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表面形態を制御したナノ構造半導体のガスセンサーの特性評価と応用に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 18510095
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 ナノ材料・ナノバイオサイエンス
研究機関電気通信大学

研究代表者

沈 青  電気通信大学, 電気通信学部, 助教 (50282926)

研究期間 (年度) 2006 – 2009
研究課題ステータス 完了 (2008年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 330千円)
2008年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2007年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2006年度: 2,600千円 (直接経費: 2,600千円)
キーワードナノ材料評価 / ナノ構造半導体 / 表面形態 / 熱拡散率 / ガスセンサー / ポーラスシリコン / CdSe量子ドット / 光音響法 / 過渡回折格子法 / 熱物性 / 光熱変換 / 酸化物半導体
研究概要

本研究では、(1)周期的なナノ構造を有するポーラスシリコン、(2)ナノ構造を有する酸化物半導体(TiO_2)薄膜を対象として、その熱伝導率を非接触的で測定できる方法(透過型光音響法と改良型過渡回折格子法)を確立した。ナノ構造の表面形態の違いや表面に吸着した分子や半導体量子ドットおよび金属ナノ粒子により熱拡散率が顕著に変化することを見出した。従来のガス吸着による電気抵抗変化の測定法の代わりに、ガス分子吸着による熱拡散率の変化を利用するガスセンシングへの応用に関する基礎研究を行った。

報告書

(4件)
  • 2008 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (56件)

すべて 2009 2008 2007 2006 その他

すべて 雑誌論文 (38件) (うち査読あり 31件) 学会発表 (17件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Electric Characteristics of Li_2O- Doped TiO_2 Nanocrystalline Film and its Application to Dye-Sensitized Solar Cels2009

    • 著者名/発表者名
      M. Nada, T. Gonda, Q. Shen, H. Shimada, T. Toyoda, and N. Kobayashi
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys Vol.48

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photoacoustic Spectra of Au Quantum Dots Adsorbed on Nanaostructured TiO_2 Electrodes together with the Photoelectrochem-ical Current Characteristics2009

    • 著者名/発表者名
      T. Toyoda, S. Tsugawa, and Q. Shen
    • 雑誌名

      J. Appl. Phys Vol.105

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Terahertz Reflection Response Measurement Using a Phonon Polariton Wave2009

    • 著者名/発表者名
      H. Inoue, K. Katayama, Q. Shen, T. Toyoda, and K. A. Nelson
    • 雑誌名

      J. Appl. Phys Vol.105

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electric Characteristics of Li20-Doped TiO2 Nanocrystalline Films AND Its Application to Dye-Sensitized Solar Cells2009

    • 著者名/発表者名
      M. Nada
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys. 48

      ページ: 25505-25505

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Terahertz reflection response measurement using a phonon polariton wabe2009

    • 著者名/発表者名
      H. Inoue
    • 雑誌名

      J. Appl. Phys. 105

      ページ: 54902-54902

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photoacoustic spectra of Au quantum dots adsorbed on nanostructured TiO_2 electrodes together with the photoelectrochemical current characteristics2009

    • 著者名/発表者名
      T. Toyoda
    • 雑誌名

      J. Appl. Phys. 105

      ページ: 34314-34314

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Room-temperature absorption edge of InGaN/GaN quantum wells characterized by photoacoustic measurement2009

    • 著者名/発表者名
      Y. Takeda
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys. 47

      ページ: 8805-8807

    • 関連する報告書
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  • [雑誌論文] ナノ構造TiO_2電極に吸着したAu量子ドットの光音響スペクトル2009

    • 著者名/発表者名
      豊田太郎
    • 雑誌名

      超音波TECHNO 21

      ページ: 65-69

    • 関連する報告書
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    • 著者名/発表者名
      Q. Shen, J. Kobayashi, L. J. Diguna, and T.Toyoda
    • 雑誌名

      J. Appl. Phys Vol.103

      ページ: 84304-1

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  • [雑誌論文] Characterization of Electron Transferfrom CdSe Quantum Dots to Nanostructured TiO2 Electrode Using a Near Field Heterodyne Transient Grating2008

    • 著者名/発表者名
      Q. Shen, K. Katayama, T. Sawada, and T. Toyoda
    • 雑誌名

      Thin Solid Films Vol.516

      ページ: 5927-5927

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      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Generation and detection of Tunable Phonon Polaritons Using a Single Transmission Grating2008

    • 著者名/発表者名
      K. Katayama, H. Inoue, H. Sugiya, Q. Shen, T. Toyoda, and K. Nelson
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett Vol.92

      ページ: 31906-31906

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    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characterization of electron transferfrom CdSe quantum dots to nanostructured TiO_2 electrode using a near-field heterodyne transient grating2008

    • 著者名/発表者名
      Q. Shen
    • 雑誌名

      J. Appl. Phys. 103

      ページ: 84304-84304

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    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characterization of electron transferfrom CdSe quantum dots to nanostructured TiO_2 electrode using a near-field heterodyne transient grating2008

