2022 Fiscal Year Final Research Report
Development of oxide photocrystallization technology and creation of flexible oxide biosensors
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20K05353
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 30010:Crystal engineering-related
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
Nakajima Tomohiko 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, 上級主任研究員 (50435749)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | レーザー工学 / セラミックス膜 / フレキシブル材料 / ウェアラブルデバイス / センサ膜 / 光結晶成長 / 配向制御 / 酸化物材料 |
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| Outline of Final Research Achievements |
To create a flexible oxide thin-film sensor for biological sensing using photocrystallization, we measured the transient phenomena of film properties during ultraviolet pulsed laser irradiation and obtained knowledge of the temporal changes in crystal growth. This understanding of the phenomena led to the discovery that various photo-assist effects, such as the use of light sources with multiple pulse widths and continuous light, are effective for photocrystallization. Based on these findings, we optimized light irradiation conditions and controlled film properties during pulse light irradiation by forming an intermediate layer to realize oriented growth of ceramics on a resin substrate and formation of ceramic sensors on a 5-μm-thick ultra-thin resin substrate and 15-μm-diameter ultra-thin resin wire material, thereby gaining important knowledge for building new biosensor devices. This is an important finding that will lead to the construction of new biometric sensor devices.
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| Free Research Field |
固体化学
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
セラミックスの高い機能をどのような基材の上にも付与可能なプロセス開発は次世代デバイス開発にとって非常に重要なキーテクノロジーとなる。セラミックスの低温成膜にいおいて光利用は極めて有望な解の一つであると認識されている。本研究で得られた光照射時の結晶成長に対する理解をベースとして、光エネルギーの前駆体薄膜への緻密な投入と高度結晶化の両立が可能となると同時に新たな次世代生体モニタリングセンサ実現へ向けた指針が得られた。本研究成果は光結晶化即ち無機固体の高速結晶成長の肝を解き明かす学術的価値の創出とフィジカルウェルビーイングという社会課題達成の一助となる技術に育つものと期待される。
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