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Development of high-sensitivity and durable terahertz sensor with fine PN doping and organic protective layer

Research Project

Project/Area Number 21K14501
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 28030:Nanomaterials-related
Research InstitutionNational Institute of Advanced Industrial Science and Technology

Principal Investigator

Suzuki Daichi  国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 研究員 (80823640)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Keywordsカーボンナノチューブ / テラヘルツ / ドーピング / レーザーアブレーション / 熱電発電 / 非破壊検査 / フレキシブルデバイス / 熱電変換
Outline of Research at the Start

本研究では、CNT光熱電変換素子の基盤技術の構築と発展を目的とし、超音波霧化ドープ法による微細PNパターニング技術及びパリレンコーティングによる長期性能安定化技術を開発するとともに、単一センサーを高密度にアレイ化した高感度高耐久THzセンサーパッチを実現する。提案技術はCNT膜デバイス全般に適用できる汎用性の高い技術であり、関連研究全体の深化・発展に寄与する基盤技術として広く活躍することが期待される。

Outline of Final Research Achievements

In this research, we conducted on the depelopment of carbon nanotube (CNT) film devices. A high-sensitivity and durable THz sensor patch was developed. In addition, we demonstrated a powerful industrial quality inspection application using the developed THz sensor patch.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

半導体微細化の極限が訪れつつある近年、シリコンに替わる革新材料としてCNTが注目を集めており、様々なデバイスが開発されている。しかしボトルネックとなっているのが、CNT膜への微細PNパターニング技術の欠落である。そこで本研究では、CNT膜デバイスの深化・発展を目的とし、CNT膜への微細PNパターニング技術及び長期性能安定化技術を開発した。本研究成果は関連研究全体の基盤技術として広く活用されることが期待される。

Report

(3 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (19 results)

All 2023 2022 2021

All Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 4 results) Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 3 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results) (of which Overseas: 1 results)

  • [Journal Article] Outstanding Robust Photo- and Thermo-Electric Applications with Stabilized n-Doped Carbon Nanotubes by Parylene Coating2023

    • Author(s)
      D. Suzuki, Y. Nonoguchi, K. Shimamoto, N. Terasaki
    • Journal Title

      ACS Applied Materials & Interfaces

      Volume: 15 Issue: 7 Pages: 9873-9873

    • DOI

      10.1021/acsami.2c21347

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Freely attachable thermal property measurement method based on the photo-thermo-electric effect2023

    • Author(s)
      D. Suzuki, N. Terasaki
    • Journal Title

      Sensors and Actuators A: Physical

      Volume: 354 Pages: 114296-114296

    • DOI

      10.1016/j.sna.2023.114296

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Stretchable broadband photo-sensor sheets for nonsampling, source-free, and label-free chemical monitoring by simple deformable wrapping2022

    • Author(s)
      K. Li, T. Araki, R. Utaki, Y. Tokumoto, M. Sun, S. Yasui, N. Kurihira, Y. Kasai, D. Suzuki, R. Marteijn, J. D. Toonder, T. Sekitani, and Y. Kawano
    • Journal Title

      Science Advances

      Volume: 8 Issue: 19

    • DOI

      10.1126/sciadv.abm4349

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Carbon nanotube-based, serially connected terahertz sensor with enhanced thermal and optical efficiencies2022

    • Author(s)
      D. Suzuki, Y. Takida, Y. Kawano, H. Minamide, N. Terasaki
    • Journal Title

      Science and Technology of Advanced Materials

      Volume: 23 Issue: 1 Pages: 424-433

    • DOI

      10.1080/14686996.2022.2090855

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] カーボンナノチューブ膜を利用したテラヘルツセンサーの開発2022

    • Author(s)
      鈴木大地、寺崎正
    • Journal Title

      月間オプトロニクス

      Volume: 9 Pages: 1-1

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Journal Article] Improvement in laser-based micro-processing of carbon nanotube film devices2022

    • Author(s)
      Suzuki Daichi、Serien Daniela、Obata Kotaro、Sugioka Koji、Narazaki Aiko、Terasaki Nao
    • Journal Title

      Applied Physics Express

      Volume: 15 Issue: 2 Pages: 026503-026503

    • DOI

      10.35848/1882-0786/ac4d06

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 光熱起電力効果を原理としたテラヘルツセンサーパッチの開発2023

    • Author(s)
      鈴木大地
    • Organizer
      第67回光波センシング技術研究会講演会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] A stand-alone electrochemical doping method for the ambient energy harvesting2023

    • Author(s)
      Daichi Suzuki, Yoshiyuki Nonoguchi, Nao Terasaki
    • Organizer
      The 64thFullerenes-Nanotubes-Graphene General Symposium
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] アンビエント発電に向けた自立型電気化学ドーピング技術の開発2023

    • Author(s)
      鈴木大地、野々口斐之、寺崎正
    • Organizer
      第70回応用物理学会春季学術講演会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] カーボンナノチューブ膜を用いたパッチ型テラヘルツ撮像デバイス2022

    • Author(s)
      鈴木大地
    • Organizer
      第11回FNTG若手研究会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Study on time-related thermal property deterioration of n-doped CNT film2022

    • Author(s)
      Daichi Suzuki, Yoshiyuki Nonoguchi, Kazumasa Shimamoto, Nao Terasaki
    • Organizer
      The 63rd Fullerenes-Nanotubes-Graphene General Symposium
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Nドープカーボンナノチューブ膜の熱電特性経年劣化に関する研究2022

    • Author(s)
      鈴木大地、野々口斐之、島本一正、寺崎正
    • Organizer
      第83回応用物理学会秋季学術講演会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Multi-element photo-thermo-electric (PTE) devices by a micro-scale CNT film array2022

    • Author(s)
      鈴木大地
    • Organizer
      The 62nd Fullerenes-Nanotubes-Graphene General Symposium
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] CNT膜によるTHz-IR帯光熱電センサーの熱的・光学的構造最適化2022

    • Author(s)
      鈴木大地
    • Organizer
      第69回応用物理学会春季学術講演会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Patterning and Photo-thermal Sensing Applications of Suspended, 2D, Micro-scale CNT film array2021

    • Author(s)
      鈴木大地
    • Organizer
      The 61st Fullerenes-Nanotubes-Graphene General Symposium
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] マイクロスケールのCNT自立膜2次元アレイ成膜法とセンサー応用2021

    • Author(s)
      鈴木大地
    • Organizer
      第82回応用物理学会秋季学術講演会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] ナノカーボン膜によるテラヘルツ帯ソフトセンサーの開発2021

    • Author(s)
      鈴木大地
    • Organizer
      Microwave Workshop & Exhibition 2021
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Invited
  • [Patent(Industrial Property Rights)] テラヘルツ帯バンドパス偏光子およびテラヘルツ帯バンドパス偏光子の製造方法2022

    • Inventor(s)
      鈴木大地
    • Industrial Property Rights Holder
      国立研究開発法人産業技術総合研究所
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2022
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Overseas
  • [Patent(Industrial Property Rights)] テラヘルツ帯バンドパス偏光子およびテラヘルツ帯バンドパス偏光子の製造方法2022

    • Inventor(s)
      鈴木大地、寺崎正
    • Industrial Property Rights Holder
      産業技術総合研究所
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2022-011423
    • Filing Date
      2022
    • Related Report
      2021 Research-status Report

URL: 

Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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