[发明专利]纳米结构体阵列、氢检测用元件及氢检测装置

说明书

本发明涉及纳米结构体阵列、氢检测用元件及氢检测装置。纳米结构体阵列，其具备基体、和形成于该基体上的纳米结构体，且所述纳米结构体阵列排列有多个上述纳米结构体，上述纳米结构体由存在表面等离振子、且具有吸藏及释放氢的性质的金属形成，上述基体由与氢反应而从导体可逆地向电介质变化的氢响应性材料形成，通过入射至上述纳米结构体的光而发生表面等离振子共振。

技术领域

本发明涉及纳米结构体阵列、氢检测用元件及氢检测装置。

本申请基于2019年2月20日在日本提出申请的、日本特愿2019-028846号主张优先权，将其内容援引至本文中。

背景技术

近年来，作为主要的下一代能源，氢的利用备受关注。另一方面，氢为可燃性高的气体，为了安全地使用，在泄露时需要迅速地检测。

其中，由于安全上的顾虑、对氢的社会认知度低，在以氢为基础的产业的推进中，开发可靠性尤其高的氢检测技术成为最重要的课题之一。

作为以往的氢检测手段，接触燃烧方式、半导体方式正被大量使用。另外，除这些方式以外，传感器部全部由光学系统构成的氢检测的方式也正被研究。

例如，专利文献1中记载了下述技术：使用氢感应调光镜，通过对其氢化所伴随的光的反射率、透射率的变化进行检测，从而对氢进行检测。

另外，专利文献2中记载了下述技术：利用作为氢吸藏金属的钯的薄膜中形成周期性开口而构成的表面等离振子共振元件，通过对其氢吸藏所伴随的光频率特性的变化进行检测，从而对氢进行检测。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-265590号公报

专利文献2：国际公开第2011/027899号

发明内容

然而，在上述这样的现有技术中，氢相对于氢吸藏金属的吸藏释放需要花费时间，在氢的响应速度方面存在问题。另外，就上述的现有技术而言，在氢的检测灵敏度方面也存在进一步的要求。

本发明是鉴于上述情况而作出的，课题在于提供对氢的响应迅速、且氢的检测灵敏度得以提高的氢检测用元件及氢检测装置、以及对其而言有用的纳米结构体阵列。

为了解决上述的课题，本发明采用以下的构成。

即，本发明的第1方式为纳米结构体阵列，其特征在于，具备基体、和形成于该基体上的纳米结构体，且所述纳米结构体阵列排列有多个上述纳米结构体，上述纳米结构体由存在表面等离振子、且具有吸藏及释放氢的性质的金属形成，上述基体由与氢反应而从导体可逆地向电介质变化的氢响应性材料形成，通过入射至上述纳米结构体的光而发生表面等离振子共振。

本发明的第2方式为氢检测用元件，其特征在于，为基于表面等离振子共振来检测氢的氢检测用元件，其在基材上具备上述本发明的第1方式涉及的纳米结构体阵列。

本发明的第3方式为氢检测装置，其特征在于，具备：上述本发明的第2方式涉及的氢检测用元件；能够对上述氢检测用元件发射光的光源部；对经由上述氢检测用元件的上述光进行接收的受光部；和基于上述受光部的受光结果来检测氢的检测部。

根据本发明，能够提供对氢的响应迅速、且氢的检测灵敏度得以提高的氢检测用元件及氢检测装置、以及对其而言有用的纳米结构体阵列。

附图说明

[图1]为示出本实施方式的氢检测装置的概略构成的图。

[图2]为示出氢检测用元件的一个实施方式的概略截面图。

[图3]为示出纳米结构体阵列的一个实施方式的立体图。