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2016 年度 実績報告書

高感度縦型ナノトランジスタの開発と環境バイオセンサ応用

研究課題

研究課題/領域番号 15K13813
研究機関千葉大学

研究代表者

工藤 一浩  千葉大学, 大学院工学研究科, 教授 (10195456)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
キーワードバイオセンサ / 分子流路 / ナノポーラス / 縦型ナノトランジスタ / DNA / 環境センサ
研究実績の概要

本研究では、微細多孔質ナノトランジスタによるモデル分子検出実験による塩基配列検出メカニズムの検証とナノトランジスタ(微小電気信号検出)によるDNA塩基配列検出システム実現可能性の立証を目的とし、モデル分子-電極間の電位変化を感度良く検出できる新型バイオセンサシステムの実現に向けた微細な素子作製手法の検討とモデル分子を用いた電位検出を行った。
縦型バイオトランジスタにおけるテーパー状微細流路をシリコン基板の異方性エッチング法により作製を行い、電子顕微鏡による微細流路の観察結果、良好なテーパー状微小流路を形成できることを確認した。また微細孔貫通と穴径制御において、光学顕微鏡を用いた透過光の観察と電解液との電気的導通測定によって判断する手法が作製制御において有効であることを示した。また、従来の陽極酸化とは異なる2段階陽極酸化法を採用することで、高規則性の高いナノポーラスアルミナ多孔質構造の再現性が向上した。さらに、DNAの塩基種に相当するアミノ基の数が異なる3種のモデル分子を用いた白金電極に誘起される電位変化測定において、アミノ基が2個と3個の試料を比較すると約20 mVの差が生じ、分子モデル分子種ごとに電位が異なることが判明した。
ポーラスアルミナの孔に減圧溶液注入法により有機半導体(P3HT(poly- (3-hexylthiophene-2,5-diyl)))を注入した縦型ナノトランジスタを作製し、基本的な電界効果トランジスタの動作と約20nAのドレイン電流変調を確認した。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち謝辞記載あり 2件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] 環境・バイオセンサに向けた微細流路作製と有機ナノトランジスタによる電位検出2017

    • 著者名/発表者名
      工藤一浩、遠田康平、俵 拓朗、山内 博、岡田悠悟、酒井正俊
    • 雑誌名

      電子情報通信学会 技術報告

      巻: 117 ページ: 9-14

    • DOI

      Print edition: ISSN 0913-5685

    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] バイオセンサ応用に向けた微細流路と有機ナノトランジスタの作製2016

    • 著者名/発表者名
      遠田康平、山内 博、酒井正俊、工藤一浩
    • 雑誌名

      電子情報通信学会 技術報告

      巻: 116 ページ: 33-37

    • DOI

      Print edition: ISSN 0913-5685

    • 謝辞記載あり
  • [学会発表] 環境・バイオセンサに向けた微細流路作製と有機ナノトランジスタによる電位検出2017

    • 著者名/発表者名
      工藤一浩、遠田康平、俵 拓朗、山内 博、岡田悠悟、酒井正俊
    • 学会等名
      電子情報通信学会 有機エレクトロニクス研究会
    • 発表場所
      鹿児島
    • 年月日
      2017-04-20 – 2017-04-21
  • [学会発表] 有機半導体デバイスとバイオセンサ応用2016

    • 著者名/発表者名
      工藤一浩
    • 学会等名
      第18回分子キラリティ研究ミーティング
    • 発表場所
      千葉
    • 年月日
      2016-12-08 – 2016-12-08
  • [学会発表] バイオセンサ応用に向けた微細流路と有機ナノトランジスタの作製2016

    • 著者名/発表者名
      遠田康平、山内 博、酒井正俊、工藤一浩
    • 学会等名
      電子情報通信学会 有機エレクトロニクス研究会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2016-10-28 – 2016-10-28
  • [学会発表] Fabrication of Organic Nano-transistor in Microfluidic Structure for Biosensor Application2016

    • 著者名/発表者名
      K. Enda, H. Yamauchi, M. Sakai and K. Kudo
    • 学会等名
      The 12th Japan-China Joint Symposium on Conduction and Photoconduction in Organic Solids and Related Phenomena
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 年月日
      2016-10-16 – 2016-10-18
    • 国際学会
  • [学会発表] フレキシブル有機エレクトロニクスの現状と課題2016

    • 著者名/発表者名
      工藤一浩
    • 学会等名
      2016年電子情報通信ソサイエティ大会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2016-09-20 – 2016-09-22
    • 招待講演
  • [学会発表] 有機エレクトロニクスの進展と将来展望2016

    • 著者名/発表者名
      工藤一浩
    • 学会等名
      第77回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      新潟
    • 年月日
      2016-09-12 – 2016-09-15
    • 招待講演
  • [学会発表] Structural Analysis of Gate Electrodes in the Vertical Organic Transistor2016

    • 著者名/発表者名
      S. Kobayashi, N. Ohashi, J. Ueno, M. Sugiyama, K. Kudo, Y. Watanabe
    • 学会等名
      International Conference on Organic Materials for Electronics and Photonics
    • 発表場所
      Fukuoka, Japan
    • 年月日
      2016-09-04 – 2016-09-07
    • 国際学会
  • [学会発表] Fabrication of Nano-Pore Flow Structure and Nano-Transistor for Biosensor Application2016

    • 著者名/発表者名
      K. Enda, H. Yamauchi, M. Sakai and K. Kudo
    • 学会等名
      9th International Symposium on Organic Molecular Electronics
    • 発表場所
      Niigata, Japan
    • 年月日
      2016-05-18 – 2016-05-20
    • 国際学会
  • [備考] 電子デバイス工学教育研究分野

    • URL

      http://mole.te.chiba-u.jp/

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公開日: 2018-01-16  

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