大阪大学,東京大学,九州大学,岡山大学,科学技術振興機構（ＪＳＴ）

令和４年４月２７日

大阪大学
東京大学
九州大学
岡山大学
科学技術振興機構（ＪＳＴ）

木材由来、電気特性と３Ｄ構造をカスタマイズできるナノ半導体を創出

～持続可能なエレクトロニクスの実現に道～

ポイント

大阪大学 産業科学研究所の古賀 大尚 准教授、東京大学 大学院工学系研究科の長島 一樹 准教授、高橋 綱己 特任准教授、九州大学 大学院総合理工学研究院の末松 昂一 助教、岡山大学 異分野融合先端研究コアの仁科 勇太 研究教授らの研究グループは、木材由来のナノセルロースを用いて、電気特性と３Ｄ構造を幅広く制御できるナノ半導体の創出に成功しました。

環境調和型の次世代エレクトロニクスに向け、持続可能な電子デバイスの開発が希求されています。古賀 准教授らの研究グループは、持続可能な生物資源、木材ナノセルロース由来の紙「ナノペーパー」を用いて、紙の電子ペーパーや生分解性ペーパーメモリーといった環境調和型の電子デバイスを世界に先駆けて開発してきました。しかし、ナノペーパーは電気を通さない完全な絶縁体であったため、これまでは主に基材としての利用にとどまっており、電子デバイスとして動作させるためには枯渇性資源由来の半導体が不可欠でした。

今回の研究では、ナノペーパーによる紙ならではの３Ｄ構造設計技術、および、段階的炭化・形態保持炭化技術を駆使し、絶縁体～準導体まで系統的な電気特性制御が可能、かつ、ナノ～マイクロ～マクロのトランススケールで３Ｄ構造制御が可能な新奇ナノ半導体を得ることに成功しました。これにより、目的や用途に応じた電子機能や３Ｄ構造のカスタマイズが可能になり、全て木材由来の電子デバイスを作製することも夢ではなくなります。持続可能なグリーン・エレクトロニクスの実現に向けた道を開く成果として期待されます。

本研究成果は、米国科学誌「ＡＣＳ Ｎａｎｏ」に、２０２２年４月２７日（水）（日本時間）に公開されます。

本研究は、ＪＳＴ 創発的研究支援事業（ＪＰＭＪＦＲ２００３）、ＪＳＴ さきがけ（ＪＰＭＪＰＲ１９Ｊ７）、ＪＳＴ ＣＲＥＳＴ（ＪＰＭＪＣＲ１８Ｒ３）、ＪＳＰＳ 科研費「基盤研究Ｂ」（ＪＰ１８Ｈ０２２５６）・「新学術領域研究（水圏機能材料）」（２０Ｈ０５２２４）、物質・デバイス領域共同研究拠点：人・環境と物質をつなぐイノベーション創出ダイナミック・アライアンスにおける共同研究「ＣＯＲＥラボ」（２０１８６００２）、日本国際賞平成記念研究助成、ＭＥＸＴ ナノテクノロジープラットフォーム事業（ＪＰＭＸＰ０９Ｓ２１ＯＳ００２９）の支援を受けて行われました。

＜プレスリリース資料＞

＜論文タイトル＞

“Nanocellulose Paper Semiconductor with a 3D Network Structure and Its Nano–Micro–Macro Trans-Scale Design”
ＤＯＩ：10.1021/acsnano.1c10728

＜お問い合わせ先＞

（英文）“Electronics can grow on trees thanks to nanocellulose paper semiconductors”

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