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フェムトワット熱量センサ

研究課題

研究課題/領域番号 25246031
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 応用物理学一般
研究機関東北大学

研究代表者

小野 崇人  東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90282095)

研究分担者 戸田 雅也  東北大学, 大学院工学研究科, 准教授 (40509890)
川合 祐輔  東北大学, 大学院工学研究科, 助教 (20451536)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
46,280千円 (直接経費: 35,600千円、間接経費: 10,680千円)
2015年度: 12,740千円 (直接経費: 9,800千円、間接経費: 2,940千円)
2014年度: 14,950千円 (直接経費: 11,500千円、間接経費: 3,450千円)
2013年度: 18,590千円 (直接経費: 14,300千円、間接経費: 4,290千円)
キーワード熱量センサ / 振動子 / 細胞 / マイクロチャンネル / サーミスタ / pn接合 / 温度センサ / マイクロセンサ / マイクロシステム
研究成果の概要

マイクロ加工技術を利用して、溶液中の単一細胞などの微量な熱量を分析する熱量センサを開発した。機械的な振動子の共振周波数が温度に依存することを利用したセンサであり、液中の試料からセンサまでを熱導波路を利用して熱を伝導することを特徴としている。また、振動型のセンサは、周囲を真空に保つことで熱絶縁し、熱損失を防いでいる。センサの小型化により、熱容量が小さくなり、わずかな熱量でも大きく温度が変化する。実際に単一細胞において、発熱を計測することに成功した。

報告書

(4件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (38件)

すべて 2016 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (16件) (うち査読あり 16件、 謝辞記載あり 12件) 学会発表 (22件) (うち国際学会 5件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] High Aspect Ratio SiO<sub>2</sub> Pillar Structures Capable of the Integration of an Image Sensor for Application of Optical Modulator2016

    • 著者名/発表者名
      N.V. Toan, Suguru Sangu, Takahito Ono
    • 雑誌名

      電気学会論文誌E(センサ・マイクロマシン部門誌)

      巻: 136 号: 2 ページ: 41-42

    • DOI

      10.1541/ieejsmas.136.41

    • NAID

      130005122063

    • ISSN
      1341-8939, 1347-5525
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Sensitive thermal microsensor with pn junction for heat measurement of a single cell2016

    • 著者名/発表者名
      Taito Yamada, Naoki Inomata, and Takahito Ono
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 55 号: 2 ページ: 027001-027001

    • DOI

      10.7567/jjap.55.027001

    • NAID

      210000146044

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Temperature-depended mechanical properties of microfabricated vanadium oxide mechanical resonators for thermal sensing2016

    • 著者名/発表者名
      N. Inomata, L. Pan, M. Toda, and T. Ono
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 55 号: 3 ページ: 037201-037201

    • DOI

      10.7567/jjap.55.037201

    • NAID

      210000146154

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] ulse-Reverse Electrodeposition and Micromachining of Graphene-Nickel Composite: An Efficient Strategy toward High-Performance Microsystem Application2016

    • 著者名/発表者名
      Junhua Li, Zhonglie An, Zhuqing Wang, Masaya Toda, and Takahito Ono
    • 雑誌名

      Applied Materials & Interfaces

      巻: 8 号: 6 ページ: 3969-3976

    • DOI

      10.1021/acsami.5b11164

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] An Investigation of Processes for Glass Micromachining2016

    • 著者名/発表者名
      Nguyen Van Toan, Masaya Toda, and Takahito Ono
    • 雑誌名

      Micromachines

      巻: 7 号: 3 ページ: 1-12

    • DOI

      10.3390/mi7030051

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Microstructuring of carbon nanotubes-nickel nanocomposite2015

    • 著者名/発表者名
      Zhonglie An, Liang He, Masaya Toda, Go Yamamoto, Toshiyuki Hashida, and Takahito Ono
    • 雑誌名

      Nanotechnology

      巻: 26 号: 19 ページ: 195601-195601

    • DOI

      10.1088/0957-4484/26/19/195601

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Chip-Level Microassembly of XYZ-Microstage with Large Displacements2015

