2020 Fiscal Year Annual Research Report
Material designs of micro gas sensors for selective detection in ppt level.
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19H02437
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
島ノ江 憲剛 九州大学, 総合理工学研究院, 教授 (10274531)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
渡邉 賢 九州大学, 総合理工学研究院, 准教授 (90552480)
末松 昂一 九州大学, 総合理工学研究院, 助教 (90637555)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | ガスセンサ / 半導体 / レセプター / MEMS / ダブル / パルス加熱 / 超高感度 / 超選択性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、pptレベルの超高感度検出と超高選択性の両方を備えたガスセンサのための材料設計を検討している。2020年度は、（１）レセプターを担持しない酸化スズクラスターを用いてパルス駆動によるガス選択性特性の基礎的な検討、（２）Pdレセプター担持酸化スズクラスターによるガス検出の極限の検討、モリブデン酸化物レセプター担持酸化スズによるガス感度域の変調の検討を行った。（１）では、レセプターを担持しなくても、MEMS素子の駆動方法を変化させることで、ガスの選択的検知が可能であることがわかった。（２）では、Pdレセプター担持酸化スズクラスターMEMSの検出極限値を求めたところ、７pptのトルエンを検出できることに成功した。これは、自らの世界最高感度を２桁以上更新した結果である。（３）では、酸化モリブデンの担持状態を変化させることで、酸素付加反応である低温検知型と水素引き抜き反応である高温検知型の二つに設計できることがわかった。これらにより、官能基別のガス検知を目的とする材料設計が可能であることがわかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
本研究では、レセプター設計による超高感度かつ超選択性を有するガスセンサの材料設計を目的としている。これまでの研究により、7pptという超高感度検出は達成され、レセプターの種類と担持方法の検討により、検出温度域による高選択性が見出すことに成功した。また、本研究の論文は米国ACS科学雑誌の表紙に採用されている。
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| Strategy for Future Research Activity |
アルコール、ケトン、芳香族についての超高選択性を実現する設計因子を検討する。これにより、官能基別にガス検知が可能なマイクロガスセンサを提案できる可能性がある。
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