2017 旭硝子財団 助成研究発表会 要旨集

87/223

変化が①ODPAによるノナナ―ル分子の捕集・濃縮効果、及び②ノナナ―ル吸着に伴うZnOナノワイヤの表面準位変調によるFET特性の劇的な改善効果に起因することが明らかとなった。本現象を利用することにより、従来困難であった超低濃度ノナナ―ル(18ppb)の検出に成功した。更に種々のSAM材料(ODPA-C18、DPA-C10、BPA-C4、MPA-C1)におけるセンシング特性を検証した結果、表面修飾有機材料を選定することにより選択的にノナナ―ル分子を検出可能であることを見出した。本研究で得られた一連の結果は、センサデバイスを用いた呼気診断実現へ向けてその礎となる重要な知見である。 加えて、ナノワイヤ素子において、ナノスケールで熱を制御する手法を導入することで、従来技術より消費エネルギーを９桁程度低減した分子センサを実証した。本手法のキーとなるものは、①パルス自己加熱機構（センサ部とヒータ部の間隔の最小化）、②バルクよりも小さなナノワイヤ熱伝導率（熱を閉じ込める効果）、➂小さな熱容量に起因するマイクロ秒レンジのナノワイヤ熱緩和時間である。 図１ 作成した単一ナノワイヤセンサ素子 図２ ナノワイヤセンサによる分子検出データ 図３ナノワイヤセンサ素子のFET特性 3. 今後の展開 本研究成果を発展させ、①更に分子認識特性が高いロバストなナノワイヤ表面を創製し、②集積化分子認識エレクトロニクスへと展開する基礎研究を行う。 4. 参考文献 Nanoscale Thermal Management of Single SnO2 Nanowire: pico-Joule Energy Consumed Molecule Sensor, Meng, G., F. Zhuge, K. Nagashima, A. Nakao, M. Kanai, Y. He, M. Boudot, T. Takahashi, K. Uchida and T. Yanagida, ACS Sensors, 1, 997-1002 (2016). Rational Concept for Reducing Growth Temperature in Vapor-Liquid-Solid Process of Metal Oxide Nanowires Zhu, Z., M.Suzuki, K.Nagashima, M.Kanai, G.Meng, H.Anzai, F.Zhuge, Y.He, M.Boudot and T.Yanagida, Nano Lett., 16, 7549-7502 (2016). Tailoring Nucleation at Two Interfaces Enables Single Crystalline NiO Nanowires via Vapor-Liquid-Solid Route Nagashima, K., H.Yoshida, A.Klamchuen, M.Kanai, G.Meng, F.Zhuge, Y.He, H.Anzai, Z.Zhu, M.Suzuki, M.Boudot, S.Takeda and T.Yanagida ACS Appl. Mater. & Inter., 8, 27892-27899 (2016). Rational Concept for Designing Vapor-Liquid-Solid Growth of Single Crystalline Metal Oxide Nanowires Klamchuen, A., M. Suzuki, K. Nagashima, H. Yoshida, M. Kanai, F. W. Zhuge, Y. He, G. Meng, S. Kai, S. Takeda, T. Kawai and T. Yanagida Nano Lett., 15, 6406-6412 (2015). −77−