高感度なCNT赤外線センサー　京都工芸繊維大学、中央大学、産総研｜用語集

京都工芸繊維大学、中央大学、そして産業技術総合研究所（産総研）の研究チームによる「高感度なCNT（カーボンナノチューブ）赤外線センサー」の開発。

この共同研究の核となるのは、CNTの「キャリア濃度を精密に制御する」技術と、それを用いた「光熱起電力（PTE）効果」の最大化にあります。特に、2024年頃に発表された「化学修飾（ドーピング）による高性能化」は、この分野の大きなブレイクスルーとして注目されています。

この研究の革新的なポイント

従来のCNTセンサーは「光を電気に変える効率」が低いことが課題でしたが、このチームは以下の手法でそれを解決しました。

1. 分子ドーピングによる「p型・n型」の作り分け

CNTに特定の分子を吸着させることで、電気的な性質を精密にコントロールしました。

n型（電子が多い）とp型（正孔が多い）のCNTを交互に配置。
これにより、赤外線を吸収して発生した熱を、効率よく電気エネルギーに変換する構造（熱電素子）をナノスケールで実現しました。

2. フレキシブルかつ高感度

このセンサーは、プラスチックフィルムのような柔らかい素材の上に作製できます。

室温動作: 従来の高性能赤外線センサー（冷却型）のような巨大な冷却装置が不要。
高レスポンス: 産総研の高度なナノ材料評価技術により、熱が逃げにくい構造を設計し、感度を大幅に引き上げました。

技術の比較イメージ

比較項目	従来型（化合物半導体）	京工繊・中央大・産総研モデル
素材	InGaAs / HgCdTe (高価)	カーボンナノチューブ (低コスト)
形状	硬く、平らな基板のみ	柔らかく、曲面に貼付可能
感度	非常に高いが冷却が必要	室温で従来比10倍以上の高感度化に成功

期待される社会実装

この3機関の連携による成果は、単なる「検知」を超えて、以下のような「見えないものを見る」インフラへの応用が期待されています。

ウェアラブル健康診断: 手首に巻くだけで血管の動きや体温分布をリアルタイム計測。
インフラ老朽化診断: トンネルや橋の内部にある目に見えない亀裂を、熱画像として遠隔から高精度にキャッチ。
次世代火災報知器: 煙の中でも熱源をはっきりと特定できる低価格な防災カメラ。

下記資料では「半導体カーボンナノチューブで冷却不要の高感度赤外線センサを開発」について詳しく解説されています。

https://www.kit.ac.jp/2026/02/news260206/

https://www.chuo-u.ac.jp/aboutus/communication/press/2026/02/84366/

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お礼、

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高感度なCNT赤外線センサー　京都工芸繊維大学、中央大学、産総研

この研究の革新的なポイント

1. 分子ドーピングによる「p型・n型」の作り分け

2. フレキシブルかつ高感度

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期待される社会実装

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