超高速マイクロラジカルセンサの研究開発

• 研究課題/領域番号: 25286036
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: ナノマイクロシステム
• 研究機関: 金沢大学
• 研究代表者: 北川 章夫 金沢大学, 電子情報学系, 教授 (10214785)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円); 2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2015年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円); 2014年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円); 2013年度: 9,750千円 (直接経費: 7,500千円、間接経費: 2,250千円)
• キーワード: マイクロ計測システム / 電子スピン共鳴 / フリーラジカル / 化学センサ / マイクロ分析 / 集積回路 / センサ / CMOS / 常磁性共鳴 / 化学計測 / ラボオンチップ / 電子常磁性共鳴 / 活性酸素 / 集積化 / マイクロセンサ / センサインテグレーション

研究成果の概要

化学反応の高速解析、生物質中の活性酸素の定量分析、機能性物質の劣化や経時変化の解析などへの応用を目的とした超微量フリーラジカルセンサの試作および評価を実施した。本研究では、電子スピン共鳴に基づく新しい測定法を提案した。従来の電子スピン共鳴測定装置とは異なり、直流電圧掃引のみによって、フリーラジカルの電子スピン共鳴スペクトラムが得られることを理論的に示した。さらに、標準的なLSI製造技術（CMOS 180nm）を用いて、1GHzの周波数帯を用いたフリーラジカルセンサを試作し、DPPH, TEMPOLなどの市販フリーラジカルに対して電圧掃引による電子スピン共鳴スペクトラムを得ることに成功した。

