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p型酸化亜鉛ナノワイヤ/磁性粒子を利用した医療用自己発電高感度センサーの開発

研究課題

研究課題/領域番号 18F17358
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
研究分野 ナノ材料工学
研究機関国立研究開発法人物質・材料研究機構

研究代表者

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)

研究分担者 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
研究期間 (年度) 2018-04-25 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2019年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2018年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワード酸化亜鉛 / ナノワイヤ / ドーピング / アンチモン / 空隙
研究実績の概要

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。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (2件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 3件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Three-dimensional radial junction solar cell based on ordered silicon nanowires2019

    • 著者名/発表者名
      Chen Junyi、Subramani Thiyagu、Jevasuwan Wipakorn、Pradel Ken C、Fukata Naoki
    • 雑誌名

      Nanotechnology

      巻: 30 号: 34 ページ: 344001-344001

    • DOI

      10.1088/1361-6528/ab0451

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Investigation of nanoscale voids in Sb-doped p-type ZnO nanowires2018

    • 著者名/発表者名
      Pradel Ken C、Uzuhashi Jun、Takei Toshiaki、Ohkubo Tadakatsu、Hono Kazuhiro、Fukata Naoki
    • 雑誌名

      Nanotechnology

      巻: 29 号: 33 ページ: 335204-335204

    • DOI

      10.1088/1361-6528/aac8c8

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Si Nanotube Structures Fabricated by Wet Etching of ZnO/Silicon Core-Shell Nanowires2019

    • 著者名/発表者名
      X. Zheng, Y. Sun, W. Jevasuwan, K. Pradel, and Naoki Fukata
    • 学会等名
      MANA International Symposium 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Investigation of Nanoscale Voids in Sb-doped p-type ZnO nanowires2018

    • 著者名/発表者名
      Ken C. Pradel, Jun Uzuhashi, Toshiaki Takei, Tadakatsu Ohkubo, Kazuhiro Hono, and Naoki Fukata
    • 学会等名
      Nanowire Week 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Investigation of Nanoscale Voids in Sb-Doped p-Type ZnO Nanowires2018

    • 著者名/発表者名
      K.C. Pradel, J. Uzuhashi, T. Takei, T. Ohkubo, K. Hono, N. Fukata
    • 学会等名
      SSDM 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考]

    • URL

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

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考]

    • URL

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

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考]

    • URL

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

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2018-05-01   更新日: 2024-03-26  

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