Carbon Nanotube Field Effect Transistor-Based Piezo/Pyro-Sensor

• Project/Area Number: 24710144
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Microdevices/Nanodevices
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: TABATA Hiroshi 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (00462705)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2014-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2013)
• Budget Amount: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000); Fiscal Year 2013: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2012: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
• Keywords: カーボンナノチューブ / FET / P(VDF-TrFE) / 強誘電体ポリマー / 圧電性 / 焦電性 / センサー / イオンゲル / PVDF / ＦＥＴ

Research Abstract

For the sensitivity improvement and the miniaturization of piezo/pyro-sensors, the purpose of this project is to develop the piezoelectrically / pyroelectrically modulated conductive sensor consisting of carbon nanotube field effect transistor (SWNT-FET), which acts as a highly-sensitive charge sensor, and piezoelectric / pyroelectric polymer, and to study its sensor responses to the applied force and the light illumination. A device using a semiconducting-enriched SWNT thin film deposited on a poled PVDF film was fabricated and its sensor responses to the compressive pressure and the bending strain was measured. The sensor responses were enhanced by covering SWNT film with ion gel.

Research Products

• [Journal Article] Metal-Oxide-Layer-Coated Single Walled Carbon Nanotubes as a Sensor for Trace Amounts of Oxygen (2014)
  • Author(s): H. Tabata, H. Fukuda, K. Matsushita, O. Kubo, T. Kikuchi, T. Sato, T. Kamimura, T. Ueda, R. Shimazaki, H. Tanjo, M. Horiuchi, and M. Katayama
  • Journal Title: Appl. Phys. Express Volume: 7 Issue: 3 Pages: 0351011-4
  • DOI: 10.7567/apex.7.035101
  • NAID: 210000137031
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] PVDFシート上の半導体単層カーボンナノチューブ薄膜を利用した圧電デバイスの作製 (2014)
  • Author(s): 井川剛士, 平知明, 孫永佳, 田畑博史, 久保理, 片山光浩
  • Organizer: 第61回応用物理学会春季学術講演会
  • Place of Presentation: 青山学院大学相模原キャンパス(神奈川県相模原市)
  • Year and Date: 2014-03-19
• [Presentation] PVDFシート上の半導体単層カーボンナノチューブ薄膜を利用した圧電デバイスの作製 (2014)
  • Author(s): 井川 剛士
  • Organizer: 第61回応用物理学会春季学術講演会
  • Place of Presentation: 青山学院大学相模原キャンパス（神奈川県相模原市）
• [Presentation] Responses for mechanical strain/stress of single walled carbon nanotube thin film deposited on piezoelectric flexible sheet (2013)
  • Author(s): T. Taira, T. Ikawa, H. Hotta, H. Tabata, O. Kubo, M. Katayama
  • Organizer: The 26^<th> International Microprocesses and Nanotechnology Conference
  • Place of Presentation: Royton Sapporo, Sapporo, Japan
  • Year and Date: 2013-11-07
• [Presentation] 半導体単層カーボンナノチューブを用いた極微量NH3ガスセンシング (2013)
  • Author(s): 松竹直斗, 鈴木雄登, 野本龍一, 田畑博史, 久保理, 片山光浩, 上田剛, 嶋嵜僚太郎, 丹上博雅, 堀内雅司
  • Organizer: 第74回応用物理学会秋季学術講演会
  • Place of Presentation: 同志社大学田辺キャンパス(京都府田辺市)
  • Year and Date: 2013-09-17
• [Presentation] Gas Sensing using Semiconducting Single-Walled Carbon Nanotubes Thin Film (2013)
  • Author(s): Y. Suzuki, R. Nomoto, N. Matsutake, H. Tabata, O. Kubo, M. Katayama, T. Ueda, R. Shimazaki, H. Tanjo, M. Horiuchi
  • Organizer: 第45回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
  • Place of Presentation: 大阪大学豊中キャンパス(大阪府豊中市)
  • Year and Date: 2013-08-05
• [Presentation] Highly Sensitive Detection of Oxygen Gas by Perovskite Materials Decorated Single-Walled Carbon Nanotubes (2013)
  • Author(s): H. Fukuda, K. Matsushita, H. Tabata, O. Kubo, M. Katayama, R. Shimazaki, H. Tanjo, M. Horiuchi
  • Organizer: 第45回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
  • Place of Presentation: 大阪大学豊中キャンパス(大阪府豊中市)
  • Year and Date: 2013-08-05
• [Presentation] ペロブスカイト型材料を被膜した単層カーボンナノチューブによる極微量酸素ガスの検知 (2013)
  • Author(s): 福田洋志, 松下八土史, 田畑博史, 久保理, 片山光浩, 菊池勉, 佐藤哲也, 上村隆裕, 上田剛, 嶋嵜僚太郎, 丹上博雅, 堀内雅司
