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Stretchable photodetector fabricated by wet-process and its application toward imaging system

Research Project

Project/Area Number 19H02199
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 21060:Electron device and electronic equipment-related
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

Araki Teppei  大阪大学, 産業科学研究所, 助教 (10749518)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 和泉 慎太郎  神戸大学, システム情報学研究科, 准教授 (60621646)
河野 行雄  中央大学, 理工学部, 教授 (90334250)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2020: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
Fiscal Year 2019: ¥7,410,000 (Direct Cost: ¥5,700,000、Indirect Cost: ¥1,710,000)
Keywordsフレキブルエレクトロニクス / 光センサ / ストレッチャブル配線 / 印刷配線板 / フレキシブルエレクトロニクス
Outline of Research at the Start

金属ナノワイヤ(金属NW)やカーボンナノチューブ(CNT)は、湿式プロセスへ高い適合性を示しながら、高いアスペクト比の1次元形状であるため従来では達成しえなかった機械的柔軟性を示す機能性デバイスを実現可能である。本研究では、「金属NW電極とCNTを用いたストレッチャブル光センサ素子の塗布形成とイメージングシステムへの応用」という目標を掲げ、ナノ材料間で生じる電荷輸送の基礎的理解を行い、高性能・高機能な光センサ素子の創出を試みる。

Outline of Final Research Achievements

Metallic nanomaterials and carbon nanotubes can realize functional devices that exhibit mechanical flexibility previously unattainable due to the specificity of nanomaterials while showing a high degree of compatibility with wet processes. With the goal of "wet process formation of stretchable light sensor elements using nanomaterials and applying them to imaging systems," this study attempted to create high-performance and highly functional light sensor elements by gaining a fundamental understanding of charge transport occurring between nanomaterials. As a result, we constructed a wet process-based sensor sheet with stretchable wiring and a multi-channel light sensor, and furthermore, established an imaging system and investigated its practical feasibility.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では柔らかく伸びる光センサシートを開発し、貼り付けるだけで多様な水質(温度、イオン、位置・流れなど)を非破壊で可視化するためのシステムを構築した。植物や塩ビパイプ、ゴムチューブなど柔らかい素材の液体配管にぴったりと貼り付けることができ、配管の膨張・収縮・曲げ等の変形に対しても安定して追従可能である。さらに、塗布技術により作製される光センサシートは、大面積かつ高コスト効率な製造プロセスへの応用が期待できる。つまり、従来の液質検査で行われていた化学的前処理を必要とせず、ユーザー技量を問わない簡便なオンサイト評価法や、ユビキタスな検査システムの構築などに資する基盤技術が確立された。

Report

(2 results)
  • 2021 Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Annual Research Report
  • Research Products

    (37 results)

All 2021 2020

All Journal Article (9 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 8 results,  Open Access: 4 results) Presentation (28 results) (of which Int'l Joint Research: 8 results,  Invited: 6 results)

  • [Journal Article] Development of a Sheet-type Magnetic Sensor System Using Flexible Organic Thin-film Transistors2021

    • Author(s)
      UEMURA Takafumi、KONDO Masaya、SUGIYAMA Masahiro、NAMBA Naoko、INOUE Yumi、AKIYAMA Mihoko、YOSHIMOTO Shusuke、NODA Yuki、ARAKI Teppei、SEKITANI Tsuyoshi
    • Journal Title

      Vacuum and Surface Science

      Volume: 64 Issue: 1 Pages: 22-27

    • DOI

      10.1380/vss.64.22

    • NAID

      130007967046

    • ISSN
      2433-5835, 2433-5843
    • Year and Date
      2021-01-10
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    • Author(s)
      Daichi Suzuki, Kou Li, Koji Ishibashi, and Yukio Kawano
    • Journal Title

      Advanced Functional Materials

      Volume: 31 Issue: 14 Pages: 2008931-2008931

    • DOI

      10.1002/adfm.202008931

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      Toshio Sugaya and Yukio Kawano
    • Journal Title

      Sensors

      Volume: 21 Issue: 4 Pages: 1419-1419

    • DOI

      10.3390/s21041419

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    • Author(s)
      Kou Li, Daichi Suzuki, and Yukio Kawano
    • Journal Title

      Advanced Photonics Research

      Volume: 2 Issue: 3 Pages: 2000095-2000095

    • DOI

      10.1002/adpr.202000095

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      D. Suzuki, T. Okamoto, J. Li, Y. Ito, T. Fujita, Y. Kawano
    • Journal Title

      Carbon

      Volume: 173 Pages: 403-409

    • DOI

      10.1016/j.carbon.2020.10.059

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      Volume: E103.B Issue: 6 Pages: 645-652

    • DOI

      10.1587/transcom.2019HMP0002

    • NAID

      130007850039

    • ISSN
      0916-8516, 1745-1345
    • Year and Date
      2020-06-01
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      Araki Teppei、Bongartz Lukas M、Kaiju Taro、Takemoto Ashuya、Tsuruta Shuichi、Uemura Takafumi、Sekitani Tsuyoshi
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      Flexible and Printed Electronics

      Volume: 5 Issue: 4 Pages: 043002-043002

    • DOI

      10.1088/2058-8585/abc3ca

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      Ashuya Takemoto, Teppei Araki, Takafumi Uemura, Yuki Noda, Shusuke Yoshimoto, Shintaro Izumi, Shuichi Tsuruta, and Tsuyoshi Sekitani
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      Volume: 2 Issue: 11 Pages: 2070105-2070105

    • DOI

      10.1002/aisy.202000093

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      河野行雄
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      Volume: 49 Pages: 501-507

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      荒木徹平,竹本明寿也,笠井夕子, 栗平直子,根津俊一,飯田博一,植村隆文,関谷毅
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      西村和也, 荒木徹平, 竹本明寿也, 桐山一輝, 秋山実邦子, 笠井夕子, 栗平直子, 植村隆文, 関谷毅
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      荒木 徹平,吉本 秀輔,植村 隆文,栗平 直子,笠井 夕子,宮崎 愛子,根津 俊一,飯田 博一,関谷 毅
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      卯滝崚伍、李恒、孫美玲、和田翔太、河野行雄
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      Shota Wada, Kou Li, Meilling Sun, Ryogo Utaki, Yukio Kawano
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      古川智也、李恒、河野行雄
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Published: 2019-04-18   Modified: 2023-12-25  

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