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2022 年度 研究成果報告書

集積化酸化物センサのナノ時空間熱制御によるロバストな多種分子識別

研究課題

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研究課題/領域番号 20H02208
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分21060:電子デバイスおよび電子機器関連
研究機関東京大学

研究代表者

高橋 綱己  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (60724838)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード分子センサ / 集積化デバイス / 金属酸化物ナノ薄膜 / ジュール自己加熱
研究成果の概要

本研究では,ナノ電子デバイスの熱制御技術により集積化された各センサデバイスで異なる分子種を検出し,同一材料・構造の集積化センサアレイデバイスによる多種分子群の識別を目的として,(1) 1000個以上の酸化物分子センサデバイスの1チップ集積化と分子検出動作,(2) 集積化酸化物分子センサデバイスのナノ熱制御による分子群の識別,に取り組んだ.その結果,横型チャネル構造の採用により1024個の酸化物センサデバイスの1チップ集積化と高信頼動作を実現した.また,時空間熱制御技術によりヒトの尿を模擬した溶液の計測を行い,生体ガス識別の原理実証に成功した.

自由記述の分野

集積化分子センサ

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で実証したナノ薄膜酸化物横型チャネル構造とクロスバー電極を基盤とした集積化分子センサは分子センサの高密度集積化と高信頼化を両立する技術である.これらはいずれもIoT機器による化学情報の活用に不可欠な要素技術であり,社会的意義はきわめて大きい.また,ジュール自己加熱による熱制御に基づく集積化センサは作製や信頼性の観点で従来の材料の制限を超えて分子認識技術であることから,これまで分子群計測が難しかった系の評価につながる可能性があり,社会的意義に加えて幅広い学術分野への波及効果が非常に大きい.

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公開日: 2024-01-30  

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