Chemical Sensors
Vol. 28, No.1 (2012)

巻頭言

弊社は「おもしろおかしく」の社是のもとグローバルに計測、分析分野でビジネス展開を図っています。

その原点は、創業者である現最高顧問、堀場雅夫が1945年に設立した「堀場無線研究所」であり、8年後に創立された堀場製作所としての製品第１号であった電気化学の代表格であるガラス電極式pH計でした。その後、物理、化学の原理を利用した液体、ガス、固体分析技術を中心に、主に環境に関連する分析計測システムを提供することで成長してきました。

1960年半ばからは、欧米先進国や日本での環境問題の解明や発生源などの環境対策やその効果の把握など広い領域で主に機器分析計測技術が貢献してきました。

一方で、開発途上国や未開発国では環境問題への取り組みは、現在も遅々としており、局所的な大気汚染による呼吸器系疾病の増加、水の汚染による安全な飲料水や農業用水の確保も難しい状況が生じています。しかし、これらの国々では経済的な問題で、従来型の高価な装置ではモニタリングなどの普及、また、環境対策も容易ではありません。

この様な地域においては環境の有害物質計測に安価でロバスト性の高い、かつ測定が簡易なセンサ技術が強く求められています。弊社では大気中のNO2やオゾンの計測用として酸化タングステン結晶を用いた小型高感度の半導体ガスセンサの開発を行い、従来のケミルミ法などの物理計測法と遜色の無い計測性能を持つセンサ開発に成功しています。実用化にはさらに工夫が必要ですが、小型で設置が容易である特徴を活かし道路周辺の大気多点観測や車室内環境測定評価などに期待できる技術であると考えています。

また、昨今のMEMS技術の進歩によって理想に近いセンサ構造の実現や信頼性の向上にも大きな進歩が期待できます。この様なセンサ技術によって環境分野のみならず安全、安心に関するセンサニーズは世界規模で益々広がっており、センサ技術が果たすべき役割が今まで以上に重要であることに加えて、新たなセンシング技術の開発が強く求められています。一方で、私共の身の回りではこの様なセンサや物理、化学計測などの基礎知識や研究を取り上げる講座も少なくなり、また、この分野の存在そのものが学術領域や社会で認められる機会も限られてきて、センサ技術や分析計測技術が重要にもかかわらず、専門性の高い人材確保、技術の伝承も難しくなってきているのが実情ではないでしょうか。弊社、最高顧問はその様な状況にある分析、計測分野の活性化と発展のために、分析計測技術の基本を確立し、先進的な技術を明らかにしようとしている若い研究者にとって励みになればとの思いで堀場雅夫賞を創設しました。

電気化学会の下にある本研究会は、産業や生活の安全、安心を縁の下で支える大変重要なセンサ技術の進歩を担っています。この様な領域の研究、開発活動により一層光を当て、センサ技術に興味を持ってもらえる若い人材の参加、育成そして技術の発展、継承に取り組み、本研究会がさらに意義ある魅力的な研究会として発展することを願っております。私も会員の皆様と共に、未来のニーズに応えられるセンサ技術の発展に少しでも貢献出来る様努力をしてまいりますのでよろしく御願い致します

To Japanese Contents　／　To English Contents

---

トピックス

In this paper, the author has introduced our works, developments of layered organic−inorganic hybrids as aldehyde gas sensors and an aim for formulation as the international standard for test method of portable volatile organic compound (VOC) detectors. The aldehyde sensors consist of layered molybdenum oxide, and polyanilin or polyaniline derivatives. Gas-sensing selectivity of the sensors depend on polarities of target VOCs, molecular sizes of target VOCs, and affinity of interlayer organic components with target VOCs. The portable VOC detectors have been selected three types from each different detection principle, photo-ionized, metal oxide semiconductor, and interference enhanced reflection method detectors. The author has mainly investigated about the calibration gas for the detector of each principle.

To Japanese Contents　／　To English Contents

---

For completion of in vivo-applicable on-chip field effect transistor (FET) biosensors, we have developed an FET sensor highly resistant to solution by optimization of the deposition conditions and control of interfacial structure. We fabricated an on-chip pH-sensing and reference FET with self-assembled monolayer to realize a fully solid micro pH sensor that can be applied over biosensors. We demonstrated fabrications of FET biosensors and overcame problems by controlling the structure and orientation of a two-dimensional array of immobilized probe molecules, such as enzyme, DNA, antibody, sugar chain, and chiral molecules. Direct application of semiconductor integration technology to the field of medical diagnostics by FET biosensors will pave the way to creation of new market.

To Japanese Contents　／　To English Contents

---

This paper provides important information about the detection principle of resistive CNT-based gas sensor and the selective detection properties of multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) array directly grown on the Au interdigitated electrodes with micro-gap to 1 ppm sulfur gases. Particularly, the addition of n-type oxide to MWCNTs is more effective for the formation of a large depletion layer within MWCNTs by the p-n junction on contact points between MWCNTs and oxide particles. The discrete band-gap of MWCNTs, SnO₂, and TiO₂ was derived from measured dependence of tunneling conductance dI/dV on the applied voltage by means of scanning tunneling spectroscopy (STS), as the evidence of the formation of a large depletion layer. It will be expected that the measurement of tunneling conductance under atmospheric control is useful for evaluation of electron depletion layer formed on interface by conjugation between MWCNTs and oxides.

To Japanese Contents　／　To English Contents