A Study on Nanoporous Structure Synthesized with Water for Chemical sensors

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 22K14213
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 20020:Robotics and intelligent system-related
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: Shunsuke Yamada 東北大学, 工学研究科, 助教 (50811634)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: ナノマテリアル / トランジスタ / ケミカルセンサ / 生分解性

Outline of Final Research Achievements

In this work, we fabricated nanoporous structres for chemical sensors, adopting selective etching of metals in alloys. Sputtering precisely controlled the composition of atomic ratio of metals in alloys and deposited thin layers of the alloys. We developed and evaluated thin film transistors, TFT, where sputtering yield thin layer of the ZnO on polyimide substrates. Although Micro-fabrication process enabled to develop nanoporous structures and TFT on same substrates, etching solution damaged ZnO layers. We optimized fabrication process to protect the ZnO layer during the fabrication process.

Free Research Field

MEMS

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、Dealloyに関して「合金の作製方法」と「金属の選択的エッチング」に注目し、申請者が見出した世界初の手法を確立することで、任意の金属・合金をナノポーラス化して、ケミカルセンサの特性改善を目的としている。本手法は、プロセス時間・温度の観点から実用性が高いだけでなく、学術的な独自性が高いと考えている。すなわち、従来手法ではナノポーラス化できない標準電極電位が低い金属（Mn, Zn, V）のナノポーラス材料を作製できる。本研究では、ナノポーラス構造の構造制御とケミカルセンサへの応用を実現し、遠隔治療技術の発展に寄与することが期待できる。