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エピタキシャル薄膜製膜技術を利用した新規センサー構造の実用化

研究課題

研究課題/領域番号 22360289
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 構造・機能材料
研究機関東京工業大学

研究代表者

篠崎 和夫  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (00196388)

研究分担者 クロス ジェフリー S (CROSS Jeffrey / クロス ジェフリーS)  東京工業大学, 理工学研究科, 教授 (90532044)
櫻井 修  東京工業大学, 理工学研究科, 准教授 (20108195)
連携研究者 脇谷 尚樹  静岡大学, 工学部, 教授 (40251623)
木口 賢紀  東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (70311660)
研究期間 (年度) 2010 – 2012
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
19,110千円 (直接経費: 14,700千円、間接経費: 4,410千円)
2012年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2011年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2010年度: 11,050千円 (直接経費: 8,500千円、間接経費: 2,550千円)
キーワードセンサー材料 / 光機能材料 / ガスセンサー / 酸化物薄膜 / エピタキシャル / エピタキシャル薄膜 / ガス拡散型センサー / ガス吸着型センサー / ガス拡散センサー / ガス吸着センサー
研究概要

酸化物半導体微粒子を堆積した膜の粒子表面にガス吸着の際の電導性変化を利用したガス吸着型センサーや、酸化物イオン導電性材料の両面の酸素濃度差をつけ、酸化物イオンの拡散による起電力を測定するガス拡散型センサーにおいて、検出材料をエピタキシャル薄膜化したセンサーの研究を行った。その結果、ガス吸着型センサーでは膜厚をガス吸着感応層の厚さを23nm程度まで薄くすると高感度が実現できることや、ガス拡散型センサーでは膜厚を数百nm程度まで薄くし、さらに拡散の抵抗となる粒界をなくしたエピタキシャル薄膜化することで、従来の報告より低温でのセンサー動作の可能性を示した。

報告書

(4件)
  • 2012 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて 2013 2012 2011 2010

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 9件) 学会発表 (23件)

  • [雑誌論文] Effect of step edges on the growth of Pt thin films on oxide single-crystal substrates2013

    • 著者名/発表者名
      Tadashi Shiota, Hiroki Ito, Naoki Wakiya, Jeffrey Cross, Osamu Sakurai, Kazuo Shinozaki
    • 雑誌名

      Journal of the Ceramic Society of Japan

      巻: 121 号: 1411 ページ: 278-282

    • DOI

      10.2109/jcersj2.121.278

    • NAID

      130004950829

    • ISSN
      1348-6535, 1882-0743
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of step edges on the growth of Pt thin films on oxide single-crystal substrates2013

    • 著者名/発表者名
      Tadashi SHIOTA, Hiroki ITO, Naoki WAKIYA, Jeffrey CROSS, Osamu SAKURAI, Kazuo SHINOZAKI
    • 雑誌名

      Journal of the Ceramic Society of Japan

      巻: 121 ページ: 278-282

    • NAID

      130004950829

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of Oxygen Adsorption on Polaron Conductionin Nanometer-Scale Nb5+-, Fe3+-, andCr3+-Doped SrTiO Thin Films2011

    • 著者名/発表者名
      Toru Hara, Kazuo Shinozaki
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl.Phys.

      巻: 50 号: 6R ページ: 658071-658076

    • DOI

      10.1143/jjap.50.065807

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Aging Effect on Oxygen-Sensitive Electrical Resistance of SrTiO Thin Films2011

    • 著者名/発表者名
      Toru Hara, Takashi Ishiguro, Kazuo Shinozaki
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 50, 3 号: 6R ページ: 615011-1615015

    • DOI

      10.1143/jjap.50.061501

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ultraviolet- light- induced desorption of oxygen from SrTiO surfaces2011

    • 著者名/発表者名
      Toru Hara, Takashi Ishiguro, Kazuo Shinozaki
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys

      巻: 50 ページ: 415021-415026

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ultraviolet-light-induced desorption of oxygen from SrTiO3 surfaces2011

    • 著者名/発表者名
      Toru Hara, Takashi Ishiguro, Kazuo Shinozaki
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys.

      巻: 50 ページ: 415021-415026

    • NAID

      40018800872

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Oxygen- Concentration-Dependent Electrical Resistances of SrTiO-Based Thin Films2010

    • 著者名/発表者名
      Toru Hara, Takashi Ishiguro, and Kazuo Shinozaki
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys

      巻: 49 号: 4R ページ: 411041-411045

    • DOI

      10.1143/jjap.49.041104

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Annealing Effects on Sensitivity of Atomic-Layer-Deposited SrTiO3-Based Oxygen Sensors2010

    • 著者名/発表者名
      Toru Hara, Takashi Ishiguro, Kazuo Shinozaki
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys.

      巻: 49

    • NAID

      210000069222

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Oxygen-Concentration-Dependent Electrical Resistances of SrTiO3-Based Thin Films2010

    • 著者名/発表者名
      Toru Hara, Takashi Ishiguro, Kazuo Shinozaki
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys.