  • Organizer: 第60回応用物理学会春季学術講演会
  • Place of Presentation: 神奈川工科大学(神奈川県厚木市)
  • Year and Date: 2013-03-29
• [Presentation] 半導体SWNT薄膜のNO2ガスに対する高感度応答メカニズム (2013)
  • Author(s): 田畑博史, 鈴木雄登, 野本龍一, 松竹直斗, 平知明, 久保理, 片山光浩, 上田剛, 嶋嵜僚太郎, 丹上博雅, 堀内雅司
  • Organizer: 第60回応用物理学会春季学術講演会
  • Place of Presentation: 神奈川工科大学(神奈川県厚木市)
  • Year and Date: 2013-03-29
• [Presentation] Responses for mechanical strain/stress of single walled carbon nanotube thin film deposited on piezoelectric flexible sheet (2013)
  • Author(s): Tomoaki Taira
  • Organizer: The 26th International Microprocesses and Nanotechnology Conference
  • Place of Presentation: Royton Sapporo, Hokkaido, Japan
• [Presentation] 半導体単層カーボンナノチューブを用いた極微量NH3ガスセンシング (2013)
  • Author(s): 松竹 直斗
  • Organizer: 第74回応用物理学会秋季学術講演会
  • Place of Presentation: 同志社大学田辺キャンパス（京都府田辺市）
• [Presentation] Gas Sensing using Semiconducting Single-Walled Carbon Nanotubes Thin Film (2013)
  • Author(s): Yuto Suzuki
  • Organizer: 第45回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
  • Place of Presentation: 大阪大学豊中キャンパス（大阪府豊中市）
• [Presentation] Highly Sensitive Detection of Oxygen Gas by Perovskite Materials Decorated Single-Walled Carbon Nanotubes (2013)
  • Author(s): Hiroshi Fukuda
  • Organizer: 第45回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
  • Place of Presentation: 大阪大学豊中キャンパス（大阪府豊中市）
• [Presentation] ペロブスカイト型材料を被膜した単層カーボンナノチューブによる極微量酸素ガスの検知 (2013)
  • Author(s): 福田洋志
  • Organizer: 第60回応用物理学春季学術講演会
  • Place of Presentation: 神奈川工科大学（神奈川県）
• [Presentation] 半導体SWNT薄膜のNO2ガスに対する高感度応答メカニズム (2013)
  • Author(s): 田畑博史
  • Organizer: 第60回応用物理学春季学術講演会
  • Place of Presentation: 神奈川工科大学（神奈川県）
• [Presentation] Giant chemiresistive response to gas molecules from semiconductiong single-walled carbon nanotube network (2012)
  • Author(s): H. Tabata, M. Katayama
  • Organizer: The 25^<th> International Microprocesses and Nanotechnology Conference
  • Place of Presentation: Kobe Meriken Park Oriental Hotel, Kobe, Japan
  • Year and Date: 2012-11-02
• [Presentation] Improved Properties of Gas- and UV-Responses of Semiconducting Single-Walled Carbon Nanotubes (2012)
  • Author(s): R. Nomoto, Y. Suzuki, K. Itabashi, H. Tabata, M. Katayama
  • Organizer: 7th Photonics Center Symposium Nanophotonics in Asia 2012
  • Place of Presentation: Kanazawa Excel Hotel Tokyu, Kanazawa, Japan
  • Year and Date: 2012-09-18
• [Presentation] 金属酸化物修飾単層カーボンナノチューブによる極微量酸素分子の高感度センシング (2012)
  • Author(s): 松下八土史, 福田洋志, 鈴木雄登, 板橋健太, 田畑博史, 片山光浩, 菊池勉, 上田剛, 嶋嵜僚太郎, 丹上博雅, 堀内雅司
  • Organizer: 第73回応用物理学会学術講演会
  • Place of Presentation: 愛媛大学城北地(愛媛県松山市)
  • Year and Date: 2012-09-14
• [Presentation] 半導体単層カーボンナノチューブを用いた超高感度ガスセンサー (2012)
  • Author(s): 鈴木雄登, 野本龍一, 板橋健太, 田畑博史, 片山光浩, 上田剛, 嶋嵜僚太郎, 丹上博雅, 堀内雅司
  • Organizer: 第73回応用物理学会学術講演会
  • Place of Presentation: 愛媛大学城北地区(愛媛県松山市)
  • Year and Date: 2012-09-14
• [Presentation] Giant Chemiresistive Response to Gas Molecules from Semiconducting Single-Walled Carbon Nanotube Network (2012)
  • Author(s): Hiroshi Tabata
  • Organizer: 25th International Microprocesses and Nanotechnology Conference
  • Place of Presentation: Kobe Meriken Park Oriental Hotel (Hyogo)
• [Presentation] 半導体単層カーボンナノチューブを用いた超高感度ガスセンサー (2012)
  • Author(s): 鈴木雄登
  • Organizer: 第73回応用物理学会学術講演会
  • Place of Presentation: 愛媛大学・松山大学（愛媛県）
• [Presentation] 金属酸化物修飾単層カーボンナノチューブによる極微量酸素分子の高感度センシング (2012)
  • Author(s): 松下八土史
  • Organizer: 第73回応用物理学会学術講演会
  • Place of Presentation: 愛媛大学・松山大学（愛媛県）
• [Presentation] Improved Properties of Gas- and UV- Responses of Semiconducting Single-Walled Carbon Nanotubes (2012)
  • Author(s): Ryuichi Nomoto
  • Organizer: 7th Photonics Center Sympoium Nanopohotonics in Asia 2012
  • Place of Presentation: Kanazawa Excel Hotel Tokyu (Ishikawa)
• [Remarks]
  • URL: http://nmc.eei.eng.osaka-u.ac.jp/index_j.html