    • 著者名/発表者名
      Gaopeng Xue, Masaya Toda, Takahito Ono
    • 雑誌名

      電気学会論文誌E(センサ・マイクロマシン部門誌)

      巻: 135 号: 6 ページ: 236-237

    • DOI

      10.1541/ieejsmas.135.236

    • NAID

      130005072486

    • ISSN
      1341-8939, 1347-5525
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Impact of thermal contact resistances on micro-gap heat losses for microthermionic power generators2015

    • 著者名/発表者名
      Remi Yacine Belbachir, Zhonglie An, and Takahito Ono
    • 雑誌名

      Microsystem Technologies

      巻: 15 ページ: 1-10

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Fabrication of nano-gap strcutrues based on plastic deformation of strained Si springs by stiction effects2015

    • 著者名/発表者名
      Masaya Toda, Atsushi Yokoyama, Nguyen Van Toan, Naoki Inomata, and Takahito Ono
    • 雑誌名

      Microsystem Technologies

      巻: 21 号: 3 ページ: 649-654

    • DOI

      10.1007/s00542-014-2182-z

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Synchronized micromechanical resonators with a nonlinear coupling element2014

    • 著者名/発表者名
      Takahito Ono, Keitaro Tanno, and Yusuke Kawai
    • 雑誌名

      Journal of Micromechanics and Microengineering

      巻: 24 号: 2 ページ: 025012-025012

    • DOI

      10.1088/0960-1317/24/2/025012

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書 2013 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A Long Bar Type Silicon Resonator with a High Quality Factor2014

    • 著者名/発表者名
      Nguyen Van Toan, Masaya Toda, Yusuke kawai, and Takahito Ono
    • 雑誌名

      電気学会論文誌E(センサ・マイクロマシン部門誌)

      巻: 134 号: 2 ページ: 26-31

    • DOI

      10.1541/ieejsmas.134.26

    • NAID

      130003391578

    • ISSN
      1341-8939, 1347-5525
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書 2013 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A capacitive silicon resonator with a movable electrode structure for gap width reduction2014

    • 著者名/発表者名
      Nguyen Van Toan, Masaya Toda, Yusuke kawai, and Takahito Ono
    • 雑誌名

      Journal of Micromechanics and Microengineering

      巻: 24 号: 2 ページ: 025006-025006

    • DOI

      10.1088/0960-1317/24/2/025006

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] バイナリー振動を示す非線形結合シリコン振動子2014

    • 著者名/発表者名
      三井陽介,小野崇人
    • 雑誌名

      電気学会論文誌E(センサ・マイクロマシン部門誌)

      巻: 134 号: 8 ページ: 270-275

    • DOI

      10.1541/ieejsmas.134.270

    • NAID

      130004677817

    • ISSN
      1341-8939, 1347-5525
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Synthesis and Characterization of Carbon Nanotube-Cu Composite using Supercritical Fluid Deposition2014

    • 著者名/発表者名
      Zhongle An, Masaya Toda, and Takahito Ono
    • 雑誌名

      電気学会論文誌E(センサ・マイクロマシン部門誌)

      巻: 134 号: 2 ページ: 38-39

    • DOI

      10.1541/ieejsmas.134.38

    • NAID

      130003391580

    • ISSN
      1341-8939, 1347-5525
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fabrication of CNT-carbon composite microstructures using Si micromolding and pyrolysis2013

    • 著者名/発表者名
      L. He, M. Toda, Y. Kawai, H. Miyashita, M. Omori, T. Hashida, R. Berger, T. Ono
    • 雑誌名

      Microsystem Technologies

      巻: (online) 号: 2 ページ: 201-208

    • DOI

      10.1007/s00542-013-1771-6

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermal sensor probe with a Si resonator in a cavity for thermal insulator2013

    • 著者名/発表者名
      Naoki Inomata and Takahito Ono
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 52 号: 11R ページ: 117201-117201

