“采用压电性来确保氢传感器的灵敏度”

大阪大学的团队发明了用于制造能够应对氢气存在的高精度传感装置的新技术。 通过仔细控制金属纳米粒子在硅表面的堆积，可以制作能够从电流变化中检测出低水平氢的传感器。 作为向氢类燃料转换的一环，这项研究可能具有重要的好处。 氢燃料为未来的零排放汽车提供动力，有助于对抗人为的气候变化。

为了制造氢传感器，在硅基板上堆积了金属钯。 堆积的钯在基板上形成纳米粒子，它们像微小的岛状物一样是良好的导电体，但由于不形成连接的互联网，因此流过该装置的电流非常小。

但是，氢原子存在后，会被钯纳米粒子吸收，纳米粒子的体积增加，架起岛间的间隙。 最终，在形成完全连接的路径的同时，电子可以以更小的电阻流动。 这样，即使氢浓度略有变化，也可以使器件非常敏锐，因此会导致电流的大幅增加。

大阪的研究者必须克服的一大挑战是首先正确控制岛间的差距。 如果沉积时间太短，纳米粒子之间的间隙太大，即使存在氢气也不会桥接。 相反，如果沉积时间过长，即使在加入氢之前，纳米粒子也会自身形成连接互联网。 为了优化传感器的响应，研究小组开发了一种监测和控制被称为压电共振的钯沉积的新方法。

资深作者hirotsugu ogi博士解释说，手表中的石英晶体之类的压电材料可以根据施加的电压以非常特定的频率振动。 这里，设定为在金属纳米粒子的堆积中，一枚压电铌酸锂在样品下振动。 压电振动在样品周围产生电场，将依赖于钯的互联网连接的电流感应到设备上。

而且，振动的衰减随连通性而变化。 这是因为，通过听到压电材料的声音(测量衰减)，可以监视连接性。

通过采用压电共振法优化沉积时间，得到的氢气传感器的灵敏度是以前的12倍，第一作者nobutomo nakamura博士说。 这些设备可能代表着向与氢气相关的更清洁的能源的未来迈出的一步。

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