| Project/Area Number |
20K04504
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 21030:Measurement engineering-related
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| Research Institution | Chiba Institute of Technology |
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Principal Investigator |
Ando Ki 千葉工業大学, 工学部, 准教授 (00712431)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2021: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
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| Keywords | 酸化物半導体 / ガスセンサ / スパッタリング法 / 電気的特性 / キャリア密度 / 膜厚 / サファイア基板 / 結晶性薄膜 / VOC |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では，酸化物半導体式のガスセンサにおいて「感度向上に寄与する一方で，電気的特性に不利な粒子状のボトルネック構造は必須であるのか」という学術的「問い」が研究の骨子となる。
まず，界面の少ないSnO2薄膜結晶を，酸素欠損を補償するプロセスによってセンサ膜として成膜し，ガス感度に優位な高電子移動度と低電子密度を実現する。さらに，薄膜結晶であることを利用した膜厚，表面形態の最適化，貴金属表面修飾やデバイス化などによる感度増幅によって，従来の粒子状薄膜のガスセンサと異なる原理で病理診断に応用可能な1ppbのガス感度を達成する。
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| Outline of Final Research Achievements |
The goal of my research was realizing 1ppb sensitivity VOC gas sensor using thin film crystalline metal oxide semiconductor. At first, I designed and built a deposition system for producing high sensitivity sensor layer. Following that, I investigated dependency of film thickness on electric characteristics and process of compensating oxygen defect. Finally, improvement of gas sensitivity by my proposed method was confirmed.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究の成果は，ガスセンサの医療応用の際に求められる高感度化手法の一つである。本研究成果のみで社会の需要に応えることが不可能でも，これまでの様々な研究者の知見と複合させ，目的を達成することが可能である。またこの研究成果は，酸化物半導体の製造，物性などの研究分野へと還元され得るものである。
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