[發明專利]氫傳感器、燃料電池汽車以及氫檢測方法

有效

• 申請號: 201710082993.5
• 申請日: 2017-02-16
• 公開（公告）號: CN107202816B
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 本間運也;魏志強
• 申請（專利權）人: 新唐科技日本株式會社
• 主分類號: G01N27/00
• 分類號: G01N27/00;G01N27/04
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 劉鳳嶺;陳建全

1.一種氫傳感器，其具有：

第1電極；

由具有由包含氫原子的氣體分子離解出氫原子的催化作用的材料構成的第2電極；

金屬氧化物層，其配置于所述第1電極和所述第2電極之間，其包括塊狀區域、和被所述塊狀區域包圍且具有比所述塊狀區域大的氧缺位度的局部區域；

第1絕緣膜，其覆蓋所述第1電極、所述第2電極以及所述金屬氧化物層，且具有達到所述第2電極的開口；以及

第2絕緣膜，其在所述開口內與所述第2電極接觸；

所述第1電極、所述金屬氧化物層以及所述第2電極從下至上依次層疊，

所述局部區域的上表面以及所述塊狀區域的上表面與所述第2電極直接接觸；

所謂氧缺位度，是指該金屬氧化物中的氧的不足量相對于由與該金屬氧化物相同的元素構成的化學計量組成的氧化物中的氧量的比例，在此，所謂氧的不足量，是指從化學計量組成的金屬氧化物中的氧量中減去該金屬氧化物中的氧量所得到的值。

2.根據權利要求1所述的氫傳感器，其中，

所述第2絕緣膜的膜厚比所述第1絕緣膜的膜厚薄；

所述第2絕緣膜進一步與所述第1絕緣膜的主面、和所述開口的內周面接觸。

3.根據權利要求1所述的氫傳感器，其中，從垂直于所述第2電極的主面的方向上看，所述局部區域位于所述開口的內側。

4.根據權利要求1所述的氫傳感器，其中，

所述第2絕緣膜選擇性地透過氫分子；

規定量的氫分子透過所述第2絕緣膜而與所述第2電極接觸時，所述第1電極和所述第2電極之間的電阻值降低。

5.根據權利要求4所述的氫傳感器，其中，所述第2絕緣膜為硅氧化膜。

6.根據權利要求5所述的氫傳感器，其中，所述硅氧化膜的膜厚為8.5nm以下。

7.根據權利要求6所述的氫傳感器，其中，所述硅氧化膜的膜厚為0.5nm以上。

8.根據權利要求1～7中任一項所述的氫傳感器，其中，所述第2絕緣膜為硅氧化膜、硅氮化膜、硅氮氧化膜或者氧化鋁膜。

9.根據權利要求1～7中任一項所述的氫傳感器，其中，所述金屬氧化物層具有：

第1金屬氧化物層，其與第1電極接觸；以及

第2金屬氧化物層，其與第2電極接觸；

在所述局部區域的形成之前，所述第2金屬氧化物層的氧缺位度比所述第1金屬氧化物層的氧缺位度小；

其中，所述局部區域與所述第2電極接觸，且貫通所述第2金屬氧化物層。

10.根據權利要求1～7中任一項所述的氫傳感器，其中，所述第2電極具有由氫分子離解出氫原子的催化作用。

11.根據權利要求10所述的氫傳感器，其中，所述第2電極含有鉑或者鈀。

12.根據權利要求1～7中任一項所述的氫傳感器，其中，所述金屬氧化物層含有選自過渡金屬氧化物以及鋁氧化物之中的至少1種。

13.根據權利要求12所述的氫傳感器，其中，所述金屬氧化物層含有選自鉭氧化物、鉿氧化物、鋯氧化物以及鋁氧化物之中的至少1種。

14.根據權利要求1～7中任一項所述的氫傳感器，其中，所述金屬氧化物層的電阻值基于在所述第1電極和所述第2電極之間施加的電壓而可逆地發生轉變。

15.根據權利要求1～7中任一項所述的氫傳感器，其中，所述第1絕緣膜和所述第2絕緣膜由相同的材料構成。