2014 Fiscal Year Annual Research Report
ナノカーボン材料に基づく熱可塑性電子デバイスの創製
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24681030
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
大野 雄高 名古屋大学, エコトピア科学研究所, 教授 (10324451)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | カーボンナノチューブ / フレキシブルエレクトロニクス / バイオセンサ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度はCNTへの電界集中効果を利用したOLEDの低電圧動作の実証と、あたらにフレキシブルバイオセンサの創出に取り組み、以下の成果を得た。
・CNTへの電界集中効果を利用したOLEDの低電圧動作の実証
浮遊触媒CVD法によりフィルタ上に成膜したCNTを基板に転写することにより、ネットワーク状のCNT透明電極を形成した。これをアノード電極として、OLEDを作製し、発光を評価した。従来の透明導電膜であるITOと比較して、低電圧でCNT周囲に強い発光を得ることに成功し、当初の目論見を実証した。一方で、CNT薄膜転写プロセス由来のパーティクルにより、リーク電流が生ずることが多く、OLED層の薄層化が困難であり、動作電圧を十分に低減できなかった。今後はパーティクルの除去プロセスを検討し、超低電圧動作を目指す。
・フレキシブルバイオセンサの創出
CNTは広い電位窓をもち、また耐汚染性に優れており、電気化学センサとしても応用が期待されている。一方で、センサ応用の場合、CNTの表面の清浄性が感度や均一性に関わってくるが、従来の溶液法等で作製されたCNTバイオセンサはプロセス由来の表面汚染により、期待される性能と均一性が得られていなかった。本研究では、浮遊触媒CVD法に基づく乾式転写法によりCNT薄膜を形成するとともに、プロセス中に保護膜を形成することにより、清浄なCNTの素子化を実現した。その結果、きわめて均一で、かつ市販のセンサと比較しても安定性に優れたCNT電気化学センサを実現した。さらに、ドーパミンの高感度検出（10 nM）にも成功した。今後は実用化を目指し、印刷プロセスと組み合わせながら、極限的に安価で高性能な電気化学センサを作製する技術を確立する。
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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
加熱成形可能な電子デバイスはすでに実現し、Nature Communication誌に論文が掲載された。また、OLEDの低電圧駆動にも見通しを得た。当初計画はすでにほぼ完了している。新たに、当初計画にはないが、ウェアラブルなバイオセンサシステムの構築を目指して、フレキシブルバイオセンサの創出にも取り組み、成果が出始めている。従って、本研究は当初計画以上に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は本研究で蓄積したフレキシブル電子回路技術と、新たに取り組んでいるフレキシブルバイオセンサ技術と融合し、ウェアラブルなヘルスケア・医療デバイスの実現に向けたフレキシブル集積システムを構築することを目指す。特に、生体との親和性を重視するため、生体反応の生じない極薄フィルム上への素子集積技術の確立を進める。
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| Causes of Carryover |
予定より物品費の節約が可能であったため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
新たに開始したバイオセンサの研究に必要な実験器具の購入に用いる。
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Research Products
(18 results)
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[Journal Article] Printed, short-channel, top-gate carbon nanotube thin-film transistors on flexible plastic film2015
Author(s)
M. Maeda, J. Hirotani, R. Matsui, K. Higuchi, S. Kishimoto, T. Tomura, M. Takesue, K. Hata, and Y. Ohno
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Journal Title
Appl. Phys. Exp.
Volume: 8
Pages: 045102
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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