| 研究課題/領域番号 |
20K04504
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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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 | 千葉工業大学 |
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研究代表者 |
安藤 毅 千葉工業大学, 工学部, 准教授 (00712431)
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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 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2021年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2020年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
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| キーワード | 酸化物半導体 / ガスセンサ / スパッタリング法 / 電気的特性 / キャリア密度 / 膜厚 / サファイア基板 / 結晶性薄膜 / VOC |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では，酸化物半導体式のガスセンサにおいて「感度向上に寄与する一方で，電気的特性に不利な粒子状のボトルネック構造は必須であるのか」という学術的「問い」が研究の骨子となる。
まず，界面の少ないSnO2薄膜結晶を，酸素欠損を補償するプロセスによってセンサ膜として成膜し，ガス感度に優位な高電子移動度と低電子密度を実現する。さらに，薄膜結晶であることを利用した膜厚，表面形態の最適化，貴金属表面修飾やデバイス化などによる感度増幅によって，従来の粒子状薄膜のガスセンサと異なる原理で病理診断に応用可能な1ppbのガス感度を達成する。
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| 研究成果の概要 |
本研究では，薄膜結晶状の酸化物半導体ガスセンサを用い，VOCに対し1 ppbのガス感度を達成することを目的とした。まず，高感度なセンサ膜を得るための成膜を実現できる真空装置の設計，作製を行った。それに続き，センサに適した半導体の電気的特性を得るための膜厚依存性の検討および，酸素補償プロセスの検討を行い，提案手法による感度向上が確認された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究の成果は，ガスセンサの医療応用の際に求められる高感度化手法の一つである。本研究成果のみで社会の需要に応えることが不可能でも，これまでの様々な研究者の知見と複合させ，目的を達成することが可能である。またこの研究成果は，酸化物半導体の製造，物性などの研究分野へと還元され得るものである。
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