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2012 年度 実施状況報告書

海洋における長期連続モニタリング用半導体式高精度pH電極の開発研究

研究課題

研究課題/領域番号 24656545
研究種目

挑戦的萌芽研究

研究機関九州大学

研究代表者

下島 公紀  九州大学, カーボンニュートラル・エネルギー国際研究所, 准教授 (70371490)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2014-03-31
キーワードISFET-pH電極 / 海洋 / 現場計測 / センサ / 海底熱水活動 / ナチュラルアナログ / CCS / 海洋酸性化
研究概要

今年度は、国内において新規のISFET-pH電極の製作に関する打合せを行い、ISFET構造および感応修飾金属膜の検討を行った。
① ㈱堀場製作所:堀場製作所は独自のラインでISFET-pH電極を製作・販売している。しかし、当方では数種類の金属膜を使うことを希望しているが、堀場製作所では一種類の金属膜しか使用できないため、当方が希望するISFET-pH電極がこのラインを使って製作可能であるかは不明である。一方、堀場製作所では将来的な事業拡大の一つとしてMEMS技術が計画されており、最新の機器が拡充されれば当方が希望するISFET-pH電極が製作できる可能があるため、情報交換を継続することとした。また、第一段階として、現状の堀場製作所製のISFET-pH電極を使って海洋で作動試験をすることとした。
② 東京大学 生産技術研究所:藤井教授はヌシャテル大学のデロイ教授のところに1年間留学しており、現在も学生を派遣するなど交流を継続している。ヌシャテル大学のデロイ教授は独自にISFET-pH電極を開発しており、これらはMICROSENS(大学のプピンオフ企業)を通じて販売されている。当方ではISFET-pH電極のマスクデザインは既にできているので、これを元にマスクの製造から製作した場合の費用や、当方の希望する数種類の金属膜を使った場合の費用などを問い合わせてもらうこととした。また、MICROSENSでは2種類の金属膜を使用したISFET-pH電極を製作しているので、これらの電極を藤生教授を通じて入手し、海洋で作動試験をすることとした。
③ISFET構造は、電流リーク防止のため、ツインウェル構造と保護膜多段積み構造とした。感応修飾金属膜は窒化ケイ素、酸化タンタル、アルミナ、酸化ハフニウムについて検討することとした。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

①国内および国外(スイス)でのISFET-pH電極作成の可能性が明らかになった。
②海洋観測専用ISFET-pH電極の構造(マスクデザイン)を行った。
③ISFET-pH電極に使用する感応修飾金属膜の種類を絞り込んだ。

今後の研究の推進方策

①さらに、国内および国外(台湾)でのISFET-pH電極作成の可能性を検討する。
②入手可能なISFET-pH電極を用いて、現場試験を行う。
③スイス ヌシャテル大学で、ISFET-pH電極作成に関する打合せを行う。
④海洋観測専用ISFET-pH電極ウェハーを作成する。
⑤開発したISFET-pH電極の現場性能試験を行う。

次年度の研究費の使用計画

①旅費 国内:ISFET-pH電極作成に関する打合せおよび現場試験(10千円)、国外:スイスでのISFET-pH電極作成に関する打合せ(250千円)
②設備備品費:ISFET-pH 電極ウェハー作成(2,500千円)
③消耗品費:電極チップの実装(150千円)

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公開日: 2014-07-24  

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