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東大と慶大、1024個の堅牢な金属酸化物ナノ薄膜分子センサを1チップに集積化したセンサアレイを開発

発表日:2022年01月24日

1024個の堅牢な分子センサを1チップに集積化

―多種分子群を識別する小型・低消費電力センサの実現に期待―

1. 発表者:

本田 陽翔(東京大学 大学院工学系研究科 応用化学専攻 博士課程1年生)

高橋 綱己(東京大学 大学院工学系研究科 応用化学専攻 特任准教授)

椎木 陽介(慶應義塾大学 大学院理工学研究科 総合デザイン工学専攻 博士課程2年生)

石黒 仁揮(慶應義塾大学 理工学部 電気情報工学科 教授)

柳田 剛(東京大学 大学院工学系研究科 応用化学専攻 教授)

2. 発表のポイント:

◆ 1024個の堅牢な金属酸化物ナノ薄膜(注1)分子センサ(注2)を1チップに集積化したセンサアレイ(注3)を開発し、揮発性分子の空間濃度分布の可視化に成功した。

◆ 導電性金属酸化物電極を有する横型ナノ薄膜チャネル構造(注4)とアナログフロントエンド回路(注5)技術により、長期間安定かつ高密度集積が可能なセンサアレイ・システムを実現した。

◆ 分子センサチャネルの界面化学物性制御技術を融合することで、多種類の分子群の識別・分類の実現が期待される。

3. 発表概要:

東京大学大学院工学系研究科応用化学専攻の大学院生 本田陽翔、高橋綱己 特任准教授、柳田剛 教授、慶應義塾大学大学院理工学研究科総合デザイン工学専攻の大学院生 椎木陽介、同大学理工学部電気情報工学科の石黒仁揮 教授らの研究グループは、1024個の堅牢な金属酸化物ナノ薄膜分子センサを1平方センチメートル以下の面積に集積化したセンサアレイチップを開発し、1平方センチメートル以下の領域における空気中の分子の濃度分布を可視化することに成功しました。

従来技術では難しかった、長期間安定的に動作する分子センサの高密度集積化を導電性金属酸化物電極材料設計、横型ナノ薄膜チャネル構造、およびアナログフロントエンド回路技術によって実現しました。

本センサアレイと分子センサチャネルの界面化学物性制御技術を融合することで、多種類の分子からなる分子群の分類ができるセンサの実現が期待されます。

本研究成果は、2022年1月23日(米国東部標準時)に米国科学誌「ACS Sensors」のオンライン版に掲載されました。

※以下は添付リリースを参照

リリース本文中の「関連資料」は、こちらのURLからご覧ください。

添付リリース

https://release.nikkei.co.jp/attach/625978/01_202201241713.pdf

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