    • 著者名/発表者名
      Q. Shen
    • 雑誌名

      Thin Solid Films 516

      ページ: 5927-5930

    • 関連する報告書
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  • [雑誌論文] Characterization of electron transferfrom CdSe quantum dots to nanostructured TiO_2 electrode using a near-field heterodyne transient grating2008

    • 著者名/発表者名
      Q. Shen
    • 雑誌名

      Thin Solid Films In press

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      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of ZnS coating on the photovoltaic properties of CdSe quantumdot-sensitized solar cells2008

    • 著者名/発表者名
      Q. Shen
    • 雑誌名

      J. Appl. Phys. 103

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tunable phonon polarization generation using2008

    • 著者名/発表者名
      K. Katayama
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett. 92

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      2007 実績報告書
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  • [雑誌論文] Phonon Polariton Generation and Detection Using Near Field Heterodyne Transient Grating Method2007

    • 著者名/発表者名
      K. Katayama, Q. Shen, T. Toyoda, and K. Nelson
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett Vol.90

      ページ: 171117-171117

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optical Absorption and Ultrafast Carrier Dynamics Characterization of CdSe Quantum Dots Deposited on Different Morphologies of Nanostructured TiO_2 Films2007

    • 著者名/発表者名
      L.J. Diguna, Q. Shen. A. Sato, K. Katayama, T. Sawada, and T. Toyoda
    • 雑誌名

      Mater. Sci. Eng C Vol.27

      ページ: 1514-1520

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Crystal Growth of CdSe Quantum Dots Adsorbed on Nano-particle, Inverse Opal, and Nanotube TiO_2 Photoelectrodes Characterized by Photoacoustic Spectroscopy2007

    • 著者名/発表者名
      T. Toyoda, T. Uehara, R. Suganuma, S. Tamura, A. Sato, K. Yamamoto, Q. Shen, and N. Kobayashi
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys Vol.46

      ページ: 4616-4621

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High Efficiency of CdSe Quantum Dot Sensitized TiO_2 Inverse Opal Solar Cells2007

    • 著者名/発表者名
      L.J. Diguna, Q. Shen, J. Kobayashi, and T.Toyoda
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett Vol.91

      ページ: 23116-23116

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optical Absorption, Photosensitization, and Ultrafast Carrier Dynamic Investigations of CdSe Quantum Dots Grafted onto Nanostructured SnO_2 Electrode and Fluorine Doped Tin Oxide(FTO)Glass2007

    • 著者名/発表者名
      Q. Shen, M. Yanai, K. Katayama, T. Sawada,and T. Toyoda
    • 雑誌名

      Chem. Phys. Lett Vol.442

      ページ: 89-96

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Phonon Polariton Generation and Detection Using Near-Field Heterodye Transient Grating Method2007

    • 著者名/発表者名
      K. Katayama
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett. 90

      ページ: 171117-171119

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optical Absorption and Ultrafast Carrier Dynamics Characterization of CdSe Quantum Dots Deposited on Different Morphologies of Nanostructured TiO_2 Films2007

    • 著者名/発表者名
      L. J. Diguna
    • 雑誌名

      Mater. Sci. Eng. C 27

      ページ: 1514-1520

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      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Crystal Growth of CdSe Quantum Dots Adsorbed on Nano-particle, Inverse Opal, and Nanotube TiO_2 Photoelectrodes Characterized by Photoacoustic Spectroscopy2007

    • 著者名/発表者名
      T. Toyoda
    • 雑誌名

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      ページ: 4616-4621

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  • [雑誌論文] High Efficiency of CdSe Quantum-Dot-Sensitized TiO_2 Inverse Opal Solar Cells2007

    • 著者名/発表者名
      L. J. Diguna
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett. 91

      ページ: 23116-23118

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  • [雑誌論文] Optical Absorption, Photosensitization, and Ultrafast Carrier Dynamic Investigations of CdSe Quantum Dots Grafted onto Nanostructured SnO_2 Electrode and Fluorine-Doped Tin Oxide (FTO) Glass2007

    • 著者名/発表者名
      Q. Shen
    • 雑誌名

      Chem. Phys. Lett. 442

      ページ: 89-96

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      2007 実績報告書
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  • [雑誌論文] The Influence of Chemical Post Etching and UV Irradiation on the Optical Absorption and Thermal Diffusivity of Porous Silicon Studied by Photoacoustic Technique2006

    • 著者名/発表者名
      Q. Shen, M. Inoguchi, T. Toyoda
    • 雑誌名

      Thin Solid Films Vol.499

      ページ: 161-167

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      2008 研究成果報告書
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  • [雑誌論文] Photoacoustic and Photoelectrochemical Characterization of CdSe Sensitized TiO2 Electrodes Composed of Nanotubes and Nanowires2006

