カーボンナノチューブ-酸化物複合化センサのNO2検知機構の解明

• 研究課題/領域番号: 19681012
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: ナノ材料・ナノバイオサイエンス
• 研究機関: 立命館大学
• 研究代表者: 橋新 剛 立命館大学, 生命科学部応用化学科, 助教 (20336184)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2008
• 研究課題ステータス: 完了 (2008年度)
• 配分額: 23,660千円 (直接経費: 18,200千円、間接経費: 5,460千円); 2008年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2007年度: 22,230千円 (直接経費: 17,100千円、間接経費: 5,130千円)
• キーワード: CNT-酸化物センサ / NO2吸着 / p-n接合 / 空間電荷層 / NO_2吸着 / P-n接合 / 酸化物-カーボンナノチューブ複合体 / 電子濃度分布

研究概要

p型半導体であるカーボンナノチューブ(CNT)にn型半導体である酸化タングステン(WO3)、酸化スズ(SnO2)などの酸化物を微量添加した時に、p-n接合の形成にともない電荷が存在しない空間電荷層が半導体表面に形成される。NO2などの酸化性ガスがその空間電荷層に吸着するとホールが注入され、電気抵抗が減少することを明らかにした。また、酸化物をCNTの筒の内側に導入することで、NO2の吸着量が大幅に増加することを見出した。

