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高性能フレキシブルガスセンサー応用へ向けた酸化銅ナノ構造体の形態制御

用于高性能柔性气体传感器应用的氧化铜纳米结构的形态控制

基本信息

批准号：
21J14645
负责人：
新田亮介
金额：
$ 0.96万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-28 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、①溶液成膜法の１種であるスピンスプレー法を用いてのCuOナノ構造体の低温成膜およびその構造制御と②フレキシブル基板上へ成膜したCuOナノ構造体を用いての高性能フレキシブルガスセンサの作製の２点を目指す。まず①についてであるが、スピンスプレー法によるCuO膜の作製において、前駆体溶液のｐHや添加物によってCuO膜の構造が大きく変化することが判明した。本研究では、前駆体溶液に加える添加剤としてアンモニア,エチレンジアミン(EDA),クエン酸の３種類を用意し、その大きさや官能基、錯安定度などの観点からCuO結晶成長メカニズムについて詳細に調査した。アミノ基を持つEDAを用いた場合、試料はナノシートアレイ構造となり、一方ヒドロキシ基を持つクエン酸を用いた場合、ナノシートが凝集した緻密膜となった。このような構造の変化は添加剤が持つ官能基の極性が大きく影響しており、極性が大きいヒドロキシ基はCuOナノシートの凝集を促進させ、逆に比較的極性が小さいアミノ基は凝集を阻害することが分かった。以上より、スピンスプレー法を用いて添加剤を調整することでCuO膜のナノスケールでの構造制御が可能であることが示された。また②ついてであるが、スピンスプレー法を用いてフレキシブルPET基板上に様々な形状のCuOナノ構造体を密着性良く堆積させることに成功した。作製したCuOナノ構造体の湿度変化に対する応答性を評価したところ、CuOナノシートが凝集した緻密膜は湿度に対して全く応答しなかった。一方ナノシートアレイ構造を持ったCuO膜は湿度に対して高い感度で応答し、湿度センサとして応用可能であることが判明した。加えてCuOナノシートアレイ構造体は１０００回の曲げ試験後でも安定して湿度をセンシングでき、高い曲げ耐久性を持っており、フレキシブルガスセンサとして有望な材料構造であることが示された。

In this study, 1 solution film forming method is used in this study. 1 solution film forming method is used in this study. 1 solution film forming method is used in this study. in this study, 1 solution film forming method, 1 solution forming method and 1 solution forming method. The first step is to make the cuo film, and the first solution is to use the pH additive to make the CuO film. In this study, the solution of the precursor was added to the solution, and the growth of the CuO crystal was affected by the growth of the crystal, the growth of the CuO. In this way, the EDA is used to close, the material is used to make the machine, and one side is used to close the tight membrane. In order to improve the quality of the system, the functional basis, the function, the CuO, the agglutination, the agglutination. In the above method, you can use the method to add the CuO film to the CuO film. In the PET substrate, the shape, the CuO, the density of the body, the shape, the density, the success, the density, the success, the density, the density, Make sure that the body is humidified, that is, the humidity is changed, that the humidity is changed, and that the CuO is used to agglutinate the dense membrane and humidity. One side uses the CuO film, humidity, high sensitivity, humidity, humidity and humidity. After the addition of the CuO, the temperature, the humidity, the durability, the durability, the temperature, the durability, the durability, the temperature, the durability, the durability, the temperature, the durability, the durability, the temperature, the durability, the durability, the temperature, the durability, the temperature, the durability, the durability, the temperature, the temperature, the