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Development of self-powered sensors for medical application using p-ZnO nanowires and magnetic nanoparticles

Research Project

Project/Area Number 18F17358
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Research Field Nanomaterials engineering
Research InstitutionNational Institute for Materials Science
Host Researcher 深田 直樹  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, MANA主任研究者 (90302207)
Foreign Research Fellow PRADEL KEN  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2018-04-25 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Keywords酸化亜鉛 / ナノワイヤ / ドーピング / アンチモン / 空隙
Outline of Annual Research Achievements

酸化亜鉛(ZnO)ナノワイヤの構造制御による機能発現を利用した新規デバイスの応用開拓を目的として研究を行った。本研究では、ZnOナノワイヤ内部にナノ空隙を形成し、ナノ空隙内部へのナノ粒子の添加により、ナノ粒子の特性を利用した新機能発現を目指す。
前年度までに、p型およびn型ZnOナノワイヤの形成制御とナノワイヤ内部へのナノ空隙の形成まで達成できている。本年度は、ZnOナノワイヤへの発光、磁気特性等の新たな機能を付与するためにナノワイヤ内部空隙へのナノ粒子の添加実験を行った。ナノ粒子としては、発光特性を付与するためにSiおよびCdTeナノ粒子、磁性を付与するためにFe2O3ナノ粒子の添加を行った。以上のナノ粒子に関しては化学的手法により合成を行った。紫外光の照射により、CdTeナノ粒子を添加したZnOナノワイヤから黄色の発光を確認できた。磁性特性の発現に関しては、ZnOナノワイヤへのFe2O3ナノ粒子の添加まで実現できた。
形成したZnOナノワイヤを利用してバイポーラトランジスタの作製と動作実証に関する研究を行った。バイポーラトランジスタ構造を構築するために、p型およびn型ZnOナノワイヤから形成される疑似薄膜を交互に縦方向に積層したpnp接合膜の形成を行った。エミッタ領域は1%のSbドーピング、コレクタ領域は0.5%のSbドーピングを行った。ZnOの場合、ノンドーピング状態でn型伝導のため、ベース領域はノンドープとした。コレクタ-ベースおよびベース-エミッタ領域のI-V測定の結果、pn接合の形成を確認できた。電流利得は通常のSiバイポーラトランジスタに比べて低いもののバイポーラトランジスタ動作が確認できた。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report

Research Products

(8 results)

All 2019 2018 Other

All Journal Article (2 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results) Remarks (3 results)

  • [Journal Article] Three-dimensional radial junction solar cell based on ordered silicon nanowires2019

    • Author(s)
      Chen Junyi、Subramani Thiyagu、Jevasuwan Wipakorn、Pradel Ken C、Fukata Naoki
    • Journal Title

      Nanotechnology

      Volume: 30 Pages: 344001-344001

    • DOI

      10.1088/1361-6528/ab0451

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Journal Article] Investigation of nanoscale voids in Sb-doped p-type ZnO nanowires2018

    • Author(s)
      Pradel Ken C、Uzuhashi Jun、Takei Toshiaki、Ohkubo Tadakatsu、Hono Kazuhiro、Fukata Naoki
    • Journal Title

      Nanotechnology

      Volume: 29 Pages: 335204-335204

    • DOI

      10.1088/1361-6528/aac8c8

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Si Nanotube Structures Fabricated by Wet Etching of ZnO/Silicon Core-Shell Nanowires2019

    • Author(s)
      X. Zheng, Y. Sun, W. Jevasuwan, K. Pradel, and Naoki Fukata
    • Organizer
      MANA International Symposium 2019
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Investigation of Nanoscale Voids in Sb-doped p-type ZnO nanowires2018

    • Author(s)
      Ken C. Pradel, Jun Uzuhashi, Toshiaki Takei, Tadakatsu Ohkubo, Kazuhiro Hono, and Naoki Fukata
    • Organizer
      Nanowire Week 2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Investigation of Nanoscale Voids in Sb-Doped p-Type ZnO Nanowires2018

    • Author(s)
      K.C. Pradel, J. Uzuhashi, T. Takei, T. Ohkubo, K. Hono, N. Fukata
    • Organizer
      SSDM 2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks]

    • URL

      https://www.nims.go.jp/nanosemicon/

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      https://samurai.nims.go.jp/profiles/pradel_ken/publications#article

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      https://samurai.nims.go.jp/profiles/fukata_naoki/publications#article

    • Related Report
      2018 Annual Research Report

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Published: 2018-05-01   Modified: 2021-01-27  

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