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カーボンナノチューブ界面での電子輸送-ユビキタスガスセンサーへの道-

研究課題

研究課題/領域番号 18K18826
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分19:流体工学、熱工学およびその関連分野
研究機関広島大学

研究代表者

井上 修平  広島大学, 工学研究科, 准教授 (60379899)

研究分担者 千足 昇平  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (50434022)
井ノ上 泰輝  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (00748949)
研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2019年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2018年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
キーワード界面 / マイクロナノ / ガスセンサー / センサー / カーボンナノチューブ / 吸着
研究成果の概要

基板上に塗布されたCNT-CNT界面への分子吸着が近傍の誘電率に影響を与えることで薄膜の電気伝導性が変化することが実験的に確認された。薄膜の厚みがどの程度影響を与えるかを実験的に観察した。当初、CNTネットワークは空隙が大きく、分子スケールから考えると厚みはほとんど影響を与えないものと思われたが厚みを変化させてみると感度の低下が観測された。申膜厚を細かく変化させて影響を観察することで吸着分子の実行浸透深さを求めることに成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

現在主流のガスセンサーは消費電力が大きく、電源から独立して使用することができない。カーボンナノチューブを利用した超低電力ガスセンサーを実現するためにガス分子吸着による応答メカニズムを解明することを目的とし、成果を得た。このセンサーは吸着ガスの物理特性が影響するため分子種の特定まで将来的に期待できる。ナノスケール界面での電子輸送を明らかにすることはエレクトロニクスや生体医工学の分野への波及・貢献において期待できる。

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 7件)

  • [雑誌論文] Light and flexible gas sensors made of free-standing carbon nanotube paper2020

    • 著者名/発表者名
      Zhang Mengli、Inoue Shuhei、Matsumura Yukihiko
    • 雑誌名

      Chemical Physics Letters

      巻: 747 ページ: 137367-137367

    • DOI

      10.1016/j.cplett.2020.137367

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of thickness of carbon nanotube films on enhancement of sensor response2019

    • 著者名/発表者名
      Inoue Shuhei、Tomita Yoshihiro、Matsumura Yukihiko
    • 雑誌名

      Chemical Physics Letters

      巻: 734 ページ: 136730-136730

    • DOI

      10.1016/j.cplett.2019.136730

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Growth of single-walled carbon nanotubes by alcohol chemical vapor deposition with water vapor addition: Narrowing the diameter and chiral angle distributions2019

    • 著者名/発表者名
      H. Takezaki, T. Inoue, R. Xiang, S. Chiashi, S. Maruyama
    • 雑誌名

      Diamond and Related Materials

      巻: 96 ページ: 160-166

    • DOI

      10.1016/j.diamond.2019.05.009

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Regrowth and catalytic etching of individual single-walled carbon nanotubes studied by isotope labeling and growth interruption2019

    • 著者名/発表者名
      B. Koyano, T. Inoue, S. Yamamoto, K. Otsuka, R.Xiang, S. Chiashi, S. Maruyama
    • 雑誌名

      Carbon

      巻: 155 ページ: 635-642

    • DOI

      10.1016/j.carbon.2019.09.031

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Principles of detection mechanism for adsorbed gases using carbon nanotube nanomat2018

    • 著者名/発表者名
      Inoue, Shuhei; Yoshihiro, Tomita; Takuya, Kokabu, Matsumura, Yukihiko
    • 雑誌名

      Chemical Physics Letters

      巻: 709 ページ: 77-81

    • DOI

      10.1016/j.cplett.2018.08.040

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Growth process of individual single-walled carbon nanotubes analyzed by isotope labelling2019

    • 著者名/発表者名
      Taiki Inoue, Bunsho Koyano, Shun Yamamoto, Shota Hiraoka, Keigo Otsuka, Rong Xiang, Shohei Chiashi, Shigeo Maruyama
    • 学会等名
      20th International Conference on the Science and Application of Nanotubes and Low-dimensional Materials (NT19)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 同位体ラベルによる単層カーボンナノチューブの再成長の分析2019

    • 著者名/発表者名
      小矢野 文章, 山元 隼, 大塚 慶吾, 井ノ上 泰輝, 項 栄, 千足 昇平, 丸山 茂夫
    • 学会等名
      第66回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Molecular Physisorption on Carbon Nanotube Film2019

    • 著者名/発表者名
      Shuhei INOUE, Mengli Zhang Yoshihiro TOMITA, Yukihiko MATSUMURA
    • 学会等名
      Advanced Nano and Energy Materials, ANEM2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] パラジウムとカーボンナノチューブ複合材による水素ガスセンサーの開発2019

    • 著者名/発表者名
      Zou Muxuan,井上修平,松村幸彦
    • 学会等名
      マイクロナノ工学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Effect of film thickness on responsivity of carbon nanotube sensor2019

    • 著者名/発表者名
      Shuhei INOUE、Yoshihiro TOMITA、Yukihiko MATSUMURA
    • 学会等名
      International Conference on Diamond and Carbon Materials, ICDCM2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The Characteristics of Multi-walled Carbon Nanotubes Based Gas Sensors2019

    • 著者名/発表者名
      M.L. Zhang, S. Inoue, Y. Matsumura
    • 学会等名
      International Conference on Diamond and Carbon Materials, ICDCM2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Enhancing sensitivity of multi-walled carbon nanotube sensors for gas detection2019

    • 著者名/発表者名
      Mengli ZHANG S. Inoue, Y. Matsumura
    • 学会等名
      THE 3RD INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON FUELS AND ENERGY (ISFE2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] カーボンナノチューブ薄膜ガスセンサーの応答に対する膜厚の影響2019

    • 著者名/発表者名
      富田 圭裕, 井上 修平, 松村 幸彦
    • 学会等名
      第56回日本伝熱シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] カーボンナノチューブ薄膜のガス分子に対する応答特性2018

    • 著者名/発表者名
      富田 圭裕  井上 修平 松村 幸彦
    • 学会等名
      第55回日本伝熱シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of high response carbon nanotube gas sensor2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Tomita Shuhei Inoue Yukihiko Matsumura
    • 学会等名
      International Conference on Diamond and Carbon Materials
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fabrication of uniform multi-walled carbon nanotube film as a sensing material2018

    • 著者名/発表者名
      Shuhei INOUE, Mengli ZHANG, Yukihiko MATSUMURA
    • 学会等名
      International Conference on Diamond and Carbon Materials
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-07-25   更新日: 2021-02-19  

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