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ホサイン研究室

材料表面に関連する基本的な特性およびプロセスに関する研究

材料表面に対する原子的に精密な化学的官能基化を目的とした新しい化学の探求。これにより、化学的、電気的、および光学的特性において大きな可変性を有する全く新しいクラスの低次元ナノ材料をもたらすことが可能となります。

研究分野

ナノマテリアル科学/シリコンケミストリー/表面化学 物理化学

キーワード

グラフェン/シリコン/ MoS2 / BN / 2次元材料

グラフェン電界効果トランジスタ(GFET)ベースのバイオセンサー

ビオチンは最も特異的で最強の非共有相互作用や標識能力を有しています。このため、アビジン-ビオチン技術は、ELISA(酵素結合免疫吸着検定法)キット、ポリマーに基づく検出法、および標識免疫センサーにおいて、癌やインフルエンザなど様々な疾患に対する各種バイオマーカーの検出に使用されています。 生体高分子の検出には、GFETのアビジン-ビオチン技術が活用されています。

黒リンの合成 – フォスフォレン

2D材料のうち、黒リン(BP)の薄層はフォスフォレンと呼ばれており、その層数に応じて調整可能な直接バンドギャップ、高いキャリア移動度、さらには強力な面内異方性を備えているため、一部のデバイスへの応用にきわめて有望な材料と言えます。 BPは元素Pに属する3つの同素体の中で最も安定していますが、合成が困難であるために最も高価となっています。 実際のところ、様々な用途に向けた大きなチャンスを実現するうえで重要な課題となるのは、純粋なBPを迅速かつ高いコスト効率でバルク合成を行うことです。 私たちは、赤リンから黒リンを確実かつ安全にわずか5時間で合成することに成功しました。

 

代表的論文

  • Shin-ichiro Kato; Ryo Kumagai; Tsukasa Abe; Chisa Higuchi; Yoshihito Shiota; Kazunari Yoshizawa; Nobutaka Takahashi; ji Yamamoto; Md Zakir Hossain*; Kazuhiro Hayashi; Takashi Hirose; Yosuke Nakamura - “Arylene–hexaynylene and –octaynylene macrocycles: extending the polyyne chains drives self-association by enhanced dispersion force”, chemical communication. 2021.
  • Wang, SY; Hossain, MZ*; Han, T; Shinozuka, K; Suzuki, T; Kuwana, A; Kobayashi, H - “Avidin-Biotin Technology in Gold Nanoparticle-Decorated Graphene Field Effect Transistors for Detection of Biotinylated Macromolecules with Ultrahigh Sensitivity and Specificity”, ACS OMEGA, 2020, 5, 46, 30037-30046.
  • Wang, SY; Hossain, MZ*; Shinozuka, K; Shimizu, N; Kitada, S; Suzuki, T; Ichige, R; Kuwana, A; Kobayashi, H - “Graphene field-effect transistor biosensor for detection of biotin with ultrahigh sensitivity and specificity”, BIOSENSORS & BIOELECTRONICS, 2020, 165.

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