| 研究課題/領域番号 |
21K20393
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| 研究種目 |
研究活動スタート支援
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
0301:材料力学、生産工学、設計工学、流体工学、熱工学、機械力学、ロボティクス、航空宇宙工学、船舶海洋工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 国立研究開発法人物質・材料研究機構 (2022)
東北大学 (2021) |
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研究代表者 |
張 秦強 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, NIMSポスドク研究員 (90911082)
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| 研究期間 (年度) |
2021-08-30 – 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 |
3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | two-dimentional material / semiconductor / DFT calculation / vapor transport method / 2D materials / germanium monosulfide / optoelectronics / Graphene nanoribbon / Biochemical sensor / Strain-induced / First-principles / Strain-controlled / Molecule selectivity |
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| 研究開始時の研究の概要 |
The present research is to develop a theoretical model for understanding the mechanism of strain-induced change of adsorption behavior in different gas environment conditions around the interface between metallic and piezoresistive graphene nano-ribbons via utilizing multi-scale simulation methods.
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| 研究成果の概要 |
高い安全性と信頼性のある人間社会の持続可能な発展を確保するためには、日常環境を常に監視できる電子デバイスの開発が重要である。この研究では、第一原理計算により、二次元（2D）センシング材料と有害ガス分子間のひずみ誘起電荷移動の変化が調査され、感知原理が解明された。さらに、直接バンドギャップを持つ新しい2D材料も研究開発された。蒸気輸送法を用いて数十マイクロメートルの大きさの高品質単結晶を合成することに成功した。単結晶の形態とその異方性を持つ電子-フォノン相互作用が観察された。新しい2D材料は、トランジスタ、生化学センサー、光検出器など、次世代電子デバイスの開発において大きな潜在性を示した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
二次元層状半導体は最も魅力的な材料の一つとして、高性能、高信頼性、高効率な次世代バイオケミカルセンサーの開発に大きな潜在能力を持っている。次世代バイオケミカルセンサーの開発を加速するために、センシング原理の解明と新しい二次元材料の開発に関する研究は、基盤研究として重要であり、将来の研究者やエンジニアに役立ちがある。本研究開発したフレキシブルバイオケミカルセンサーが人間の皮膚につけられて、日常環境の常時監視が可能である。
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