帯型のGC を実現するとともに、計測データをセンサネットワークに発信する技術を開発します。

超音波原子間力顕微鏡による力学特性評価技術の高度化を目的として、高精度な共振周波数測定のための妨害振動抑制法を開発した。そして材料ナノ組織として強誘電体分域構造に適用した結果を報告した。

模擬閉口き裂試験体の製作、非線形超音波フェーズドアレイ装置による模擬試験体の計測及び評価、測定データの検証

水素と酸素の反応により電気エネルギーを取り出し、熱も利用できる水素燃料電池は、総合科学技術会議の重点分野推進戦略専門調査会によってエネルギー問題解決の切り札 に挙げられており、家庭や自動車へ急速に普及し2010 年の市場規模は4011 億円と推定されている。ここで水素ガスセンサは、使用環境の安全を守る漏れ検知センサと高効率運転に必要な濃度センサとして、燃料電池実用化の鍵を握る。しかし現在のセンサには必要とされる性能をすべて満たすものがなく、国内外で様々な課題につき積極的に研究が展開されている。以上のような状況にあるため、将来の水素社会における戦略的技術を確保するには基盤となるセンサ技術を確立することが必要である。そこで本研究では、応答が速く、広い濃度範囲を持つ水素ガスセンサの基盤技術確立を目的とする。ここでは、提案機関が発見した球の大円を回折損失な しに何度も周回する弾性表面波のコリメートビームを用い、水晶球の周囲にパラジウムを感応膜として製膜した部分に、弾性表面波を50 回以上繰り返し伝搬させることにより、応答を増幅して高感度なセンサを実現する。この結果、感応膜を薄くすることが可能となり、応答速度が向上する。さらに合金化により耐久性を向上して、加熱が不要で濃度範囲10 ppms 10%をカバーできる水素ガスセンサの可能性を実証する。