Sensing Mechanism of Graphene-Assist Oxide Gas Sensor and Fabrication of Mixed Gas Sensor

• Project/Area Number: 21H01638
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 26030:Composite materials and interfaces-related
• Research Institution: Kyoto Institute of Technology (2023); Osaka University (2021-2022)
• Principal Investigator: 菅原 徹 京都工芸繊維大学, 材料化学系, 教授 (20622038)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小野 尭生 大阪大学, 産業科学研究所, 助教 (00752875) ; 永村 直佳 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 先端材料解析研究拠点, 主任研究員 (40708799)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥18,070,000 (Direct Cost: ¥13,900,000、Indirect Cost: ¥4,170,000); Fiscal Year 2023: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000); Fiscal Year 2022: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000); Fiscal Year 2021: ¥13,910,000 (Direct Cost: ¥10,700,000、Indirect Cost: ¥3,210,000)
• Keywords: 酸化物半導体 / グラフェン / ハイブリッドガスセンサ / ガスセンサ / 酸化物薄膜 / ナノ構造 / 有機金属分解法 / セラミックスコーティング / 電界効果トランジスタ

Outline of Research at the Start

人体の健康状態を非侵襲かつ前処理なく検診する方法として呼気ガス分子のセンシング技術が注目されている。呼気には、100種類以上のガス分子が様々な濃度で混ざっており、人間の身長や体重、人種など個人の特徴や体調によって濃度比が異なる。
我々は、Grapheneと、特異的なガスセンシング特性を示す酸化モリブデン(MoOx)ナノロッドを組み合わせることで、高速応答ガスセンサを開発してきた。本研究では、このガスセンサの伝導機構やガス分子とMoOxナノロッドの表面反応を科学的に解明し、このメカニズムを利用した全く新しいGrapheneアシストFETアレイ型(混合ガス)センサを創出する。