概要 紫外線（UV）光検出器は、防衛技術から光通信まで幅広い応用があるため、広く注目されています。広帯域ギャップ金属酸化物半導体材料は、独自の電子的・光学的特性を持つため、UV光検出器の開発において大きな関心を集めています。本研究では、NiO/β-Ga₂O₃ヘテロ接合ベースの深紫外光検出器を開発し、その特性を調査しました。β-Ga₂O₃層はマグネトロンスパッタリング法で作製し、アニーリング後、(\bar{2}01)結晶面ファミリーに沿った選択的配向を示しました。この光検出器は、245nm照射（27 μW/cm²）下で高い応答度（R）27.43 A/W、最大検出感度（D*）3.14×10¹² c

概要 本研究では、水熱法によりチューブ状ナノ銅硫化物を合成し、XRD、SEM、TEM、BETによりその物理化学的特性を評価しました。合成した銅硫化物を吸着剤として用い、17α-エチニルエストラジオール（EE2）の除去に適用したところ、優れた吸着特性を示しました。25℃、吸着剤15mgを5mg/LのEE2溶液50mLに添加した条件下で、180分後に吸着平衡に達し、吸着率は約90%に達しました。さらに、理論計算と実験結果に基づき、吸着プロセスの動力学、等温吸着、熱力学について検討しました。銅硫化物の理論最大吸着容量は147.06 mg/gと算出されました。本研究の結果は、銅硫化物が安定で効率的な吸

概要 マルチウォールカーボンナノチューブ（MWCNT）が植物に毒性を示すことは多くの研究で明らかにされています。しかし、根系の様々な環境シグナルへの適応性の重要な構成要素である側根（LR）形成にMWCNTが影響を与えるか、またどのように影響するかについては議論が分かれています。本報告では、MWCNTがトマト実生根内に取り込まれることを発見しました。MWCNT投与は、概ね用量依存的にトマト側根形成を促進しました。内因性一酸化窒素（NO）生成はMWCNTにより誘発され、グリース試薬法、電子スピン共鳴（EPR）、レーザー走査共焦点顕微鏡（LSCM）、およびNOスカベンジャーにより確認されました。MW

概要 化学毒性を低減した植物合成ナノ粒子（NP）が世界的に注目され、最近ではナノテクノロジーの不可欠な構成要素となっています。我々は、繊維工業における合成殺菌剤および触媒剤に置き換えるため、植物化学的に（ショウガとニンニク）還元されたNiO-NPを調製しました。NPを紫外可視分光法（UV-Vis）、X線回折（XRD）、X線光電子分光法（XPS）、フーリエ変換赤外分光法（FTIR）、エネルギー分散型X線分光法（EDS）、走査型電子顕微鏡（SEM）、透過型電子顕微鏡（TEM）で特性評価しました。NPの合成はXRDとUV-Visにより確認され、350 nmに強い吸収を示し、サイズはショウガで16-5

概要 固有の多孔質構造と巨大な表面積を持つジルコニアナノ粒子アセンブリのナノ凹凸構造という特徴的効果により、熱処理による表面平滑化とポリマー含浸によるナノ凹凸構造のマスキングという体系的な表面修飾を導入することができました。固有のナノ凹凸表面構造を持つ0.02 wt%ジルコニアナノ粒子アセンブリを含む30 wt%ポリ(N-イソプロピルアクリルアミド)から作製したポリマーコンポジットは、機械的引張試験で最高の引張強度を示しました。しかし、平滑な表面を持つ焼結ジルコニアナノ粒子アセンブリとポリマーでマスキングされた表面を持つジルコニアナノ粒子アセンブリの両方とも、機械的引張試験でより低い強度とより

概要 ナノスフィアリソグラフィと金属支援化学エッチングを組み合わせることで、周期的に整列した垂直配向シリコンナノワイヤー（Si NW）アレイの作製に成功しました。エッチング時間を調整することで、ナノワイヤーの直径と長さの両方を適切に制御できます。このようなSi NWの伝導特性、特にそれらのサイズ依存性を、個々のナノワイヤー上で伝導性原子間力顕微鏡（CAFM）により調査しました。結果は、Si NWのコンダクタンスがその直径と長さに大きく関連していることを示しています。より小さな直径とより短い長さのSi NWはより優れた伝導特性を示します。I-V曲線特性評価とともに、サイズ依存的なショットキー障壁

概要 近年、造影剤は画像技術の品質向上のために広く使用されています。ナノ粒子は従来の分子スケールの造影剤よりも優れた体内検出能力を持っています。本研究では、強いX線吸収係数を持つ新しいタイプのAuナノケージ@PEGナノ粒子（AuNC@PEG）を合成し、コンピュータ断層撮影（CT）スキャン用の造影剤として評価しました。結果として、AuNC@PEGは良好な水分散性、低細胞毒性、強いX線吸収能力を示しました。さらに、体内実験では、合成されたAuNC@PEGが明確な造影効果、長い血中循環時間、および無視できるレベルの体内毒性を有することが示されました。したがって、本研究で合成された機能化AuNC@PE