      巻: 49 ページ: 411041-411045

    • NAID

      40017085045

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] YSZ酸素センサーの低温駆動を目指した(La,Sr)(Co,Ni)O薄膜電極の電気特性評価2013

    • 著者名/発表者名
      永原,海老澤,浜崎,塩田、脇谷,櫻井,篠崎
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2013年3年会
    • 発表場所
      東京工業大学(東京)
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] YSZ酸素センサーの低温駆動を目指した (La,Sr)(Co,Ni)O3 薄膜電極の電気特性評価2013

    • 著者名/発表者名
      永原和聡・海老沢琢・浜崎純一・塩田忠・脇谷尚樹・櫻井修・篠崎和夫
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2013年年会
    • 発表場所
      東京工業大学西9号館(東京都)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Ti添加ZnFe_2O_4エピタキシャル薄膜のNO_2ガスセンシング特性評価2012

    • 著者名/発表者名
      荒井悠美, 佐藤聡真, Jeffrey Cross, 塩田忠, 櫻井修, 篠崎和夫, 木口賢紀, 脇谷尚樹
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2012年年会講演予稿集,2B26,175
    • 発表場所
      京都大学、京都
    • 年月日
      2012-03-20
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書 2010 実績報告書
  • [学会発表] PLD 法によるエピタキシャル YSZ薄膜を用いた酸素センサーの作製と評価2012

    • 著者名/発表者名
      海老澤, 永原, 浜崎, 塩田, 櫻井, J. Cross, 篠崎, 脇谷
    • 学会等名
      日本セラミックス協会エレクトロセラミックス研究討論会
    • 発表場所
      東京工業大学 (東京)
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] YSZ薄膜酸素センサー状に形成した(La,Sr)(Co,Ni)O電極の低温動作特性評価2012

    • 著者名/発表者名
      永原,海老澤,塩田,櫻井,篠崎,脇谷
    • 学会等名
      日本セラミックス協会関東支部研究発表会
    • 発表場所
      静岡大学(静岡)
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Ti添加物ZnFe_2O_4エピタキシャル薄膜へのガス吸着特性に及ぼす光照射の影響2012

    • 著者名/発表者名
      佐藤,荒井,塩田,櫻井,篠崎,脇谷
    • 学会等名
      日本セラミック協会関東支部研究発表会
    • 発表場所
      静岡大学(静岡)
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Ti添加ZnFe_2O_4エピタキシャル薄膜のNO_2ガスセンシング特性評価2012

    • 著者名/発表者名
      荒井,佐藤,J.Cross,塩田,櫻井,篠崎,木口,脇谷
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2012年年会講演予稿集
    • 発表場所
      京都大学(京都)
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] YSZ薄膜酸素センサー上に形成した(La,Sr)(Co,Ni)O3 電極の低温動作特性評価2012

    • 著者名/発表者名
      永原和聡、海老沢琢、塩田忠、櫻井修、篠崎和夫、脇谷尚樹
    • 学会等名
      日本セラミックス協会関東支部研究発表会
    • 発表場所
      静岡大学浜松キャンパス(静岡県)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Ti添加ZnFe2O4エピタキシャル薄膜への ガス吸着特性に及ぼす光照射の影響2012

    • 著者名/発表者名
      佐藤聡真,荒井悠美,塩田忠,櫻井修,篠崎和夫,脇谷尚樹
    • 学会等名
      日本セラミックス協会関東支部研究発表会
    • 発表場所
      静岡大学浜松キャンパス(静岡県)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] PLD法によるエピタキシャルYSZ薄膜を用いた酸素センサーの作製と評価2012

    • 著者名/発表者名
      海老澤琢・永原和聡・浜崎純一・塩田忠・櫻井修・Jeffrey Cross・篠崎和夫・脇谷尚樹
    • 学会等名
      日本セラミックス協会エレクトロセラミックス研究討論会
    • 発表場所
      東京工業大学西9号館(東京都)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Ti添加ZnFe_2O_4エピタキシャル薄膜のNO_2ガスセンシング特性評価2011

    • 著者名/発表者名
      荒井悠美, 稲葉悠介, 佐藤総真, 脇谷尚樹, 木口賢紀, Jeffrey Cross, 櫻井修, 篠崎和夫
    • 学会等名
      第31回エレクトロセラミックス研究討論会講演予稿集,2P-28,68
    • 発表場所
      東京大学、東京
    • 年月日
      2011-10-29
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Control of crystal orientations in epitaxial thin-films by introducing atomic layer buffers on Si and oxide substrates2011

