ゲル分離と誘電泳動を利用した半導体カーボンナノチューブの選択的集積とセンサー応用

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23360180
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 計測工学
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 末廣 純也 九州大学, システム情報科学研究科(研究院, 教授 (70206382)
• 連携研究者: 岡田 龍雄 九州大学, 大学院・システム情報科学研究院, 教授 (90127994) ; 中野 道彦 九州大学, 大学院・システム情報科学研究院, 助教 (00447856) ; 今坂 公宣 九州産業大学, 工学部, 准教授 (40264072)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: センシングデバイス / カーボンナノチューブ / 誘電泳動 / ガスセンサ / カイラリティ / スピンカラム / ゲル分離

研究概要

スピンカラムとゲル濾過担体を用いる半導体CNTの分離・濃縮法（スピンカラムクロマトグラフィ法）を考案し、これにより（n,m） = （9,4）のカイラリティを選択的に分離・濃縮することに成功した。同手法で分離・濃縮したCNTを用いて誘電泳動集積法によりガスセンサを作製しそのNO2応答を比較した結果、カイラリティ（9,4）が多く含まれる場合にはセンサ感度が60 %以上向上することを明らかにした。
以上の結果より、カイラリティ（9,4）がセンサのNO2応答に高く寄与していることが確認された。

研究成果

• [雑誌論文] Solution-based fabrication of carbon nanotube gas sensor by using dielectrophoresis and spin-column chromatography (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Watanabe, H. Komure, M. Nakano, J. Suehiro
  • 雑誌名: Advanced Materials Research 巻: Vol.699 ページ: 915-920
  • DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMR.699.915
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dielectrophoretic assembly of semiconducting carbon nanotubes separated and enriched by spin column chromatography and its application to gas sensing (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Nakano, M. Fujioka, K. Mai, H. Watanabe, Y. Martin, J. Suehiro
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys 巻: Vol.51 ページ: 045102-1-6
  • DOI: 10.1143/JJAP.51.045102
  • 査読あり
• [学会発表] 電気めっき法によりPt ナノ粒子修飾したカーボンナノチューブガスセンサの水素検出特性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 村崎慎哉, 小牟禮弘樹, 中野道彦, 末廣純也
  • 学会等名: 電気学会全国大会
  • 発表場所: 愛媛大学
  • 年月日: 2014-03-18
• [学会発表] 誘電泳動集積法によるカーボンナノチューブガスセンサの作製と応用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 末廣純也
  • 学会等名: 応用物理学会関西支部セミナー
  • 発表場所: 大阪大学
  • 年月日: 2014-03-07
  • 招待講演
• [学会発表] 電気めっき法による白金修飾カーボンナノチューブガスセンサの作製と評価 : (1)センサ作製法 (2013)
  • 著者名/発表者名: 村崎慎哉, 小牟禮弘樹, 中野道彦, 末廣純也
  • 学会等名: 第66回電気関係学会九州支部連合大会
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 2013-09-24
• [学会発表] 電気めっき法による白金修飾カーボンナノチューブガスセンサの作製と評価 : (2)特性評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 小牟禮弘樹, 村崎慎哉, 中野道彦, 末廣純也
  • 学会等名: 第66回電気関係学会九州支部連合大会
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 2013-09-24
• [学会発表] Application of dielectrophoresis to bio and chemical sensors (2013)
  • 著者名/発表者名: J. Suehiro
  • 学会等名: International Workshop on Dielectrophoresis and its Applications
  • 発表場所: Kitakyushu Science and Research Park
  • 年月日: 2013-04-05
  • 招待講演
• [学会発表] スピンカラムクロマトグラフィ法を用いたカイラリティ分離・濃縮によるカーボンナノチューブガスセンサの高感度化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 小牟禮弘樹, 渡邉英明, 中野道彦, 末廣純也
  • 学会等名: 電気学会全国大会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2013-03-20
• [学会発表] カイラリティ分離した半導体カーボンナノチューブを用いたガスセンサの作製と評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 渡邉英明, 小牟禮弘樹, 中野道彦, 末廣純也
  • 学会等名: 第39回炭素材料学会年回
  • 発表場所: 長野市生涯学習センター
  • 年月日: 2012-11-29
• [学会発表] カーボンナノチューブのカイラリティ分離・濃縮とカーボンナノチューブガスセンサへの応用 : (1)スピンカラムクロマトグラフィ法によるカイラリティ分離 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小牟禮弘樹, 渡邉英明, 中野道彦, 末廣純也
  • 学会等名: 第65回電気関係学会九州支部連合大会
  • 発表場所: 長崎大学
  • 年月日: 2012-09-24
• [学会発表] カーボンナノチューブのカイラリティ分離・濃縮とカーボンナノチューブガスセンサへの応用 : (2)カイラリティ濃縮によるカーボンナノチューブガスセンサの高感度化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 渡邉英明, 小牟禮弘樹, 中野道彦, 末廣純也
  • 学会等名: 第65回電気関係学会九州支部連合大会
  • 発表場所: 長崎大学
  • 年月日: 2012-09-24
• [学会発表] Chirality-Selective Fabrication of Carbon Nanotube Gas sensor Using Spin-Column Chromatography and Dielectrophoresis (2012)
  • 著者名/発表者名: J. Suehiro
  • 学会等名: The 14th International Meeting on Chemical Sensors
  • 発表場所: Nurnberg, Germany
  • 年月日: 2012-05-21
• [学会発表] 半導体カーボンナノチューブのカイラリティ分離によるカーボンナノチューブガスセンサの高感度化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 渡邉英明, 藤岡将広, 小牟禮弘樹, 中野道彦, 末廣純也
  • 学会等名: 電気学会全国大会
  • 発表場所: 広島工業大学
  • 年月日: 2012-03-21
• [学会発表] Separation and enrichment of semi-conducting carbon nanotubes and its application to highly sensitive carbon nanotube gas sensor (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Fujioka, H. Watanabe, M. Nakano, J. Suehiro
  • 学会等名: IEEE Nanotechnology Materials and Devices Conference
  • 発表場所: The Shilla Jeju, Korea
  • 年月日: 2011-10-18
• [学会発表] スピンカラムクロマトグラフィ法による半導体カーボンナノチューブの濃縮率向上 (2011)
  • 著者名/発表者名: 渡邉英明, 藤岡将広, 中野道彦, 末廣純也
  • 学会等名: 第64回電気関係学会九州支部連合大会
  • 発表場所: 佐賀大学
  • 年月日: 2011-09-26
• [学会発表] 界面活性剤がカーボンナノチューブガスセンサの応答に与える影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 藤岡将広, 渡邉英明, 中野道彦, 末廣純也
  • 学会等名: 第64回電気関係学会九州支部連合大会
  • 発表場所: 佐賀大学
  • 年月日: 2011-09-26
• [備考]
  • URL: http://hv.ees.kyushu-u.ac.jp/Lab-j/index.html