【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.06.28】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
23TU0159
利用課題名 / Title
液体分子検出用二硫化モリブデンFETの開発/Development of MoS2-FET for Molecules in Liquid
利用した実施機関 / Support Institute
東北大学 / Tohoku Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed（副 / Sub）次世代バイオマテリアル/Next-generation biomaterials
キーワード / Keywords
異種材料接着・接合技術,原子層薄膜,蒸着・成膜/ Vapor deposition/film formation,電子線リソグラフィ/ EB lithography,センサ/ Sensor,先端半導体（超高集積回路）/ Advanced Semiconductor (Very Large Scale Integration),バイオセンサ/ Biosensor,におい・ガスセンサ/ Odor/gas sensor,ウエアラブルデバイス/ Wearable device
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
高岡 毅
所属名 / Affiliation
東北大学多元物質科学研究所
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
TU-064：エリオニクス 130kV EB描画装置
TU-159：芝浦スパッタ装置（冷却型）
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
液体に含まれる微量分子の検出を行うために必要不可欠なMoS2原子層数層からなる電界効果トランジスタ（MoS2-FET）を作成するために、SiO2/Siウェハー上に転写したMoS2原子層の両端に微細な金属電極を蒸着する、という過程を行わせていただいた。
実験 / Experimental
MoS2原子層の小さな薄片（数マイクロメートル程度）を転写したSiO2/Siウェハーにレジストを塗布した後、エリオ二クス130KのEB描画装置（TU-064）を用いて電子ビームで描画し、現像を行った後に、芝浦スパッタ装置（冷却型）（TU-159）を用いて電極材料となるTiとAuをスパッター法で製膜し、電界効果トランジスタを作製した。
結果と考察 / Results and Discussion
分子センサ技術は、医療計測，農業，工業など，多様な領域と関わっており、大きな関心が寄せられている。二硫化モリブデン(MoS2)極薄膜は比表面積が大きく、電子物性が表面状態に非常に敏感であるため、微量の対象分子を高い精度で検出できるセンサデバイス材料として注目されている。本研究では、脳内の神経伝達物質の一種で現在非常に注目されているドーパミンを含むIPAや水溶液をMoS2をチャンネル材料として用いた電界効果トランジスタ（FET）に接したときの電気特性の変化を調べ、センサーとしての機能について調べた。Fig. 1に作成した二硫化モリブデン(MoS2)FETの光学顕微鏡像を示した。ドーパミンを含む液体と作成したFETを接触した際に測定した電気特性データをFig. 2に示した。このように、ドーパミン濃度による電気特性変化がみられ、センサーとして利用できる可能性を示すことができた。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
Fig. 1 Optical image of a fabricated FET.
Fig. 2 FET property for dopamine liquid.
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件