概要 ヘマタイト（α-Fe₂O₃）材料は、低コスト、化学的安定性、適切なバンドギャップにより、太陽光駆動水分解の有望な候補と見なされています。しかし、対応するシステム性能は、電気伝導性の低さ、少数キャリアの短い拡散長、遅い酸素発生反応によって制限されています。ここでは、超音波スプレー熱分解法を用いて、ナノワーム状α-Fe₂O₃膜へのインシチュウSnドーピングを導入しました。最適なSnドーパント密度で最適化後、1日照射下での1.23V vs. RHEでの電流密度（J_ph@1.23V）を10から130μA/cm²に改善できることを示しました。さらに、酸素欠陥の欠陥ドーピングを導入するために使用さ

概要 バイオイメージングと細胞内薬物送達強化のため、ドキソルビシン封入カーボンドット（DOX-CDs）を作製しました。CDsはクエン酸と尿素を用い、200℃で1時間の水熱法で合成しました。その後、物理化学的相互作用によりDOXをCDs表面に結合させました。DOX-CDsは良好な結晶構造、優れた水溶液安定性、優れた光ルミネセンス特性、93%の高量子収率を示しました。蛍光画像では、DOX-CDsががん細胞に容易に取り込まれ細胞標識が可能であることが明らかになりました。さらに、エンド・リソソームpHによるDOX放出挙動がDOX-CDsで観察され、MTSアッセイでHO-8910卵巣がん細胞に対するDO

概要 炭素六員環、八員環、四員環を含む新しいグラフェン同素体「HOTグラフェン」を報告します。対応するナノチューブ系列は、HOTグラフェンシートを巻き上げることで構築されます。HOTグラフェンとHOTグラフェンナノチューブの幾何学的および電子構造について第一原理計算を実施しました。非六方構造であるHOTグラフェンでディラックコーンと高フェルミ速度が達成され、ハニカム構造がディラックフェルミオンの存在に不可欠な条件ではないことが示唆されました。HOTグラフェンナノチューブはトポロジーに依存して特徴的な電子構造を示します。(0,1)n（n≥3）HOTグラフェンナノチューブは半金属の特性を示し、もう

概要 遺伝子治療は、スモールインターフェリングRNA（siRNA）を含む卵巣がん治療の有効な手法として浮上しています。その強力さにもかかわらず、標的化された効率的な遺伝子送達システムが少なく、遺伝子治療の発展を深刻に阻害しています。本研究では、グラフェン酸化物（GO）を官能基化して新規遺伝子ベクターPEG-GO-PEI-FAを合成しました。葉酸（FA）は、卵巣がんで過剰発現している葉酸受容体（FR）に特異的に結合できます。ナノコンプレックスの特性は、動的光散乱（DLS）、原子間力顕微鏡（AFM）、フーリエ変換赤外分光法（FTIR）で評価しました。アガロースゲル電気泳動でsiRNA凝縮能と安定性

概要 軟質歪みベースのセンサーは、ウェアラブルセンシング、行動監視、生体電気診断など、さまざまな分野でますます使用されています。しかし、すべての用途において、高感度、高ダイナミックレンジ、低消費電力のために、これらのセンサーの機能は制限されています。本論文では、構造、表面、感度ユニットの処理を通じて、軟質歪みベースセンサーの感度と歪み範囲の向上に焦点を当てています。高感度センシングのために、ナノ銀（Ag）コーティング水酸基官能基化多層カーボンナノチューブ（OH-f MWCNT）を検討しました。伸張と堆積法により、Ag@OH-f MWCNTとポリジメチルシロキサン（PDMS）をしわ構造とサンドイ

概要 典型的な金属セレナイドとして、CoSeは二次元層状構造、良好な電気伝導度、高い理論容量を持つため、リチウムイオン電池（LIB）の有望なアノード材料と見なされています。本研究では、ZIF-67を前駆体として元のCoSe/Nドープ炭素（CoSe/NC）複合材料を合成しました。この複合材料では、CoSeナノ粒子がNCナノ層に封入され、C-Se結合を通じて接続されています。このコーティング構造と強力な化学的結合により、NCナノ層がCoSe/NC複合材料のリチウム貯蔵特性をより効果的に向上させます。その結果、CoSe/NC複合材料は1.0 A g−1で500サイクル後、310.11 mAh g−1

