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Orientation-controlled epitaxial growth of tungsten trioxide thin-films for sensor applications

Research Project

Project/Area Number 16K04936
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Applied materials
Research InstitutionOsaka Institute of Technology

Principal Investigator

YANO Mitsuaki  大阪工業大学, 工学部, 教授 (40200563)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 小池 一歩  大阪工業大学, 工学部, 教授 (40351457)
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2018: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2017: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2016: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Keywords三酸化タングステン薄膜 / エピタキシャル成長 / 結晶構造 / プロトンの注入と注出 / 電気特性 / 光学特性 / バイオセンサ / ガスセンサ / 三酸化タングステン / 電気特性の変化 / 光学特性の変化 / 結晶工学 / 電子・電気材料 / 半導体物性
Outline of Final Research Achievements

Tungsten trioxide (WO3) deposition techniques to fabricate thin films with controlled crystal structure and orientation were developed by using molecular beam epitaxy and chemical solution deposition, and the electrochromic properties of these thin films by protonation and the lattice-relaxation process during the epitaxial growth were studied. Enzyme-immobilization techniques on metal-oxide surface and gas sensing characteristics were also studied for these films to apply WO3 thin films to biosensors and gas sensors, respectively.
The results of these research works have been published as 14 papers in academic journals and reported as 31 presentations in academic meetings.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

学術的意義:結晶構造と面方位が制御されたWO3薄膜を作製してプロトンの注入・注出に関する詳細な知見を得ることで,新規センサやイオンエレクトロニクス素子の実現に資するのみならず,相変化型メモリや次世代バッテリの固体電解質ならびにスマートウインドウの研究に有用な情報を提供した.
社会的意義:上記を通じて企業の技術開発に役立つ知見を公開したほか,WO3薄膜をバイオセンサやガスセンサへ適用するために必要な要素技術を開発し,超スマート社会を支える高機能センサの実現に貢献した.

Report

(4 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • Research Products

    (47 results)

All 2019 2018 2017 2016 Other

All Journal Article (14 results) (of which Peer Reviewed: 12 results,  Open Access: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results) Presentation (31 results) (of which Int'l Joint Research: 9 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] 長鎖アミノシランを用いて酵素を固定化した拡張ゲート電界効果トランジスタのグルコース検出特性2019

    • Author(s)
      小池一歩,大西勇輔,池 広大,広藤裕一,中村吉伸,矢野満明
    • Journal Title

      電気学会論文誌E

      Volume: 印刷中

    • NAID

      130007657528

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    • Author(s)
      小池一歩,池 広大,大西勇輔,佐々木太鳳,広藤裕一,矢野満明
    • Journal Title

      材料

      Volume: 印刷中

    • NAID

      130007731502

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    • Author(s)
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    • Journal Title

      材料

      Volume: 印刷中

    • NAID

      130007731500

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    • Author(s)
      小池一歩,村上聡,岩田知也,亀井龍真,矢野満明
    • Journal Title

      Journal of the Society of Materials Science, Japan

      Volume: 67 Issue: 9 Pages: 844-848

    • DOI

      10.2472/jsms.67.848

    • NAID

      130007485366

    • ISSN
      0514-5163, 1880-7488
    • Year and Date
      2018-09-15
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      Japanese Journal of Applied Physics

      Volume: 57 Issue: 10 Pages: 100309-100309

    • DOI

      10.7567/jjap.57.100309

    • NAID

      210000149697

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      Volume: IMFEDK 2018 Pages: 46-47

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      10.1109/imfedk.2018.8581977

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      10.3390/proceedings2130723

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      130007657528

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      Volume: 123 Issue: 16 Pages: 161562-161562

    • DOI

      10.1063/1.5010704

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      120007133775

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      IEEE Xplore

      Volume: IMFEDK2017 Pages: 58-59

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      10.1109/imfedk.2017.7998041

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      T. Murayama, W. Kuwagata, K. Koike, Y. Harada, S. Sasa, M. Yano, S. Kobayashi, K. Inaba
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      IEEE Xplore

      Volume: 2016 Pages: 16181192-16181192

    • DOI

      10.1109/imfedk.2016.7521686

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      M. Yano, K. Koike, M. Matsuo, T. Murayama, H. Harada, K. Inaba
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      Volume: 381 Pages: 32-35

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      K.Koike, M.Yano, Y.Mori, S.Sasa, Y.Hirofuji, M.Yano
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      Volume: 168 Pages: 84-88

    • DOI

      10.1016/j.proeng.2016.11.153

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      パシフィコ横浜、神奈川県横浜市
    • Year and Date
      2017-03-14
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Published: 2016-04-21   Modified: 2020-03-30  

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