海洋における長期連続モニタリング用半導体式高精度ｐＨ電極の開発研究

2012 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 24656545
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 下島 公紀 九州大学, カーボンニュートラル・エネルギー国際研究所, 准教授 (70371490)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2014-03-31
• Keywords: ISFET-pH電極 / 海洋 / 現場計測 / センサ / 海底熱水活動 / ナチュラルアナログ / CCS / 海洋酸性化

Research Abstract

今年度は、国内において新規のISFET-pH電極の製作に関する打合せを行い、ISFET構造および感応修飾金属膜の検討を行った。
① ㈱堀場製作所：堀場製作所は独自のラインでISFET-pH電極を製作・販売している。しかし、当方では数種類の金属膜を使うことを希望しているが、堀場製作所では一種類の金属膜しか使用できないため、当方が希望するISFET-pH電極がこのラインを使って製作可能であるかは不明である。一方、堀場製作所では将来的な事業拡大の一つとしてMEMS技術が計画されており、最新の機器が拡充されれば当方が希望するISFET-pH電極が製作できる可能があるため、情報交換を継続することとした。また、第一段階として、現状の堀場製作所製のISFET-pH電極を使って海洋で作動試験をすることとした。
② 東京大学 生産技術研究所：藤井教授はヌシャテル大学のデロイ教授のところに1年間留学しており、現在も学生を派遣するなど交流を継続している。ヌシャテル大学のデロイ教授は独自にISFET-pH電極を開発しており、これらはMICROSENS（大学のプピンオフ企業）を通じて販売されている。当方ではISFET-pH電極のマスクデザインは既にできているので、これを元にマスクの製造から製作した場合の費用や、当方の希望する数種類の金属膜を使った場合の費用などを問い合わせてもらうこととした。また、MICROSENSでは2種類の金属膜を使用したISFET-pH電極を製作しているので、これらの電極を藤生教授を通じて入手し、海洋で作動試験をすることとした。
③ISFET構造は、電流リーク防止のため、ツインウェル構造と保護膜多段積み構造とした。感応修飾金属膜は窒化ケイ素、酸化タンタル、アルミナ、酸化ハフニウムについて検討することとした。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

①国内および国外（スイス）でのISFET-pH電極作成の可能性が明らかになった。
②海洋観測専用ISFET－pH電極の構造（マスクデザイン）を行った。
③ISFET－pH電極に使用する感応修飾金属膜の種類を絞り込んだ。

Strategy for Future Research Activity

①さらに、国内および国外（台湾）でのISFET-pH電極作成の可能性を検討する。
②入手可能なISFET-pH電極を用いて、現場試験を行う。
③スイス　ヌシャテル大学で、ISFET-pH電極作成に関する打合せを行う。
④海洋観測専用ISFET－pH電極ウェハーを作成する。
⑤開発したISFET－pH電極の現場性能試験を行う。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

①旅費　国内：ISFET-pH電極作成に関する打合せおよび現場試験（10千円）、国外：スイスでのISFET-pH電極作成に関する打合せ（250千円）
②設備備品費：ISFET－pH 電極ウェハー作成（2,500千円）
③消耗品費：電極チップの実装（150千円）