概要 導電結合型テラヘルツ金属メタマテリアルを提案し、電磁誘導透過（EIT）のアナログを実現しました。この構造では、明モードと暗モードのアンテナが近接場結合ではなく表面電流を介して相互作用します。食品包装によく用いられる安価なアルミ箔を用いてメタマテリアルを作製したため、フレキシブルメタマテリアルとしても機能します。本設計では、アルミニウムバー共振器とアルミニウムスプリットリング共振器（SRR）を分離せず、フォーク形状の構造で接続しています。数値シミュレーションと実験により、提案メタマテリアルのメカニズムを解析しました。局在表面プラズモン（LSP）共振（明モード）による表面電流が異なる経路を流

概要 二次元（2D）材料と従来の三次元（3D）材料に基づくハイブリッドヘテロ接合は、設計された特性を持つナノエレクトロニクスデバイスへの有望な道を提供します。本研究では、転写MoS2をβ-Ga2O3(\( 2- \)01)上に形成した混合次元ヘテロ接合のバンドアラインメントを、窒化処理の有無で調査しました。窒化処理なしの2D-MoS2/3D-β-Ga2O3ヘテロ接合の伝導帯オフセットと価電子帯オフセットは、それぞれ0.43 ± 0.1 eVと2.87 ± 0.1 eVと決定されました。窒化処理ありのヘテロ接合では、それぞれ0.68 ± 0.1 eVと2.62 ± 0.1 eVに変化しました。こ

概要 微小粒子状物質（PM）は、人体の健康、気候、生態環境に影響を与え、人間の生活を深刻に脅かしています。近年、多くの研究者が電気紡糸法でナノファイバエアフィルターを作製し、微小粒子状物質の効果的な除去を試みています。しかし、ポリマー繊維を窓スクリーン上に均一に電気紡糸することは実験室レベルでのみ達成されており、産業化の実現は依然として大きな課題です。本研究では、回転ビードスピナレットを用いた電気紡糸法により、熱可塑性ポリウレタン（TPU）を導電性メッシュ上に大面積・高生産性（1000 m2/日）で電気紡糸する手法を報告します。TPUポリマー溶液の濃度を変えることで、PM2.5除去効率99.6

概要 低次元III-V族InAs/GaAs量子ドット（QD）は、広帯域、波長柔軟性、低飽和フルエンスの利点により、900〜1310 nm波長域で動作する半導体飽和吸収ミラー（SESAM）に成功裏に応用され、超短パルスレーザー用途で成果を上げています。しかし、QD構造のエピタキシャル成長における大きな障壁のため、1550 nm付近の長波長域で動作する高性能QD-SESAMを得ることは非常に困難でした。本研究では、1550 nm発光域向けに設計されたInAs/GaAs QDシステムにおいて、キャップ層（CL）からQDへのキャリア緩和プロセスが非常に弱いことが、発光性能不良の主原因であることを初めて

概要 アモルファスIn-Ga-Zn-O（a-IGZO）薄膜トランジスタ（TFT）メモリは、将来のシステムオンパネル応用に向けて注目を集めていますが、通常消去効率が悪いという課題があります。本論文では、原子層堆積（ALD）法で作製したZnO電荷トラップ層（CTL）を持つa-IGZO TFTメモリの電圧極性依存プログラミング挙動を調査しました。作製直後のデバイスは、正のゲートバイアスだけでなく負のゲートバイアスでも電気的にプログラム可能な特性を示します。特に負のゲートバイアスでは、正バイアスよりもはるかに高いプログラミング効率が得られます。+13 V/1 μsのゲートバイアスパルスを印加すると、し

概要 単層MoS2は優れた光応答特性を示しますが、原子層厚さによる吸収制限とバンドギャップによるスペクトル選択性制限により、高感度光検出への有望な応用が妨げられています。ここでは、ZnO量子ドット（ZnO-QDs）装飾あり・なしのMoS2単層ベース光検出器について比較調査を行いました。単層MoS2光検出器と比較して、単層ZnO-QDs/MoS2ハイブリッドデバイスは、より高速な応答速度（それぞれ1.5 s、1.1 s）、拡張された広帯域光応答範囲（深紫外-可視）、可視スペクトルでの増強光応答（0.084 A/W超の応答度、1.05 × 1011 Jonesの検出度）を示し、これは接触界面に存在

概要 ホルムアルデヒド（HCHO）は室内大気汚染の主要原因です。したがって、日常生活でのタイムリーな検出のためにHCHOセンサは極めて重要です。しかし、既存センサは厳しい性能目標を満たしておらず、特に極低濃度ホルムアルデヒド（特に0.08 ppm未満）での室温検出時の非活性化は広く未解決の問題です。本研究では、低コスト水熱法でAgナノ粒子（Ag NPs）感作分散In2O3ナノグレインを提示します。Ag NPsがHCHOのIn2O3ナノ粒子への出入りの見かけの活性化エネルギーを低減し、低動作温度での低濃度検出を実現します。プリスタインIn2O3はHCHOガスに対して鈍い応答（Ra/Rg = 4.