研究成果

• [雑誌論文] A Model of Security Adaptation for Limited Resources in Wireless Sensor Network (2017)
  • 著者名/発表者名: Jumadi M. Parenreng and Akio Kitagawa
  • 雑誌名: Journal of Computer and Communications 巻: 5 号: 03 ページ: 10-23
  • DOI: 10.4236/jcc.2017.53002
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Application of Temperature Modulation-SDP on MOS Gas Sensors: Capturing Soil Gaseous Profile for Discrimination of Soil under Different Nutrient Addition (2016)
  • 著者名/発表者名: Arief SUDARMAJI and Akio KITAGAWA
  • 雑誌名: Journal of Sensors 巻: 2016 ページ: 1-11
  • DOI: 10.1155/2016/1035902
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Temperature Modulation with Specified Detection Point on Metal Oxide Semiconductor Gas Sensors for E-Nose Application (2015)
  • 著者名/発表者名: Arief SUDARMAJI and Akio KITAGAWA
  • 雑誌名: Sensors & Transducers 巻: 186 ページ: 93-103
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Current-Sensitive CMOS Preamplifier for Investigating Space Plasma Waves by Magnetic Search Coils (2014)
  • 著者名/発表者名: Mitsunori Ozaki, Satoshi Yagitani, Hirotsugu Kojima, Ken Takahashi, and Akio Kitagawa
  • 雑誌名: IEEE Sensors Journal 巻: 14, 2 号: 2 ページ: 421-429
  • DOI: 10.1109/jsen.2013.2284011
  • 査読あり
• [雑誌論文] Circuit Implementation, Operation, and Simulation of Multivalued Nonvolatile Static Random Access Memory Using a Resistivity Change Device (2013)
  • 著者名/発表者名: Kazuya Nakayama, Akio Kitagawa
  • 雑誌名: Active and Passive Electronic Components 巻: Volume 2013 ページ: 839198-839198
  • DOI: 10.1155/2013/839198
  • NAID: 120005411682
  • 査読あり
• [学会発表] A Model of Security Adaptation for Limited Resources in Wireless Sensor Network (2017)
  • 著者名/発表者名: Jumadi Parenreng, Akio Kitagawa
  • 学会等名: The 4th Conference on Sensors and Networks
  • 発表場所: Xi'an, China
  • 年月日: 2017-03-18
  • 国際学会
• [学会発表] パラメトリックESRによる微量フリーラジカルセンサ (2016)
  • 著者名/発表者名: 北川章夫
  • 学会等名: LSIとシステムのワークショップ2016
  • 発表場所: 東京大学生産技術研究所
  • 年月日: 2016-05-16
• [学会発表] Adaptability resource and security based workload system on wireless sensor network (2016)
  • 著者名/発表者名: Jumadi Parenreng, Akio Kitagawa
  • 学会等名: LSIとシステムのワークショップ2016
  • 発表場所: 東京大学生産技術研究所
  • 年月日: 2016-05-16
• [学会発表] SRAM構造を用いた確率的A/D変換器 (2016)
  • 著者名/発表者名: 今村竜, 北川章夫
  • 学会等名: LSIとシステムのワークショップ2016
  • 発表場所: 東京大学生産技術研究所
  • 年月日: 2016-05-16
• [学会発表] 遺伝的アルゴリズムによるスタンダードセル自動配置手法 (2016)
  • 著者名/発表者名: 小松拓夢, 北川章夫
  • 学会等名: 電子情報通信学会総合大会
  • 発表場所: 九州大学
  • 年月日: 2016-03-15
• [学会発表] 社会インフラモニタリングのための高効率環境発電無線センサシステム (2015)
  • 著者名/発表者名: 北川章夫, 端崎諄, 今村竜, 石黒健太
  • 学会等名: SENSOR EXPO JAPAN 2015
  • 発表場所: 東京ビッグサイト
  • 年月日: 2015-09-16
• [学会発表] 確率的直並列型A/D変換器のアーキテクチャの考案及び設計法の提案 (2015)
  • 著者名/発表者名: 藪見啓輔, 今村竜, 北川章夫
  • 学会等名: LSIとシステムのワークショップ2015
  • 発表場所: 北九州国際会議場
  • 年月日: 2015-05-16
• [学会発表] 確率的直並列型A/D変換器のアーキテクチャの考案及び設計法の提案 (2015)
  • 著者名/発表者名: 藪見啓輔, 今村竜, 北川章夫
  • 学会等名: LSIとシステムのワークショップ
  • 発表場所: 北九州国際会議場
  • 年月日: 2015-05-11 – 2015-05-13
• [学会発表] 異分野融合のためのアナログ設計 (2015)
  • 著者名/発表者名: 北川章夫
  • 学会等名: アナログ VLSI シンポジウム
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 2015-04-24
  • 招待講演
• [学会発表] ＩｏＴ時代のエナジーハーべスティングとセンサネットワーク (2015)
  • 著者名/発表者名: 北川章夫
  • 学会等名: 金沢市産学連携ものづくり技術交流塾
  • 発表場所: 金沢市異業種研修会館
  • 年月日: 2015-03-18
  • 招待講演
• [学会発表] 確率的直並列型A/D変換器のアーキテクチャに関する研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 今村竜, 藪見啓輔, 北川章夫
  • 学会等名: 電子情報通信学会総合大会
  • 発表場所: 立命館大学
  • 年月日: 2015-03-10 – 2015-03-13
• [学会発表] 触知のための静電容量方式触覚センサの提案と性能評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 真田圭，北川章夫
  • 学会等名: 第30回センサ・マイクロマシンと応用システムシンポジウム
  • 発表場所: 仙台国際センター
• [学会発表] Design of Wireless Measurement of Soil Gases and Soil Environment Based on Programmable-System-On-Chip (2013)
  • 著者名/発表者名: Arief Sudarmaji, Akio Kitagawa and Junichi Akita
  • 学会等名: The International Symposium on Agricultural and Biosystem Engineering
  • 発表場所: Indonesia
• [図書] LTspice電子回路シミュレータ (2016)
  • 著者名/発表者名: 北川章夫
  • 総ページ数: 183
  • 出版者: 工学社
• [図書] 次世代ヒューマンインタフェース開発最前線 (2013)
  • 著者名/発表者名: 椎尾 一郎, 北川 章夫他
  • 総ページ数: 668
  • 出版者: NTS
• [産業財産権] ＡＤ変換器およびＡＤ変換方法 (2015)
  • 発明者名: 北川章夫, 今村竜, 藪見啓輔
  • 権利者名: 金沢大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2015-092377
  • 出願年月日: 2015-04-28