2019 Fiscal Year Annual Research Report
銅ナノ粒子を用いたレーザー直接描画による微細配線形成およびレーザー焼成機構の解明
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15H04132
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
渡辺 明 東北大学, 多元物質科学研究所, 准教授 (40182901)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | レーザープロセッシング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，銅ナノ粒子を用いたレーザープロセッシングによって，フレキシブル透明ポリマー基板上へも高導電性微細パターンを自在に形成することが可能な手法を開拓することを目的とした。本年度は，酸化銅ナノロッドを前駆体として用いることによって，導電性微細パターン形成とセンサーデバイス応用に関する検討を行った。酸化グラフェン等のナノカーボン材料は，銅系微粒子の表面酸化構造の有効な還元剤として働くことから，酸化銅ナノロッド/酸化グラフェンハイブリッド膜へレーザー直接描画法を適用し，ポリエチレンテレフタレート（PET)等の透明フレキシブルポリマーフィルム上に，導電性微細パターンを形成した。それら導電性パターンによって，フレキシブルアンテナ型センサーを形成し，湿度センサーや誘電率の違いに感応する化学センサーとしての特性を，ベクトルネットワークアナライザー（VNA)を用いたリターンロススペクトルにおける共振周波数のシフトや信号強度の変化から検討した。酸化銅ナノロッド/酸化グラフェンハイブリッド前駆体膜からレーザー直接描画法で形成した銅/還元型酸化グラフェンハイブリッドによるアンテナは，3から6GHzのSHF（Super High Frequency）帯に特徴的な共振周波数を示した。VNAによるリターンロススペクトルの測定から種々溶媒への感応性を検討したところ，誘電率の低いトルエンでは，溶媒滴下前後でのリターンロスの変化が見られなかったのに対して，誘電率の高い溶媒（H2O, MeOH, EtOH）では，リターンロスの顕著な増加と共振周波数の低周波数側へのシフトが観測された。また，リターンロスおよび共振周波数シフトと溶媒の誘電率との良い相関が観測された。誘電率の高い水への感応性を利用して，アンテナ型の湿度センサーの作製と特性に関する検討を行った。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(22 results)
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[Journal Article] General Strategy for Preparation of Porous Nickel Phosphide Nanosheets on Arbitrary Substrates toward Efficient Hydrogen Generation2020
Author(s)
Hu, C., Cai,J., Liu, S., Lv, C., Luo, J., Duan, M., Chen, C., Shi, Y., Song, J., Zhang, Z., Watanabe, A., Aoyagi, A., Ito, S.
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Journal Title
ACS Appl. Energy Mater.
Volume: 3
Pages: 1036-1045
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Oxygen Vacancies-Rich Amorphous Porous NiFe(OH)x Derived from Ni(OH)x/Prussian Blue as Highly Efficient Oxygen Evolution Electrocatalysts2020
Author(s)
Wang,S., Xingbo Ge,X., Lv, C.,Hu,C.,Hongtai Guan, H., Wu, J., Wang, Z., Yang, X., Shi, Y., Song, J., Zhang, Z., Watanabe, A., Cai, J.
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Journal Title
Nanoscale
Volume: -
Pages: -
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Laser Direct Writing of Microstructure on Graphene Oxide/Metal Oxide Hybrid Film2019
Author(s)
Watanabe, A. Aminuzzaman, M., Ca, J., Md. Akhtaruzzaman, M., Ogawa, S., Aoyagi, E., Ito, Sun
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Journal Title
J. Photopolym. Sci. Technol.
Volume: 32
Pages: 223-226
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Laser Direct Writing of Heteroatom-Doped Porous Carbon for High-Performance Micro-Supercapacitors2019
Author(s)
Cai, J., LV, C., Hu, C., Luo, J., Liu,S., Song,J., Shi, Y., Chen, C., Zhang,Z., Sayaka Ogawa, S., Aoyagi, E., Watanabe, A.
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Journal Title
Energy Storage Materials
Volume: 25
Pages: 404-415
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Facile Preparation of Holey Carbon Nanotubes Assisted by Ag Nanoparticle Catalysts for Highperformance Micro-supercapacitor2019
Author(s)
Gan, L., Xu,C., Yang, J., Yunfeng Ma, Y., Cai, J., Watanabe, A.
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Journal Title
Chem. Lett.
Volume: 48
Pages: 795-798
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Recent Advances in Graphene-Based Humidity Sensors2019
Author(s)
Lv, C., Hu，C., Luo，J., Liu, S., Qiao, Y., Zhang, Z., Song,J., Shi, Y., Cai , J., Watanabe, A.
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Journal Title
Nanomaterials
Volume: 9
Pages: 1-42
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Laser reduced graphene oxide-based interdigitated electrode for sensor applications2019
Author(s)
Watanabe, A., Cai, J., Ogawa, S., Aoyagi, E., Ito, S.
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Journal Title
Proc. of SPIE 10906, Laser-based Micro- and Nanoprocessing XIV
Volume: 10906
Pages: 10906:1-10
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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