    • 著者名/発表者名
      K.Shinozaki, H.-Y.Go, T.Kiguchi, N.Wakiya, J.S.Cross, O.Sakurai
    • 学会等名
      The 1^<st> International Conference on CIGS Solar Cells and Electronic Materials
    • 発表場所
      National Taiwan University, Taiwan
    • 年月日
      2011-10-14
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Control of crystal 3 orientations in epitaxial thin-films by introducing atomic layer buffers on Si and oxide substrates2011

    • 著者名/発表者名
      K. Shinozaki, H.-Y. Go, T. Kiguchi, N. Wakiya, J.S. Cross, O. Sakurai
    • 学会等名
      The 1st International Conference on CIGS SolarCells and Electronic Materials (招待講演)
    • 発表場所
      National Taiwan University (Taipei,Taiwan)
    • 年月日
      2011-10-01
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Si基板上にエピタキシャル成長したYSZ薄膜の電気伝導度の温度依存性2011

    • 著者名/発表者名
      海老澤琢, 永原和聡, 木口賢紀, 脇谷尚樹, Cross Jeffrey, 櫻井修, 篠崎和夫
    • 学会等名
      第27回日本セラミックス協会関東支部研究発表会講演要旨集,1B12,34
    • 発表場所
      千葉大学、千葉県
    • 年月日
      2011-09-29
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] エピタキシャルYSZ薄膜を用いた酸素センサの特性におよぼす残留応力の影響2011

    • 著者名/発表者名
      篠崎和夫, 村上晃浩, 海老沢琢, 脇谷尚樹, 木口賢紀, Cross Jeffrey, 櫻井修
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第24回秋季シンポジウム講演予稿集,2D05,92
    • 発表場所
      北海道大学、北海道
    • 年月日
      2011-09-08
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] PLD法で作製したZnIn2O4薄膜の結晶構造2011

    • 著者名/発表者名
      種村和幸, 坂元尚紀, 篠崎和夫, 鈴木久男, 脇谷尚樹
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2011年年会講演予稿集,3B22,262
    • 発表場所
      静岡大学、静岡
    • 年月日
      2011-03-18
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Effect of Annealing Conditions on NO2 Gas Sensing Characteristics of Ti doped Zinc Ferrite Thin Films by PLD2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Arai, Y.Inaba, N.Wakiya, T.Kiguchi, J.Cross, O.Sakurai, K.Shinozaki
    • 学会等名
      Fourth International Conference on Science and Technology of Advanced Ceramics, PP19
    • 発表場所
      Mielparque-Yokohama、Kanagawa
    • 年月日
      2011-03-16
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Effect of Residual Stress on Ionic Conductivity of YSZ Thin Films" Akihiro Murakami (1), Naoki Wakiya (2), Takanori Kiguchi (3), Jeffrey2011

    • 著者名/発表者名
      A.Murakami, N.Wakiya, T.Kiguchi, J.Cross, O.Sakurai, K.Shinozaki
    • 学会等名
      Fourth International Conference on Science and Technology of Advanced Ceramics, PP55
    • 発表場所
      Mielparque-Yokohama、Kanagawa
    • 年月日
      2011-03-16
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Ti添加ZnFe_2O_4エピタキシャル薄膜のNO_2ガスセンシング特性評価2011

    • 著者名/発表者名
      荒井,稲葉,佐藤,脇谷,木口,J.Cross,櫻井,篠崎
    • 学会等名
      第31回エレクトロセラミックス研究討論会講演予稿集
    • 発表場所
      東京大学(東京)
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Si基板上にエピタキシャル成長したYSZ薄膜の電気伝導度の温度依存性2011

    • 著者名/発表者名
      海老澤,永原,木口,脇谷,C.Jeffrey,櫻井,篠崎
    • 学会等名
      第27回日本セラミックス協会関東支部研究発表会講演要旨集
    • 発表場所
      千葉大学(千葉)
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] エピタキシャルYSZ薄膜を用いた酸素センサの特性におよぼす残留応力の影響2011

    • 著者名/発表者名
      篠崎,村上,海老沢,脇谷,木口,C.Jeffrey,櫻井
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第24回秋季シンポジウム
    • 発表場所
      北海道大学(札幌)
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Effect of Residual Stress on Ionic Conductivity of YSZ Thin Films2010

    • 著者名/発表者名
      A. Murakami, N. Wakiya, T. Kiguchi, J. Cross, O.Sakurai, K. Shinozaki
    • 学会等名
      Fourth International Conference on Science and Technology of Advanced Ceramics
    • 発表場所
      Mielparque Yokohama (Kanagawa)
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Effect of Annealing Conditions on NO Gas Sensing Characteristics of Ti doped Zinc Ferrite Thin Films by PLD2010

    • 著者名/発表者名
      Y. Arai, Y. Inaba, N. Wakiya, T. Kiguchi, J.Cross, O.Sakurai,K.Shinozaki
    • 学会等名
      Fourth International Conference on Science and Technology of Advanced Ceramics
    • 発表場所
      Mielparque Yokohama (Kanagawa)
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書

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公開日: 2010-08-23   更新日: 2019-07-29  

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