高性能ガスセンサー実現のための活性表面の作製と評価
Publicly Offered Research
| Project Area | 3D Active-Site Science |
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| Project/Area Number |
15H01053
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Science and Engineering
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
鈴木 拓 国立研究開発法人物質・材料研究機構, セラミックス表面・界面グループ, 主席研究員 (60354354)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2016)
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| Budget Amount *help |
¥6,630,000 (Direct Cost: ¥5,100,000、Indirect Cost: ¥1,530,000)
Fiscal Year 2016: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2015: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
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| Keywords | ガスセンサ / 光電子解説 / 光電子ホログラフィー / 酸化亜鉛 / イオン散乱分光 / 表面・界面物性 / 光電子回折 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ガスセンサは工業原料や排気ガスに含まれるガスの検知に広く用いられており、近年では、環境エネルギー分野での高性能ガスセンサの重要性が増している。半導体型のガスセンサでのドーピングによるセンサ特性の向上は、センシング材料表面に特有の活性サイトが出現することで、この電気抵抗変化が大きくなる（又は、小さくなる）結果である。したがって、センシング材料の開発においては、そのような活性サイトを有する表面（ここでは活性表面と呼ぶ）の原子配列を同定することは極めて重要である。
代表研究者らはこれまでに、ドーピングと表面偏析の組み合わせを新たな活性表面の構築法として着目し、その原子配列に関して低速イオン散乱分光（LEIS）を用いて解析してきた。その結果、タングステンドープ酸化亜鉛（W-ZnO）表面が優れたガスセンシング特性を有することが見出された。そこでWドーピングの役割を解明するために、Wドーパントの局所構造を同定することを目的とした二次元光電子分光実験を行い、W-ZnO最表面が酸素面で終端していることや、表面に偏析したWが第二層目のZn置換サイトに位置していることを明らかにしてきた。光電子回折により同定されたこのW-ZnO表面構造モデルは、LEISから別途同定されたモデルと一致する。この結果を踏まえ平成２８年度は、二次元光電子分光によるガス吸着構造解析への展開を見据え、インハウス実験によるガス吸着構造解析に関する予備検討と、ZnO各結晶面のガスセンサ特性に関する検討を進めた。その結果、飛行時間型２次イオン質量分析／LEIS／昇温脱離分析の融合装置を新たに開発し、その運用を開始した。また成長方位を制御したZnO薄膜の合成に成功し、表面原子配列とガスセンサ特性との関係に関する知見を得た。
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(48 results)
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[Journal Article] Depth profiling analysis of solar wind helium collected in diamond-like carbon film from <i>Genesis</i>2015
Author(s)
Bajo, K., Olinger, C. T., Jurewicz, A. J. G., Burnett, D. S., Sakaguchi, I., Suzuki, T., Itose, S., Ishihara, M., Uchino, K., Wieler, R. and Yurimoto, H.
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Journal Title
GEOCHEMICAL JOURNAL
Volume: 49
Issue: 5
Pages: 559-566
DOI
NAID
ISSN
0016-7002, 1880-5973
Year and Date
2015-09-30
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] 二次元光電子分光による、ＷドープＺｎＯ半導体の表面構造解析2016
Author(s)
深見駿, 鈴木拓, 安達裕, 渡邉賢, 坂口勲, 田口宗孝, 辻川大地, 吉田泰輔,橋本雄介, 李美希, 室隆桂之, 松下智裕, 松井文彦, 大門寛
Organizer
日本物理学会 第71回年次大会
Place of Presentation
東北学院大学
Year and Date
2016-03-19
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[Presentation] 二次元光電子回折法によるWドープZnO単結晶の表面終端構造解明2016
Author(s)
深見駿, 鈴木拓, 安達裕, 坂口勲, 渡邉賢, 橋本由介, 岡本隆志, 田中一光,米田允俊, 太田紘志, 嶽太輔, 吉田喜紀, 室隆桂之, 松下智裕, 田口宗孝, 松井文彦, 大門寛
Organizer
3D活性サイト科学成果報告会
Place of Presentation
名古屋工業大学
Year and Date
2016-03-07
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[Presentation] 酸化亜鉛薄膜のガスセンサ特性2015
Author(s)
安達裕, 渡邉賢, 齋藤紀子, 鈴木拓, 坂口勲, 大橋直樹
Organizer
第76回応用物理学会秋季学術講演会
Place of Presentation
名古屋国際会議場
Year and Date
2015-09-13
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[Presentation] Measurement for a regolith particle recovered from asteroid Itokawa by Sputtered Neutral Mass Spectrometry with tunneling ionization2015
Author(s)
K. Bajo, I. Sakaguchi, T. Suzuki, S. Itose, M. Mtsuya, M. Ishihara, K.Uchino, M. Kudo, K. Nagao, Y. Seto, H. Yurimoto
Organizer
SISS-17
Place of Presentation
成蹊大学
Year and Date
2015-06-25
Related Report
Int'l Joint Research
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