    • 著者名/発表者名
      Q. Shen, T. Sato, M. Hashimoto, C.C.Chen, T. Toyoda
    • 雑誌名

      Thin Solid Films Vol.499

      ページ: 299-305

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  • [雑誌論文] Photoexcited Hole Dynamics of TiO_2 Nanocrystalline Films characterized using a Lens Free Heterodyne Detection Transient Grating Technique2006

    • 著者名/発表者名
      Q. Shen, K. Katayama, T. Sawada, M.Yamaguchi, Y. Kumagai, and T. Toyoda
    • 雑誌名

      Chem. Phys. Lett 419

      ページ: 464-468

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  • [雑誌論文] Optical absorption, photoelectrochemical, and ultrafast carrierdynamic investigations of TiO_2 electrodes composed of nanotubes and nanowires sensitized with CdSe quantum dots2006

    • 著者名/発表者名
      Q. Shen, K. Katayama, T. Sawada, M.Yamaguchi and T. Toyoda
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys Vol.45

      ページ: 5569-5574

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  • [雑誌論文] Photoacoustic and photoelectrochemical characterization of inverse opal TiO_2 sensitized with CdSe quantum dots2006

    • 著者名/発表者名
      L.J. Diguna, M. Murakami, A. Sato, Y. Kumagai, T. Ishihara, N. Kobayashi, Q. Shen and T. Toyoda
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys Vol.45

      ページ: 5563-5568

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    • 著者名/発表者名
      M. Yamaguchi, K. Katayama, Q. Shen, T. Toyoda and T. Sawada
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      ページ: 192-196

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    • 著者名/発表者名
      Q.Shen
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics 45

      ページ: 5569-5574

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      Q.Shen
    • 雑誌名

      Thin Solid Films 499

      ページ: 161-167

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      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Photoacoustic and Photoelectrochemical Characterization of CdSe-Sensitized TiO_2 Electrodes Composed of Nanotubes and Nanowires2006

    • 著者名/発表者名
      Q.Shen
    • 雑誌名

      Thin Solid Films 499

      ページ: 299-305

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      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Photoexcited Hole Dynamics of TiO_2 Nanocrystalline Films characterized using a Lens-Free Heterodyne Detection Transient Grating Technique2006

    • 著者名/発表者名
      Q.Shen
    • 雑誌名

      Chemical Physics Letters 419

      ページ: 464-468

    • 関連する報告書
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  • [雑誌論文] Carrier Dynamics in Porous Silicon Studied with a Near-Field Heterodyne Transient Grating Method2006

    • 著者名/発表者名
      M.Yamaguchi
    • 雑誌名

      Chemical Physics Letters 427

      ページ: 192-196

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  • [雑誌論文] Optical Absorption and Ultrafast Carrier Dynamics Characterization of CdSe Quantum Dots Deposited on Different Morphologies of Nanostructured TiO_2 Films

    • 著者名/発表者名
      Lina J Diguna
    • 雑誌名

      Mater. Sci. Eng. C (印刷中)

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    • 著者名/発表者名
      小鹿倉淳、沈青、豊田太郎
    • 学会等名
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      2008-10-08
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      東京
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      2008 Material Research Society Spring Meeting
    • 発表場所
      San Francisco, USA
    • 年月日
      2008-03-23
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    • 学会等名
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    • 発表場所
      つくば
    • 年月日
      2007-11-14
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    • 発表場所
      Kyoto, invited
    • 年月日
      2007-11-05
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] 光音響分光法を用いたポーラスシリコンの熱物性評価-その2-2007

    • 著者名/発表者名
      加藤侑志、沈青、豊田太郎
    • 学会等名
      第54回応用物理学関係連合講演会講演予稿集
    • 発表場所
      東京(1522)
    • 年月日
      2007-03-27
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] CdSe量子ドット増感したナノ構造TiO_2電極における光電変換効率の評価2007

    • 著者名/発表者名
      沈青、小林純也、Lina J Diguna、豊田太郎
    • 学会等名
      第54回応用物理学関係連合講演会講演予稿集
    • 発表場所
      東京(690)
    • 年月日
      2007-03-27
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] ZnSを保護膜としたCdS量子ドット増感型太陽電池の光電変換特性2007

    • 著者名/発表者名
      佐藤彰、小林純也、沈青、豊田太郎
    • 学会等名
      第54回応用物理学関係連合講演会講演予稿集
    • 発表場所
      東京(690)
    • 年月日
      2007-03-27
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] 光音響分光法によるCdSe量子ドット吸着したポーラスシリコンの熱物性評価2007

    • 著者名/発表者名
      沈 青
    • 学会等名
      第55回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2007-03-27
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Characterization of carrier dynamics in semiconductor nanomaterials using near-field heterodyne transient grating method2007

    • 著者名/発表者名
      Q. Shen
    • 学会等名
      the 2007 Internatinal Microprocesses and Nanotechnology Conference
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] 電子材料ハンドブック2006

    • 著者名/発表者名
      沈 青(共著)
    • 出版者
      朝倉書店
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書

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公開日: 2006-04-01   更新日: 2016-04-21  

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