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生体計測に整合するナノチューブの形成と次世代バイオセンサへの応用

研究課題

研究課題/領域番号 15651068
研究種目

萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 マイクロ・ナノデバイス
研究機関東京大学

研究代表者

染谷 隆夫  東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (90292755)

研究分担者 荒川 泰彦  東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (30134638)
石田 悟己  東京大学, 先端科学技術研究センター, 助手 (90302629)
研究期間 (年度) 2003 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
3,700千円 (直接経費: 3,700千円)
2004年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
2003年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
キーワードカーボンナノチューブ / ナノテクノロジー / 有機トランジスタ / ナノチューブ / バイオセンサー / 電解硬化トランジスタ
研究概要

カーボンナノチューブは、ナノメートル領域におけるセンシングに適した多くの優れた特徴を有する。特に、半導体性ナノチューブの電界効果トランジスタ構造(field-effect transistors, FET)においては、そのコンダクタンスがキャリア密度に非常に敏感であるため、センサー用途に非常に適している。ナノチューブ・トランジスタは、Kongらによってガスセンサーに応用した例が報告されている。しかしながら、生体系分子の分析には、ほとんどの場合、水中環境が要求される。無機半導体デバイスや有機半導体デバイスにとって、水は悪影響を及ぼす原因となる。ナノチューブもこの例外ではない。このため、ナノチューブを水に暴露した状態で、そのコンダクタンスを安定して計測するための手法を確立することは非常に重要である。本研究では、単層カーボンナノチューブをチャネル層に用いた電界効果トランジスタを形成し、電極を保護するユニークな手法を施した結果、カーボンナノチューブのコンダクタンスを電界効果構造で水中において計測することに成功した。カーボンナノチューブは気相堆積法によってパターニングを施した基板の上に形成される。そして、電極は、シャドーマスクによって形成される。我々は、ナノチューブ・トランジスタにおいて、水を媒体とした特性の劣化は、主としてコンタクト領域においておこることを見出した。今回の実験では、このコンタクト領域は、疎水性の感光性エポキシでコーティングが施され、水による劣化が最小限になるようになっている。コーティングを施した後、ソース・ドレイン電極の間の真ん中当たりにスリットを開けた。このようにして、ナノチューブのチャンネル層のみが直接水に暴露された場合に、デバイスの水への応答は閾値電圧がシフトすることを見出し、これは可逆的でかつ再現性があることを見出した。

報告書

(2件)
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2004 その他

すべて 雑誌論文 (6件) 文献書誌 (6件)

  • [雑誌論文] Photoluminescence intermittency in an individual single-walled carbon nanotube at room temperature2004

    • 著者名/発表者名
      K.Matsuda, Y.Kanemitsu, K.Irie, T.Saiki, T.Someya, S.Miyauchi, S.Maruyama
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Growth of nanotubes and chemical sensor applications2004

    • 著者名/発表者名
      James Hone, Philip Kim, X.M.H.Huang, B.Chandra, R.Caldwell, J.Small, B.H.Hong, T.Someya, L.Huang, S.O'Brien, Colin P.Nuckolls
    • 雑誌名

      Proceedings of SPIE -- Volume 5593, Nanosensing : Materials and Devices (M.Saif Islam, Achyut K.Dutta, Editors) Vol.5593

      ページ: 1-12

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Organic transistor ICs for large-area sensors2004

    • 著者名/発表者名
      T.Someya, T.Sakurai, T.Sekitani, H.Kawaguchi, S.Iba, Y.Kato
    • 雑誌名

      Korea Japan Joint Forum 2004 "Organic Materials for Electronics and Photonics"

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 有機トランジスタの化学センサー応用2004

    • 著者名/発表者名
      染谷隆夫
    • 雑誌名

      機能材料 3月号

      ページ: 42-42

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] ユビキタス情報社会で期待される大面積センサーと有機トランジスタ2004

    • 著者名/発表者名
      染谷隆夫
    • 雑誌名

      「技術情報誌」TELECOM FRONTIER 第43号

      ページ: 27-32

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 有機トランジスタ集積回路技術と大面積エレクトロニクス2004

    • 著者名/発表者名
      染谷隆夫, 桜井貴康
    • 雑誌名

      M&E 12月号

      ページ: 172-178

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] 染谷隆夫: "有機トランジスタの化学センサー応用"機能材料. 3月号. 42 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Someya, P.Kim, C.Nuckolls: "Conductance measurement of single-walled carbon nanotubes in aqueous environment"Applied Physics Letters. 82(14). 2338-2340 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Takao Someya, Joshua Small, Philip Kim, Colin Nuckolls, James T.Yardley: "Alcohol vapor sensors based on single walled carbon nanotube field effect transistors"Nano Letters. 3(7). 877-881 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] J.Zaumseil, T.Someya, Z.Bao, Y.L.Loo, R.Cirelli, J.A.Rogers: "Nanoscale organic transistors that use source/drain electrodes supported by high resolution rubber stamps"Applied Physics Letters. 82(5). 793-795 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Z.W.Zheng, B.Shen, C.P.Jiang, Y.S.Gui, T.Someya, R.Zhang, Y.Shi, Y.D.Zheng, S.L.Guo, J.H.Chu, Y.Arakawa: "Multisubband transport of the two-dimensional electron gas in AlxGa1xN/GaN heterostructures"Journal of Applied Physics. 93(3). 1651-1655 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] N.Tang, B.Shen, Z.W.Zheng, J.Liu, D.J.Chen, J.Lu, R.Zhang, Y.Shi, Y.D.Zhang, Y.S.Gui, C.P.Jiang, Z.J.Qiu, S.L.Guo, J.H.Chu, K.C.P.Jiang, Z.J.Qiu, S.L.Guo, J.H.Chu, K.Hoshino, T.Someya, Y.Arakawa: "Magnetoresistance oscillations induced by intersubband scattering of two-dimensional electron gas in A10.22Ga0.78N/GaN heterostructures"Journal of Applied Physics. 94(8). 5420-5422 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2016-04-21  

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