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Freestanding sensitive gas sensor with an anodic film

Research Project

Project/Area Number 18K04245
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 21050:Electric and electronic materials-related
Research InstitutionTokyo University of Technology

Principal Investigator

Yasuo Kimura  東京工科大学, 工学部, 教授 (40312673)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 庭野 道夫  東北福祉大学, 感性福祉研究所, 教授 (20134075)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywords酸化チタンナノチューブ / ガスセンサ / 集積化 / 陽極酸化 / ナノ構造 / 酸化物半導体 / 酸化チタン / ナノチューブ / TNT
Outline of Final Research Achievements

It is well-known that anodization forms an anodic titanium oxide nanotube (TNT) film with homogeneous the diameter and the period. We have developed a new hybrid process between anodization processes for fabrication of integrated TNT gas sensors. and semiconductor microfabrication techniques. In this study, I have proposed cell-free local anodization processes without a solution cell. We demonstrated that the arrangement of a counter electrode around a titanium microwire as a working electrode allows to separately anodize the titanium microwires under different conditions to form different TNT on a chip in structures, leading to integration of different sensors in properties on a chip.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

陽極酸化によって均一なナノ構造を有するTNTが形成されることはよく知られているが、それを現実的な電子デバイスへの昇華させるためには、その特徴を生かした作製プロセスを確立することが重要であり、本研究において、セルフリー局所陽極酸化がそれに適合していることを示したことは工学的に大きな知見であり、集積化ガスセンサは、体臭もしくは呼気から病気の早期発見できる可能性があり、その進展は社会的にも重要である。また、作用極の周囲を対極で囲み込む構造により、数十Vの陽極酸化電圧を遮蔽できることを示したことは、微細電極を使用するようなマイクロ電気化学の分野においても重要な知見であると考えられる。

Report

(4 results)
  • 2020 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2020 2019 2018

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (7 results)

  • [Journal Article] Response characteristics of a highly sensitive gas sensor using a titaniumoxide nanotubefilm decorated with platinum nanoparticles2020

    • Author(s)
      Hiroyuki Abe, Yasuo Kimura, Teng Ma, Daisuke Tadaki, Ayumi Hirano-Iwata and Michio Niwano
    • Journal Title

      Sensors and Actuators B

      Volume: 321 Pages: 128525-128525

    • DOI

      10.1016/j.snb.2020.128525

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Journal Article] In Situ Infrared Observation of a Photo-Decomposition Process of Organic Contaminants on a TiO2 Nanotube Film Surface2019

    • Author(s)
      Teng Ma, Yasuo Kimura, Daisuke Tadaki, Ayumi Hirano-Iwata and Michio Niwano
    • Journal Title

      J. Electrochem. Soc.

      Volume: 166

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  • [Journal Article] 局所陽極酸化による構造の異なる酸化チタンナノチューブの同一基板上への形成2019

    • Author(s)
      市村 鳳規、田口 登生、阿部 宏之、馬 騰、但木 大介、平野 愛弓、木村 康男、庭野道夫
    • Journal Title

      電子情報通信学会技術研究報告

      Volume: 119 Pages: 65-68

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  • [Journal Article] 分光法と新規デバイスの開発2019

    • Author(s)
      木村 康男
    • Journal Title

      信学技報

      Volume: CPM2018-112 Pages: 49-52

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      阿部 宏之, 岩田 一樹, 馬 騰, 但木 大介, 平野 愛弓, 木村 康男, 庭野 道夫
    • Organizer
      第37回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム
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      市村 鳳規、田口 登生、阿部 宏之、馬 騰、但木 大介、平野 愛弓、木村 康男、庭野道夫
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      電子情報通信学会CPM若手研究会
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      木村 康男、阿部 宏之、馬 騰、但木 大介、平野 愛弓、庭野 道夫
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      2020年第67回応用物理学会春季学術講演会
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      馬騰,木村康男,平野愛弓,庭野道夫
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      電子情報通信学会CPM若手研究会
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      阿部 宏之,馬 騰,但木 大介,平野 愛弓,木村 康男,庭野 道夫
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      平成31年電気学会全国大会
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  • [Presentation] 酸化チタンナノチューブ型高感度ガスセンサの開発2018

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      阿部 宏之,馬 騰,但木 大介,平野 愛弓,木村 康男,庭野 道夫
    • Organizer
      第65回応用物理学会春季学術講演会
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      2018 Research-status Report

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Published: 2018-04-23   Modified: 2022-01-27  

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