| 研究課題/領域番号 |
20H02159
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分21030:計測工学関連
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| 研究機関 | 東京農工大学 |
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研究代表者 |
生田 昂 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (80805929)
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| 研究分担者 |
正井 宏 東京大学, 大学院総合文化研究科, 助教 (70793149)
玉木 孝 京都大学, 工学研究科, 研究員 (90815490)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円)
2022年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2021年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2020年度: 10,010千円 (直接経費: 7,700千円、間接経費: 2,310千円)
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| キーワード | グラフェン / 分子検出 / センサ / 微量検出 / 検出素子 / 超分子 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、小型微量化学種分析装置の開発に必要となる高感度な官能基及び分子骨格の識別が可能な電子素子の開発及び、電子素子の静・動的な評価手法用いた分子検出機構の確立を行う。本研究では、目標の実現に向け、超分子修飾グラフェンを用いた官能基識別素子の開発を目指す。これはグラフェンデバイスに超分子化学の化学的相補性という観点を加えることで、微量有機化学種の官能基・骨格に由来する静的・動的な変化をデバイスパラメータの変化として信号抽出を可能にし、分子構造を判別するシステムの基幹技術となりうる素子を実現する。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、グラフェン上に超分子を修飾し、その後parts-per billionレベルの微量のターゲット分子を導入することで、グラフェン電界効果トランジスタ上で、静的な伝達特性変化や動的な周波数特性変化の観察に成功した。これにより、ターゲット分子の微量検出に成功するとともに、従来利用されてこなかった、周波数特性を利用した分子検出の可能性並びにターゲット分子の吸着による分子の電子状態評価への応用にも道を拓いた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では、従来から利用されてきたグラフェン電界効果トランジスタの静的な伝達特性評価と、動的な周波数特性を利用することで新たな分子検出手法の開拓を行った。これは、グラフェンデバイスの新たな応用分野を提案するとともに、従来の分子センサでは実現が困難であった分子の電子状態を評価が可能である。これらのことから、グラフェンの応用分野開拓のみならず、分子評価の新規手法の確立という、学術・応用のそれぞれの領域に広く貢献できる研究成果となっている。
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