    • DOI

      10.7567/jjap.52.117201

    • NAID

      40019883606

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Microfabricated vanadium oxide resonant thermal sensor with a high temeperature coefficient of resonant frequency2016

    • 著者名/発表者名
      Naoki Inomata, Libao Pan, Masaya Toda, and Takahito Ono
    • 学会等名
      The 29th IEEE International Conference on Micro Electro Mechanical Systems
    • 発表場所
      新潟 朱鷺メッセ
    • 年月日
      2016-01-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Zhonglie An and Takahito Ono, Electrodeposition of Copper Nanocomposite with High Content of Carbon Nanotube2015

    • 著者名/発表者名
      Zhonglie An and Takahito Ono
    • 学会等名
      センサ・マイクロマシンと応用システムシンポジウム
    • 発表場所
      新潟 朱鷺メッセ
    • 年月日
      2015-10-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 酸化バナジウムを用いた共振型マイクロ熱量センサ2015

    • 著者名/発表者名
      猪股直生,潘立葆,戸田雅也,小野崇人
    • 学会等名
      センサ・マイクロマシンと応用システムシンポジウム
    • 発表場所
      新潟 朱鷺メッセ
    • 年月日
      2015-10-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Biosensor using Vox microresistance thermometer2015

    • 著者名/発表者名
      Lobao Pan, Takahito Ono, Naoki Inomata, Zhuqing Wang, Mitsuteru Kimura
    • 学会等名
      センサ・マイクロマシンと応用システムシンポジウム
    • 発表場所
      新潟 朱鷺メッセ
    • 年月日
      2015-10-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 単一細胞熱計測のためのpnダイオード型マイクロ熱センサ2015

    • 著者名/発表者名
      山田泰斗,猪股直生,小野崇人
    • 学会等名
      センサ・マイクロマシンと応用システムシンポジウム
    • 発表場所
      新潟 朱鷺メッセ
    • 年月日
      2015-10-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Pulse Reverse electrodeposition of Nickel-Graphene Composite Thin Film with Enhanced Mechanical Properties2015

    • 著者名/発表者名
      Jinhua Li, Zhonglie An and Takahito Ono
    • 学会等名
      The 6th Japan-Chine-Korea MEMS/NEMS Conference
    • 発表場所
      Xi’an Jaotong University, China
    • 年月日
      2015-09-23
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthesis of Cu composite thin film with positively charged carbon nanotubes2015

    • 著者名/発表者名
      Zhonglie An and Takahito Ono
    • 学会等名
      The 6th Japan-Chine-Korea MEMS/NEMS Conference
    • 発表場所
      Xi’an Jaotong University, China
    • 年月日
      2015-09-23
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Electrodeposition of chitosan thin film in completely packaged microfluidic for thermocouple calorimetric biosensor2015

    • 著者名/発表者名
      Zhuqing Wang, Mitsuteru Kimura and Takahito Ono
    • 学会等名
      The 6th Japan-Chine-Korea MEMS/NEMS Conference
    • 発表場所
      Xi’an Jaotong University, China
    • 年月日
      2015-09-23
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Resonant Micro/Nanomechanical Si Sensors for Ultimate Detection2015

    • 著者名/発表者名
      Takahito Ono
    • 学会等名
      Microsystems & Nanoengineering Summit
    • 発表場所
      Beijing China
    • 年月日
      2015-08-02
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Si-based micro-nanomechanics for ultimate sensing2015

    • 著者名/発表者名
      Takahito Ono, Masaya toda, Yong-Jun Seo, Naoki Inomata
    • 学会等名
      Electrochemical Society (ECS) spring sympojium
    • 発表場所
      Chicago, Ilinois, USA
    • 年月日
      2015-05-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Synthesis of Carbon Nanotube-Ni Composite for Micromechanical Elements Application2015