研究成果

• [雑誌論文] Conductivity-Type Sensor Based on CNT-WO3 Composite for NO2 Detection (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Hashishin, J. Tamaki
  • 雑誌名: J. Nanomaterials 352854 ページ: 4-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ultrahigh-sensitive WO3 nanosensor with interdigitated Au nano-electrode for NO2 detection (2008)
  • 著者名/発表者名: J. Tamaki, T. Hashishin, Y. Uno, D. V. Dao, S. Sugiyama
  • 雑誌名: Sens. Actuators B 132 ページ: 234-238
  • 査読あり
• [雑誌論文] Au-Pd Catalyzed Growth of Carbon Nanofibers Mat (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Hashishin, J. Tamaki
  • 雑誌名: Mater. Chem. Phys. 111 ページ: 54-58
  • 査読あり
• [雑誌論文] カーボンナノチューブを用いた抵抗型ガスセンサ (2008)
  • 著者名/発表者名: 橋新剛
  • 雑誌名: 化学センサ2007(ナノ化学センサ特集) 24 ページ: 36-42
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nanocomposites of oxide nanoparticles and carbon nanotubes for gas sensor (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Hashishin, J. Tamaki
  • 雑誌名: Proc. of 16th International Conference of Composite Engineering ページ: 417-418
  • 査読あり
• [雑誌論文] Conductivity-Type Sensor Based on CNT-WO_3 Composite for NO_2 Detection (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Hashishin, J. Tamaki
  • 雑誌名: J. Nanomaterials 2008 ページ: 352854-352854
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ultrahigh-sensitive WO_3 nanosensor with interdigitated Au nano-electrode for NO_2 detection (2008)
  • 著者名/発表者名: J. Tamaki, T. Hashishin. Y. Uno, D. V. Dao, S. Sugiyama
  • 雑誌名: Sens. Actuators B 132 ページ: 234-238
  • 査読あり
• [雑誌論文] Au-Pd Catalyzed Growth of Carbon Nanofibers Mat (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Hashishin. J. Tamaki
  • 雑誌名: Mater. Chem. Phys. 111 ページ: 54-58
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nanocomposites of oxide nanoparticles and carbon nanotubes for gas sensor (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Hashishin, J. Tamaki
  • 雑誌名: Proc. of 16^<th> International Conference of Composite Engineering 24 ページ: 417-418
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ultrahigh-sensitive WO_3 nanosensor with interdigitated Au nano-electrode for NO_2 detection (2008)
  • 著者名/発表者名: J. Tamaki, T. Hashishin, Y. Uno, D. V. Dao, S. Sugiyama
  • 雑誌名: Sens. Actuators B (In press)
  • 査読あり
• [学会発表] 酸化スズ修飾多層カーボンナノチューブのNO2検知特性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 橋新剛, 岸孝宏, 玉置純
  • 学会等名: ナノ学会第7回大会
  • 発表場所: 東京大学武田先端知ビル
  • 年月日: 2009-05-11
• [学会発表] 酸化スズ修飾多層カーボンナノチューブのNO_2検知特性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 橋新剛, 岸孝宏, 玉置純
  • 学会等名: ナノ学会第7回大会
  • 発表場所: 東京大学先端知ビル
  • 年月日: 2009-05-11
• [学会発表] Chemical modification of carbon nanotubes for NO_2 detection (Invited) (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Hashishin
  • 学会等名: The 4^<th> Vietnamese & Japanese Students Scientific Exchange Conference
  • 発表場所: Kyoto Univ. Yoshida Campus
  • 年月日: 2009-05-11
• [学会発表] 酸化物内包多層カーボンナノチューブの二酸化窒素検知特性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 橋新剛, 岸孝宏, 玉置純
  • 学会等名: 第47回化学センサ研究発表会(電気化学会第76回大会)
  • 発表場所: 京都大学吉田キャンパス
  • 年月日: 2009-03-29
• [学会発表] Controlling Growth of Vertically Aligned MWNT by PECVD (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Tsuda, T. Hashishin, J. Tamaki
  • 学会等名: IUMRS-ICA2008
  • 発表場所: Nagoya International Congress
  • 年月日: 2008-12-10
• [学会発表] Controlling. Growth of Vertically Aligned MWNT by PECVD (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Tsuda, T. Hashishin, J. Tamaki
  • 学会等名: IUMRS-ICA2008
  • 発表場所: Nagoya International Congress
  • 年月日: 2008-12-10
• [学会発表] SnO2-MWNT複合化センサのNO2吸着特性に及ぼすSnO2担持状態の影響 (2008)
  • 著者名/発表者名: 橋新剛, 岸孝宏, 玉置純
  • 学会等名: 日本セラミックス協会関西支部平成20年度支部セミナ-シーズ/ニーズのマッチングによる新たな展開を求めて-
  • 発表場所: 京都大学ローム記念館
  • 年月日: 2008-11-21
• [学会発表] SnO_2-MWNT複合化センサのNO_2吸着特性に及ぼすSnO_2担持状態の影響 (2008)
  • 著者名/発表者名: 橋新剛, 岸孝宏, 玉置純
  • 学会等名: 日本セラミックス協会関西支部平成20年度支部セミナーシーズ/ニーズのマッチングによる新たな展開を求めて-
  • 発表場所: 京都大学ローム記念館
  • 年月日: 2008-11-21
• [学会発表] Chemical modification of carbon nanotubes for NO2 detection (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Hashishin
  • 学会等名: The 4th Vietnamese & Japanese Students Scientific Exchange Conference
  • 発表場所: Kyoto Univ. Yoshida Campus
  • 年月日: 2008-11-15
• [学会発表] Tin Oxide Nanoparticles Deposited Inside Multiwalled Carbon Nanotubes for Sensor Application (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Kishi, T. Hashishin, J. Tamaki
  • 学会等名: PRiME2008
  • 発表場所: Waikiki, Hawai
  • 年月日: 2008-10-12
• [学会発表] Tin Oxide Nanoparticles Deposited Inside Multiwalled Carbon Nanotubes for Sensor Application (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Kishi. T. Hashishin. J. Tamaki
  • 学会等名: PRiME2008
  • 発表場所: ワイキキ(ハワイ)
  • 年月日: 2008-10-12
• [学会発表] Nanocomposites of carbon nanotubes and oxides for sensor application (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Hashishin, J. Tamaki
  • 学会等名: The 16th International Conference of Composites Engineering
  • 発表場所: Kunming, China
  • 年月日: 2008-07-22
• [学会発表] Nano- composites of carbon nanotubes and oxides for sensor application (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Hashishin, J. Tamaki
  • 学会等名: The 16^<th> International Conference of Composites Engineering
  • 発表場所: 昆明(中国)
  • 年月日: 2008-07-22