Room Temperature CO Sensing Based on 2D Transition Metal Dichalcogenides
| Project/Area Number |
20F20343
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 外国 |
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| Review Section |
Basic Section 26020:Inorganic materials and properties-related
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
齋藤 紀子 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, 主任研究員 (20354417)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
KIM JAEHUN 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, 外国人特別研究員
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| Project Period (FY) |
2020-11-13 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
Fiscal Year 2022: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2021: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2020: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
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| Keywords | 硫化タングステン / ガスセンサ / カルコゲナイド / ナノシート |
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| Outline of Research at the Start |
一酸化炭素（CO）センサは、有毒ガス警報器の他、呼気分析による呼吸器疾患の診断にも期待されており、微量（ppbレベル）のセンシングが求められている。本研究は、低消費電力な室温作動微量COガスセンサの開発を目的とし、2次元（シート型）カルコゲナイドを対象とし、コアシェル技術とイオン注入による表面機能化を応用したセンサ感度向上を図る。
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年のIoTの進展に伴い、ガスセンサの携帯型スマートデバイス化が期待されており、小型化と低消費電力化が課題である。一酸化炭素（CO）センサは、有毒ガス警報器の他、呼気分析による呼吸器疾患の診断にも期待されており、微量（ppbレベル）のセンシングが求められている。
本研究は、室温作動微量COガスセンサの開発を目的とした。低温でのガスに対する吸着エネルギーが小さく、伝導帯の導電性電荷の変化が大きい、室温で高感度ガスセンサに応用できる可能性が高い材料として、2次元（シート型）カルコゲナイドを対象とした。センサ感度向上には、イオン注入による表面機能化を応用した。小型化・低消費電力化には、ヒータレスのセンサデバイス化のために、シート間接合による自己発熱を利用した。
イオン注入には、Ru3+, Sb5+を注入した。材料中の欠陥は、電気抵抗の強力な変調源として作用し、センサ感度を向上できる。イオン注入量に応じて、材料内で発生する電子や正孔の量を制御し、ガスセンサ特性の変化を調べた。また、センサ感度とガス選択性の向上のため、ナノ粒子付与を行った。光還元法の照射時間や照射強度を変えて析出を制御した。
また、表面活性化・機能化した試料の表面・界面とガス種との化学結合を、XPS、UPSによって調べた。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(3 results)
Research Products
(9 results)