    • 著者名/発表者名
      Zhonglie An, Masaya Toda, Go Yamamoto, Toshiyuki Hashida, and Takahito Ono
    • 学会等名
      The 28th IEEE International Conference on Micro Electro Mechanical Systems
    • 発表場所
      Estoril, Portugal
    • 年月日
      2015-01-18 – 2015-01-22
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Highly Sensitive Thermal Micro Sensor with PN Junction for Thermal Measurements of a Single Cell2014

    • 著者名/発表者名
      Taito Yamada, Nanoki Inomata, and Takahito Ono
    • 学会等名
      27th International Microprocesses and Nanotechnology Conference
    • 発表場所
      ヒルトンホテル、福岡、日本
    • 年月日
      2014-11-04 – 2014-11-07
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Shytheisis and Characterization of Carbon Nanotube-Nickel Composite with High Content of Carbon Nanotubes2014

    • 著者名/発表者名
      Zhonglie An, Masaya Toda, Go Yamamoto, Toshiyuki Hashida, and Takahito Ono
    • 学会等名
      The 7th Asia-Pacific Conference on Transducers and Micro/Nano Technologies
    • 発表場所
      Daegu, Korea
    • 年月日
      2014-06-29 – 2014-07-02
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Low-voltage Driven Nano Electro Mechanical Switches2014

    • 著者名/発表者名
      Hiro Iisuka and Takahito Ono
    • 学会等名
      The 7th Asia-Pacific Conference on Transducers and Micro/Nano Technologies
    • 発表場所
      Daegu, Korea
    • 年月日
      2014-06-29 – 2014-07-02
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Micro/Nano-mechanical Resonators for Ultimate Sensing,2014

    • 著者名/発表者名
      Takahito Ono, Naoki Inomata and Masaya Toda
    • 学会等名
      The 7th Asia-Pacific Conference on Transducers and Micro/Nano Technologies
    • 発表場所
      Daegu, Korea
    • 年月日
      2014-06-29 – 2014-07-02
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Synchronization of stochastic resonance using coupled nonlinear silicon resonators2013

    • 著者名/発表者名
      Yosuke Mitsui, Yusuke Kawai, and Takahito Ono
    • 学会等名
      The International Conference on Solid State Sensors, Actuators and Microsystems
    • 発表場所
      Barcelona, Spain
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Silicon Nanowire Probe with Nd-Fe-B magnet for Magnetic Resonance Force Microscopy2013

    • 著者名/発表者名
      Yongjun Seo, Masaya Toda, Yusuke Kawai, and Takahito Ono
    • 学会等名
      39th International Conference on Micro and Nano Engineering (MNE)
    • 発表場所
      英国、ロンドン
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Supercritical Fluid Deposition and Characterization of CarbonNanotubes-Cu Composite

    • 著者名/発表者名
      Zhonglie An, Masaya Toda, Takahito Ono
    • 学会等名
      The 4th Japan-China-Korea Joint Conference on MEMS/NEMS (JCK MEMS/NEMS 2013)
    • 発表場所
      仙台
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Pico-calorimeter using a resonant thermal sensor

    • 著者名/発表者名
      Naoki Inomata, Takahito Ono
    • 学会等名
      The 4th Japan-China-Korea Joint Conference on MEMS/NEMS (JCK MEMS/NEMS 2013)
    • 発表場所
      仙台
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] バイナリ―振動を示す非線形結合シリコン振動子

    • 著者名/発表者名
      三井 陽介, 小野 崇人
    • 学会等名
      センサ・マイクロマシンと応用システムシンポジウム
    • 発表場所
      仙台
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] A long bar type silicon resonator with a high quality factor

    • 著者名/発表者名
      Nguyen Van Toan,Masaya Toda, Yusuke Kawai and Takahito Ono
    • 学会等名
      センサ・マイクロマシンと応用システムシンポジウム
    • 発表場所
      仙台
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] A Si nanowire probe with a Nd-Fe-B magnet for force detection

    • 著者名/発表者名
      Yongjun Seo, Masaya Toda, Yusuke Kawai, and Takahito Ono
    • 学会等名
      センサ・マイクロマシンと応用システムシンポジウム
    • 発表場所
      仙台
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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