• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

Functionalized-graphene sensor on the hydrophobic surface for the selective detection of ppb-level volatile organic compounds (VOCs)

研究課題

研究課題/領域番号 21K14510
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分28050:ナノマイクロシステム関連
研究機関東京大学 (2022-2023)
北陸先端科学技術大学院大学 (2021)

研究代表者

RAMARAJ SankarGanesh  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 特任研究員 (20896295)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードGraphene / Health care / Acetone / Ethanol / SAW sensor / Zeolite / Activated carbon / Gas sensor / Hydrophobic / Volatile gas molecules / Nanosensor
研究開始時の研究の概要

The research aims to (1) demonstrate the novel method to reduce the adsorption of oxygen and water molecules on graphene nanoribbon field-effect transistor (GNR-FET) with fluoropolymer GNR (FGNR) as a dielectric and hydrophobic layer, (2) detect multiple volatile organic compounds (VOC) with 1 ppt sensitive and selective detection of individual VOC gas molecules.

研究成果の概要

我々は、200 x 200 nmのサイズのグラフェンナノリボンFETの表面に金属ナノ粒子と活性炭分子篩を修飾することに成功した。活性炭 分子篩によって機能化されたグラフェンFET を使用して、150℃以下のセンサ温度で 50 ppb 濃度のエタノールガス分子検出を実現した。アルミニウムナノ粒子で機能化されたグラフェンは、リアルタイム大気中でアンモニアガス分子に対して優れた感度と選択性を示した。また、表面弾性波技術を用いることでさらに低濃度のアセトンガス分子を検出した。 グラフェンを用いた表面弾性波ガスセンサは、実際の大気下でアセトンガス分子 (800 ppt) に対するガス応答の向上を示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

Scientific and social significance of your research achievements
We have achieved the detection of acetone molecules at parts per trillion at room temperature. Our device can be utilized to detect disease at an early stage in human beings and provide a healthy life to everyone.

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2024 2023 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (16件) (うち国際共著 14件、 査読あり 16件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Synergistic Fabrication, Characterization, and Prospective Optoelectronic Applications of DES grafted Activated Charcoal Dispersed PVA Films2024

    • 著者名/発表者名
      Lokesh Kumar S, Binish C J, J.Rajprasad, Sumaiya Tabassum, Vivekananthan Sadaiyandi, Sankar Ganesh Ramaraj, Mohammad Ahmad Wadaan, Nikolai Ivanovich Vatin, Santhosh Govindaraju, Vijayasankar A V
    • 雑誌名

      Wiley Polymer for Advanced

      巻: - ページ: -

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Real-time detection of acetone gas molecules at ppt levels in an air atmosphere using a partially suspended graphene surface acoustic wave skin gas sensor2023

    • 著者名/発表者名
      Zhou Haolong、Ramaraj Sankar Ganesh、Ma Kaijie、Sarker Md Shamim、Liao Zhiqiang、Tang Siyi、Yamahara Hiroyasu、Tabata Hitoshi
    • 雑誌名

      Nanoscale Advances

      巻: 5 ページ: 6999~7008

    • DOI

      10.1039/D3NA00914A

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Thorn-like morphology of TiO2 hierarchical structures for efficient dye-sensitized solar cell application2023

    • 著者名/発表者名
      Arthi G.、Selvam Rajiv、Muthamizhchelvan C.、Hayakawa Y.、Ganesh Ramaraj Sankar
    • 雑誌名

      Materials Letters

      巻: 347 ページ: 134654~134654

    • DOI

      10.1016/j.matlet.2023.134654

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] First-Principles Calculations to Investigate the Structural, Electronic, Optical, and Elastic Constants; Thermal Conductivity; Raman Scattering; Mulliken Population; and XPS Loss Features of Boron Nitride Polytypes2023

    • 著者名/発表者名
      Zhang Zhongyong、Jiao Yongjie、S. K. S Saravana Karthikeyan、Ramaraj Sankar Ganesh、Zhang Fuchun、Nguyen Dang Nam、Qin Xuesong、Liu Xinghui
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry C

      巻: 127 ページ: 17213~17230

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.3c04086

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] First-Principles Calculations to Investigate Coupling Fe Doping with Oxygen Vacancies in Stannic Oxide and Their Physical Properties2023

    • 著者名/発表者名
      Ramaraj Sankar Ganesh、SKS Saravana Karthikeyan、Zhang Fuchun、Liu Xinghui、Kong Chang Yi
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry C

      巻: 127 ページ: 13414~13427

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.3c03627

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Structural, electronic, optical, elastic, thermodynamic and thermal transport properties of Cs<sub>2</sub>AgInCl<sub>6</sub> and Cs<sub>2</sub>AgSbCl<sub>6</sub> double perovskite semiconductors using a first-principles study2023

