研究内容

MoO3およびWO3薄膜のMBE成長とデバイス応用

酸化物薄膜の結晶成長を行っている様子

三酸化モリブデン(MoO3)および三酸化タングステン(WO3)は,多様な結晶相を有するワイドバンドギャップ半導体材料です。私たちは,分子線エピタキシー法を用いて格子整合系基板の上にMoO3およびWO3薄膜をエピタキシャル成長し,電気化学的なプロトンの脱挿入に伴う構造変化ならびに電気的・光学的特性の変調を系統的に評価しています。これらの知見を基に,酸化還元反応によってコンダクタンスを変調可能なトランジスターへの応用を目指しています。本研究は,電子情報システム工学科 廣芝研究室および電気電子システム工学科 小山研究室との共同研究として実施しています。また,元リガクX線研究所 稲葉氏,高純度化学研究所 河原氏,フルウチ化学 村上氏のご協力をいただいております。本研究の一部は,公益財団法人JKAの補助事業の支援を受けて実施しています。
  
技術シーズ

絹フィブロインを用いた酵素固定化とFET型バイオセンサー応用

バイオセンサーの性能を調べている様子

腎機能マーカであるクレアチニンや尿素窒素を長時間連続モニタリングするウェアラブル・バイオセンサーの実現を目指し,拡張ゲートFET型バイオセンサーの開発を進めています。酵素を含有する絹フィブロインを用いて酵素膜を形成し,これをFETの拡張ゲート電極として利用しています。さらに,イオン感応性の高い酸化物半導体を酵素膜の下地層として導入することで,センサーの高感度化を図っています。本研究では,松田養蚕場株式会社 松田氏よりナノフィブロインパウダーを,信越化学工業株式会社 廣神氏よりシランカップリング剤をご提供いただいております。また,電子情報システム工学科 廣芝研究室および電気電子システム工学科 小山研究室との共同研究として実施しています。本研究の一部は,公益財団法人泉科学技術振興財団の研究助成の支援を受けて行われています。

技術シーズ

溶液法による酸化ガリウムインジウム薄膜の作製と深紫外線センサー応用

薄膜を電子顕微鏡で組成分析している様子

ワイドバンドギャップ半導体である酸化ガリウム(Ga2O3)は,深紫外線センサーの有望な候補材料です。私たちは,非真空プロセスである溶液塗布熱分解法を用いてGa2O3とIn2O3の混晶薄膜を成膜する技術を開発し,MSM型紫外線センサー素子の作製を行っています。In組成比を制御することでカットオフ波長をUV-CからUV-B領域まで幅広く調整できることを明らかにしており,ソーラーブラインド型紫外線センサーへの応用が期待されます。本研究は,電気電子システム工学科 小山研究室および電子情報システム工学科 廣芝研究室との共同研究として実施しています。
  
技術シーズ

酸化ハフニウム・ジルコニウム薄膜の作製と強誘電体メモリー応用

試作したFETの性能を評価している様子 

酸化ハフニウム(HfO2)と酸化ジルコニウム(ZrO2)の混晶薄膜であるHfZrO2は,強誘電体材料として近年注目を集めています。私たちは,プラズマダメージの少ない対向ターゲット式スパッタ法および非真空プロセスである溶液塗布熱分解法を用いて,サファイア基板およびシリコン基板上にHfZrO2混晶膜を成膜しています。得られた薄膜の結晶構造および電気特性を評価し,強誘電体メモリーへの応用を目指しています。本研究は,電子情報システム工学科 廣芝研究室との共同研究として実施しています。
  
技術シーズ

二酸化バナジウム薄膜の作製と赤外線サーモクロミックフィルムの開発

酸化バナジウム薄膜を成膜している様子 

二酸化バナジウム(VO2)は,約70℃付近で結晶相転移を示し,それに伴って赤外線透過率が大きく変化する特性を有しています。私たちは,金属有機分解(MOD)法を用いて極薄ガラス基板上にVO₂薄膜を成膜し,そのサーモクロミック特性を評価しています。さらに,Nb,Zr,Taなどの元素をドーピングすることで,日射透過率,近赤外線調光率,および相転移温度の変化を系統的に調べ,赤外線サーモクロミックフィルムの実用化を目指しています。本研究は,ナノ材料マイクロデバイス研究センター 和田教授,電子情報システム工学科 廣芝研究室,高純度化学研究所 河原氏との共同研究として実施しています。

赤外線スマートウィンドウプロジェクト