電子情報部門,張 慧

張 慧

助教

ZHANG hui

電子情報部門

研究KEYWORD

ナノスケール加工計測,医用工学バイオセンサ,電子デバイス,電子線モンテカルロシミュレーション

研究分野

電気電子工学,ナノマイクロ科学,人間医工学

主な研究テーマ

  • 超高感度シリコンナノワイヤバイオセンサの研究
  • オン・シリコン熱電発電デバイスの研究
  • 電子線描画法及び自己組織化法の融合技術による10 nm以下のパターン形成技術の研究

研究概要

電子のモンテカルロ輸送計算をはじめとする計算物理の手法,ナノ微細加工技術による超微細ナノ構造の作製及びナノデバイスの作製に取り組んできた。近年は,特に医療応用を目指した低濃度生体分子検出のための超高感度バイオセンサの研究を進めている。主な研究テーマ及び研究概要は,以下の通りである。(1)超高感度シリコンナノワイヤバイオセンサの研究:n型SiNWの最適ドーピング条件の確立および電子線リソグラフィを用いたSiNWの細線化により,6 aMの超低濃度の生体分子の検出を確認した。(2)オン・シリコン熱電発電デバイスの研究:環境中の微小な熱エネルギーで動作するセンサを実現するため,SiNW型半導体結晶を用いた熱電発電デバイスの最適な構造を予測した。(3)電子線描画法及び自己組織化法の融合技術による10 nm以下のパターン形成技術の研究:通常の自己組織化法では基板上にドットがランダムに形成されるが,精密に設計されたガイドランインパターンを用いて基板表面の領域を制限することで,世界最高水準となる直径5 nm,ドット間隔10 nm×7.5 nmのドット列を形成した。

提供できる技術・応用分野

超高感度バイオセンサの作製と計測;熱電発電デバイス;電子線描画法及び自己組織化法によるナノ微細構造形成技術;電子デバイスの計測評価技術

主要な所属学会

応用物理学会

近年の論文 または 特許 (3件以内)

  • The Dependence of Crystallization on Temperature in the Nanosecond Timescale for GeTe-based Fast Phase-Change Resistor(GeTe相変化メモリのナノ秒領域における結晶化温度特性の解明に関する研究), Chemical Physics Letters, Vol. 650, 102-106 (2016).
  • The Possibility of mW/cm2-class On-Chip Power Generation Using Ultra-Small Si Nanowire based Thermoelectric Generators (mW/cm2レベルの発電密度を出せるシリコンナノワイヤを用いた熱電発電デバイスの研究), IEEE Transactions on Electron Devices, Vol. 65, pp.2016-2023 (2018).
  • Design and Fabrication of Silicon Nanowire-based Biosensors with Integration of Critical Factors: Toward Ultrasensitive Specific Detection of Biomolecules, ACS Applied Materials& Interfaces, Vol. 20, pp. 51808-51819, (2020).