マイクロLEDとの一体化で実現するMoS2薄膜によるVOCガスのリアルタイム検知

• 研究課題/領域番号: 23K26498
• 補助金の研究課題番号: 23H01805 (2023)
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 基金 (2024); 補助金 (2023)
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分28030:ナノ材料科学関連
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 田畑 博史 大阪大学, 大学院工学研究科, 准教授 (00462705)
• 研究分担者: 市川 修平 大阪大学, 大学院工学研究科, 助教 (50803673) ; 片山 光浩 大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (70185817) ; 久保 理 岐阜大学, 工学部, 教授 (70370301)
• 研究期間 (年度): 2023-04-01 – 2027-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 19,370千円 (直接経費: 14,900千円、間接経費: 4,470千円); 2026年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円); 2025年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円); 2024年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円); 2023年度: 12,610千円 (直接経費: 9,700千円、間接経費: 2,910千円)
• キーワード: 光活性化 / ガスセンサ / MoS2 / 揮発性化合物 / マイクロLED / 揮発性有機化合物 / 分子識別

研究開始時の研究の概要

二硫化モリブデン（MoS2）の単層膜を用いたガスセンサは、可視光照射下で高い活性化効果が得られることから、IoTデバイス用途の超低消費電力ガスセンサとして有望である。しかし、高い活性化効果はNO2などの酸化性ガスに限られている。そこで本研究では、このMoS2センサをマイクロLED素子上に搭載して、光源と一体化させることで高強度の光照射を可能にし、これにより、MoS2の光活性化効果を高め、検知可能な分子種の拡大、とりわけ揮発性有機化合物（VOC）分子をｐｐｂオーダーで高感度検知することを目指す。さらにマイクロＬＥＤの集積性や高速光変調性を利用して、リアルタイムの分子識別センシングを目指す。