Development of flexible organic semiconductor devices for biological potential and chemical imaging

• Project/Area Number: 24K21336
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 90:Biomedical engineering and related fields
• Research Institution: Yamagata University
• Principal Investigator: 松井 弘之 山形大学, 大学院有機材料システム研究科, 教授 (80707357)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 郭 媛元 東北大学, 学際科学フロンティア研究所, 准教授 (60815992)
• Project Period (FY): 2024-06-28 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥25,740,000 (Direct Cost: ¥19,800,000、Indirect Cost: ¥5,940,000); Fiscal Year 2027: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000); Fiscal Year 2026: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000); Fiscal Year 2025: ¥7,930,000 (Direct Cost: ¥6,100,000、Indirect Cost: ¥1,830,000); Fiscal Year 2024: ¥7,150,000 (Direct Cost: ¥5,500,000、Indirect Cost: ¥1,650,000)
• Keywords: 有機半導体 / フレキシブルデバイス / 生体センシング / 光アドレス電位差センサ / LAPS

Outline of Research at the Start

光アドレス電位差センサ(LAPS)は、電解液の表面電位イメージングを可能とするデバイスであり、イオン感応性膜などと組み合わせて化学種イメージングにも用いられる。LAPSによる観察対象はμmスケールでの細胞や微生物の活動、化学種の反応や拡散、脳波など多岐に渡る。従来、LAPSは専らシリコンウエハを用いて作製されてきたが、硬く厚いウエハを用いるために生体適合性が低く生体組織を傷つけやすいこと、光キャリアの拡散による空間分解能の低下などの課題がある。本研究では、有機半導体を用いた柔軟で生体適合性が高いLAPSを実現し、その性能評価、動作原理解明、生体センシング応用を行う。