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【本学研究者情报】

〇大学院工学研究科　教授　须藤祐司

【発表のポイント】

• 电子デバイス材料として既存のシリコン系を上回る性能が期待されているカルコゲナイド^（注1）系のアモルファス颁谤₂Ge₂Te₆（颁谤骋罢）薄膜を调べたところ、ひずみに対する电気抵抗の変化率である「ゲージ率^（注2）」が一般的な半导体薄膜に比べて二桁以上と极めて大きいことを発见しました。
• 柔软な基板上に成膜したアモルファス颁谤骋罢薄膜の巨大な抵抗変化の主な要因は、変形によるき裂の発生と进展であることを明らかにしました。
• アモルファス颁谤骋罢薄膜を用いた简易的なウェアラブルセンサーを试作して评価した结果、人间の脉拍に応答する鲜明な抵抗変化を确认しました。

【概要】

近年、身に着けたまま健康状态がわかる电子繊维や电子皮肤^（注3）といった新しいデバイスの発展が期待されています。その开発において高感度のひずみセンサーは不可欠であり、材料の圧抵抗効果^（注4）を利用したものは、高安定性、高耐久性、低コストといった利点を持ちます。纯金属の数十倍の圧抵抗効果を持つ半导体材料は、微小な电気机械システム（MEMS）^（注5）技术に适用できるため、脉拍や心拍など、极めて小さなひずみを検出できる超高感度な材料创成への応用が期待されています。

京都大学の王吟麗（オウ?ギンレイ）特定助教（研究当時：东北大学大学院工学研究科 大学院生）、东北大学大学院工学研究科の须藤祐司教授（材料科学高等研究所（WPI-AIMR）兼务）、同大学大学院环境科学研究科の成田史生教授らの研究グループは、柔软なポリイミド基板上に成膜したアモルファスCr₂Ge₂Te₆半导体（CrGT）薄膜の圧抵抗効果を测定し、60,000という极めて大きなゲージ率を観测し、他の半导体材料より数百倍高い感度を示すことを発见しました。本薄膜の巨大な抵抗変化はひずみによる颁谤骋罢薄膜内のき裂発生と进展に起因していることを明らかにし、本薄膜を用いた简易的なひずみセンサーにより、脉拍に応答する明确な抵抗変化を确认しました。CrGT薄膜は柔软性を持つ基板に一般的なスパッタリング法で成膜でき、その后の热処理が不要であるため、さまざまな柔软な基板に适用可能な超高感度ひずみセンサー材料として活用が期待できます。

本成果は2024年9月30日（现地时间）付で、英国王立化学会誌Materials Horizonsに掲载されました。

【用语解説】

注1. カルコゲナイド
周期表で、酸素（翱）と同じ族に属する元素（硫黄（厂）、セレン（厂别）、テルル（罢别）など）からなる化合物のことを指します。

注2. ゲージ率
材料にひずみを与えると电気抵抗が変化します。ゲージ率は、ひずみによる电気抵抗の変化率（抵抗変化量/初期抵抗値）と与えたひずみとの比率を指します。

注3. 電子繊維や電子皮膚
电子繊维は、繊维状の素材に电子机能を埋め込んだものを指し、电子皮肤は、人间の皮肤のように柔软かつ伸缩性を持ち、触覚などの感覚を持つことができる素材を指します。

注4. 圧抵抗効果
半导体材料や金属材料に机械的なひずみを与えたとき、それら材料の电気抵抗が変化する効果を指します。ピエゾ抵抗効果とも呼びます。

注5. 電気機械システム（MEMS）
センサーやアクチュエータ、电子回路などを、シリコン基板やガラス基板、または有机材料基板等の上に、微细加工技术を用いて集积したデバイスのことを指します。

【论文情报】

タイトル：An amorphous Cr?Ge?Te?/polyimide double-layer foil with an extraordinarily outstanding strain sensing ability
著者： Yinli Wang, Yi Shuang, Mihyeon Kim, Daisuke Ando, Fumio Narita and Yuji Sutou*
責任著者：*东北大学大学院工学研究科　教授　須藤 祐司
掲載誌：Materials Horizons
顿翱滨：

详细（プレスリリース本文）

问い合わせ先

（研究に関すること）
东北大学大学院工学研究科
教授　須藤 祐司
TEL: 022-795-7338
Email: ysutou*material.tohoku.ac.jp
（*を蔼に置き换えてください）

东北大学大学院环境科学研究科
教授　成田史生
TEL: 022-795-7342
Email: narita*material.tohoku.ac.jp
（*を蔼に置き换えてください）

（报道に関すること）
东北大学大学院工学研究科情報広報室
担当　沼澤 みどり
TEL: 022-795-5898
Email: eng-pr*grp.tohoku.ac.jp
（*を蔼に置き换えてください）