    • 著者名/発表者名
      Zhang Keqing、Zhang Lijun、Saravana Karthikeyan S. K. S.、Kong Chang Yi、Zhang Fuchun、Guo Xiang、Dang Nam Nguyen、Ramaraj Sankar Ganesh、Liu Xinghui
    • 雑誌名

      Physical Chemistry Chemical Physics

      巻: 25 ページ: 31848~31868

    • DOI

      10.1039/D3CP03795A

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Electronic, elastic properties and thermal conductivity of the major clinker phases of portland cement: Insights from first-principles calculations2023

    • 著者名/発表者名
      Ramaraj Sankar Ganesh、SKS Saravana Karthikeyan、zhang Fuchun、Liu Xinghui、Kong Chang YI
    • 雑誌名

      Vacuum

      巻: 215 ページ: 112340~112340

    • DOI

      10.1016/j.vacuum.2023.112340

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Cost‐effective dye‐sensitized solar cells based on rutile‐phase three‐dimensional <scp>TiO<sub>2</sub></scp> hierarchical nanostructures2023

    • 著者名/発表者名
      G. Arthi、Selvam Rajiv、Y. Hayakawa、J. Archana、M. Navaneethan、S. Ponnusamy、C. Muthamizhchelvan、Ramaraj Sankar Ganesh
    • 雑誌名

      Microscopy Research and Technique

      巻: 86 ページ: 813~822

    • DOI

      10.1002/jemt.24342

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Reconfigurable magnon interference by on-chip dynamic wavelength conversion2023

    • 著者名/発表者名
      Sarker Md Shamim、Yao Lihao、Yamahara Hiroyasu、Ma Kaijie、Liao Zhiqiang、Terao Kenyu、Tang Siyi、Ramaraj Sankar Ganesh、Seki Munetoshi、Tabata Hitoshi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 13 ページ: 4872(1-9)

    • DOI

      10.1038/s41598-023-31607-7

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] First-principles study on the role of anion in the physical properties of lead-free halide double perovskites2023

    • 著者名/発表者名
      Rajeev Kumar N.、Ramaraj Sankar Ganesh、Karthika P.C.、Mathew Nishitha P.、Radhakrishnan R.
    • 雑誌名

      Computational Materials Science

      巻: 218 ページ: 111975~111975

    • DOI

      10.1016/j.commatsci.2022.111975

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Solvothermal synthesis of 3D hierarchical rutile TiO2 nanostructures for efficient dye-sensitized solar cells2023

    • 著者名/発表者名
      Arthi G.、Archana J.、Navaneethan M.、Ponnusamy S.、Hayakawa Y.、Muthamizhchelvan C.、Ramaraj Sankar Ganesh
    • 雑誌名

      Materials Letters

      巻: 337 ページ: 133961~133961

    • DOI

      10.1016/j.matlet.2023.133961

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A review of flexible lead-free piezoelectric energy harvester2022

    • 著者名/発表者名
      Yue Ruifeng、Ramaraj Sankar Ganesh、Liu Hailong、Elamaran Durgadevi、Elamaran Vidya、Gupta Vinay、Arya Sandeep、Verma Sonali、Satapathi Soumitra、hayawaka Yasuhiro、Liu Xinghui
    • 雑誌名

      Journal of Alloys and Compounds

      巻: 918 ページ: 165653~165653

    • DOI

      10.1016/j.jallcom.2022.165653

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Carbon molecular sieve-functionalized graphene sensors for highly sensitive detection of ethanol2022

    • 著者名/発表者名
      Ramaraj Sankar Ganesh、Muruganathan Manoharan、Agbonlahor Osazuwa G.、Maki Hisashi、Onda Yosuke、Hattori Masashi、Mizuta Hiroshi
    • 雑誌名

      Carbon

      巻: 190 ページ: 359~365

    • DOI

      10.1016/j.carbon.2022.01.023

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] RF Sputtered Nb-Doped MoS<sub>2</sub> Thin Film for Effective Detection of NO<sub>2</sub> Gas Molecules: Theoretical and Experimental Studies2022

    • 著者名/発表者名
      Ramaraj Sankar Ganesh、Nundy Srijita、Zhao Pin、Elamaran Durgadevi、Tahir Asif Ali、Hayakawa Yasuhiro、Muruganathan Manoharan、Mizuta Hiroshi、Kim Sang-Woo
    • 雑誌名

      ACS Omega

      巻: 7 ページ: 10492~10501

    • DOI

      10.1021/acsomega.1c07274

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Clogging-Free Electrospinning of Micro-And Nanofibers From Polymer Solutions and Its Blends2022

    • 著者名/発表者名
      Satheesh Arjun、Ramaraj Sankar Ganesh、Alagiriswamy A. A.
    • 雑誌名

