Ultra High Sensitive Electric Nose for Medical Engineering Applications

用于医学工程应用的超高灵敏度电鼻

基本信息

批准号：
20H05651
负责人：
田畑仁
金额：
$ 125.8万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-08-31 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H05651/
关键词：
ガスセンサ酸化物半導体多孔質材料ナノ粒子嗅診

项目摘要

ナノ構造制御形成された酸化物半導体による超高感度皮膚ガス検出を実施した。１）酸化物半導体ナノ構造の制御形成本研究の遂行には100nm以下のサイズのナノ構造制御形成技術が不可欠である。これまでにレーザーアブレーションを用いたVLS（Vapor Liquid Solid）成長法により、ガス検出機能を有する各種酸化物半導体（ZnO、ITO、Ga2O3やWO3、Fe3O4など）のナノ構造形成を報告した。これらの知見に加えて、基板種および結晶面方位を選択した薄膜技術およびナノ加工技術を併用することでナノパターンの位置、サイズ、形状等を精密かつ再現性良く制御形成できることを実証した。（Frontiers in Sensors, DOI 10.3389/fsens. 2023.1170289）　さらに、中間審査で得た助言に基づき、検出ガスの選択性、濃縮特性の鍵となる機能性多孔質材料（ゼオライト、金属有機構造体等）の専門家である研究者との共同研究も開始した。２）センサデバイス作製および体ガスリモート検出の実証半導体式ガスセンサは固体表面とガスとの反応によって生じる抵抗の変化をモニタすることで、各種ガスの存在やその濃度を計測した。一般に酸化/還元性ガスに対する反応性に富むn型半導体であるWO3、ZnO、SnO2、TiO2と、アンモニア等の窒化性ガスへの反応性に富むp型半導体Cu2Oを組み合わせた半導体式ガスセンサ作製した。１）で得られた知見をもとに複数(4種)の半導体センサを組み合わせたマルチセンサを作製し、複数混合ガス（アセトン、アセトアルデヒド、エタノール、アンモニア）を対象とした検出ガス信号をデータ科学（機械学習の一つである主成分解析により、ppbレベルの濃度ガスを繰り返し検出可能であることを実証した。

超高 - 敏感性皮肤气体检测是由形成的氧化物半导体进行的。 1）对氧化物半导体纳米结构的控制形成是必不可少的，即在本研究中执行100 nm或更少的纳米结构控制形成技术。使用激光检测功能的VLS（蒸气液固体固体）生长方法报告说，纳米结构（ZnO，ITO，GA2O3，WO3，FE3O4等）的形成已报道了气体检测功能。除这些知识外，它还证明了纳米图案的纳米图案，大小，形状等的位置，大小，形状等，纳米图案的形状，形状等类型和晶体表面方向可以精确形成，可以很好地形成。（传感器中的前沿，doi 10.3389/fsens。2023.1170289）此外，基于临时检查中获得的建议，功能性多孔材料（沸石，金属有机结构等）是选择被检测到的气体和丰富特征的关键与专家的研究人员共同研究。 2）传感器设备和人体气体远程检测的演示半导体 - 型气体传感器通过监测固体表面和气体之间的反应引起的电阻，测量了各种气体的存在和浓度。通常，结合了WO3，ZnO，SNO2，TIO2的半导体气体传感器，该传感器通常对氧化/还原气体的反应性丰富，P -Type半导体Cu2O富含对含含量的气体（如Ammonia）的反应性。基于1）中获得的多个半导体传感器的多传感器，并产生了用于检测多种混合气体的数据科学（丙酮，乙醛，乙醇，氨）（主要成分分析）。学习，证明可以反复检测到PPB级浓度气体。

项目成果

期刊论文数量（130）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Phase transition of high-quality epitaxial spinel Fe3O4 to γ-Fe2O3 thin films for spin-wave propagation

用于自旋波传播的高质量外延尖晶石 Fe3O4 到 γ-Fe2O3 薄膜的相变

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
Siyi Tang;Md Shamim Sarker;Kaijie Ma;Hiroyasu Yamahara;Munetoshi Seki;Hitoshi Tabata
通讯作者：
Hitoshi Tabata

Spin Wave Characteristics of Spin Frustrated System of Co and Si-substituted Y3Fe5O12 Thin Films

Co和Si取代Y3Fe5O12薄膜自旋受阻体系的自旋波特性

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Kenyu Terao;Md Shamim Sarker;Hiroyasu Yamahara;Munetoshi Seki;Hitoshi Tabata
通讯作者：
Hitoshi Tabata

Flexoelectric nanodomains in rare-earth iron garnet thin films under strain gradient

DOI：
10.1038/s43246-021-00199-y
发表时间：
2021-09
期刊：
Communications Materials
影响因子：
7.8
作者：
H. Yamahara;B. Feng;M. Seki;Masaki Adachi;Md Shamim Sarker;T. Takeda;Masaki Kobayashi;R. Ishikawa;Y. Ikuhara;Yasuo Cho;H. Tabata
通讯作者：
H. Yamahara;B. Feng;M. Seki;Masaki Adachi;Md Shamim Sarker;T. Takeda;Masaki Kobayashi;R. Ishikawa;Y. Ikuhara;Yasuo Cho;H. Tabata

Control of Magnetic Properties of Barium Ferrite Thin Films With Unusual Valence Fe

异常价态Fe钡铁氧体薄膜磁性能的控制

DOI：
10.3389/fmats.2021.732676
发表时间：
2021
期刊：
Frontiers in Materials
影响因子：
3.2
作者：
Sakuda Masahiro;Yamahara Hiroyasu;Tabata Hitoshi;Seki Munetoshi
通讯作者：
Seki Munetoshi

Carrier injection behaviors from a band semiconductor to strongly correlated electron system in perovskite lanthanum vanadate/silicon junctions

DOI：
10.1063/5.0094708
发表时间：
2022-06
期刊：
Applied Physics Letters
影响因子：
4
作者：
Y. Hotta;R. Nemoto;Keisuke Muranushi;Yujun Zhang;H. Wadati;Keita Muraoka;Hiroshi Sakanaga;H. Yoshida;K. Arafune;H. Tabata
通讯作者：
Y. Hotta;R. Nemoto;Keisuke Muranushi;Yujun Zhang;H. Wadati;Keita Muraoka;Hiroshi Sakanaga;H. Yoshida;K. Arafune;H. Tabata

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