      Brazilian Journal of Physics

      巻: 52 ページ: 82

    • DOI

      10.1007/s13538-022-01087-7

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Development of morphologically engineered flower-like Hafnium doped ZnO with experimental and DFT validation for low-temperature and ultrasensitive detection of VOC gas2022

    • 著者名/発表者名
      1.Srijita Nundy, Sankar Ganesh Ramaraj, Manoharan Muruganathan, Aritra Ghosh, Asif Ali Tahir, Tapas Kumar Mallick, Joon-Shik Park, Hoo-Jeong Lee
    • 雑誌名

      Industrial & Engineering Chemistry Research

      巻: - ページ: -

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Suspended graphene Surface acoustic wave skin gas sensor for effective detection of acetone gas molecules2024

    • 著者名/発表者名
      Sankar Ganesh Ramaraj, Zhou Haolong, Hiroyasu Yamahara, Hitoshi Tabata
    • 学会等名
      The 71st JSAP Spring Meeting 2024
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 酸化物半導体マイクロパターン及びゼオライト複合センサによる短鎖脂肪酸ガスのセンシング2024

    • 著者名/発表者名
      高村 尭良, Sankar Ramaraj, Zang Chuanlai, 田畑, 仁
    • 学会等名
      The 71st JSAP Spring Meeting 2024
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Detection of acetone gas molecules from the human skin using Zeolite Functionalized Graphene FET gas sensor2023

    • 著者名/発表者名
      Sankar Ganesh Ramaraj, Zhou Haolong, Hiroyasu Yamahara, Hitoshi Tabata
    • 学会等名
      The 84th JSAP Autumn Meeting 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Graphene Surface Acoustic Wave Gas sensor for effective detection of acetone down to Ppt levels in the Air atmosphere2023

    • 著者名/発表者名
      Zhou Haolong, Sankar Ganesh Ramaraj, Hiroyasu Yamahara, Hitoshi Tabata
    • 学会等名
      The 84th JSAP Autumn Meeting 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Dynamic Redox Reaction-Driven Electrically Tunable Magnon FET2023

    • 著者名/発表者名
      Shamim sarker, Hiroyasu Yamahara, Kenyu Terao, Siyi Tang, Sankar G Ramaraj, Lihao Yao, EMK Ikball Ahamed, Munetoshi Seki, Hitoshi Tabata
    • 学会等名
      The 84th JSAP Autumn Meeting 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Enhanced acetone gas sensing using zeolite functionalized graphene nanoribbon FET in the real-air environment2023

    • 著者名/発表者名
      Sankar Ganesh Ramaraj, Zhou Haolong, Hiroyasu Yamahara, Hitoshi Tabata
    • 学会等名
      International Conference on Solid State Devices and Materials 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Ppt Level Detection of Acetone in Air atmosphere using Graphene Surface Acoustic Wave Gas Sensor2023

    • 著者名/発表者名
      Haolong Zhou, Ganesh Ramaraj Sankar, Hiroyasu Yamahara, Hitoshi Tabata
    • 学会等名
      2023年第70回応用物理学会 春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Zeolite functionalized graphene FET E-nose for selective detection of volatile organic compounds2023

    • 著者名/発表者名
      Sankar Ganesh Ramaraj, Haolong Zhou, Yuka Yamada, Hiroyasu Yamahara, Hitoshi Tabata
    • 学会等名
      2023年第70回応用物理学会 春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Catalyst-modified graphene FET towards ammonium gas sensing2022

    • 著者名/発表者名
      浜坂 省吾, Manoharan Muruganathan, Sankar Ganesh Ramaraj, 槇 恒, 恩田 陽介, 服部 将志, 水田 博
    • 学会等名
      第69回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Enhanced acetone gas sensing of activated carbon functionalized graphene nanoribbon FET in the real-air environment2021

    • 著者名/発表者名
      R. Sankar Ganesh, M. Manoharan, Gabriel Agbonlahor, H. Maki, M. Hattori, H. Mizuta
    • 学会等名
      82nd JSAP Autumn Meeting 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Charge neutrality point disparity based identification of ethanol gas molecules in activated carbon functionalized graphene2021

    • 著者名/発表者名
      R. Sankar Ganesh, M. Manoharan, Gabriel Agbonlahor, H. Maki, M. Hattori, K. Shimomai, H. Mizuta
    • 学会等名
      SSDM 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Real-time Conformational Switching of Graphene-Molecule van der Waals Bonding Complexes in Graphene Gas Sensors2021

    • 著者名/発表者名
      Osazuwa Gabriel Agbonlahor, Manoharan Muruganathan, Sankar Ganesh Ramaraj, Kohei Taketomi, Hisashi Maki, Masashi Hattori, Hiroshi Mizuta
    • 学会等名
      第82回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [備考] 田畑・松井・関研究室HP

    • URL

      http://www.bioxide.t.u-tokyo.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-11-21  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi