バルク物性の精密制御による高活性p型化合物半導体光電極の開発
Publicly Offered Research
| Project Area | Creation of novel light energy conversion system through elucidation of the molecular mechanism of photosynthesis and its artificial design in terms of time and space |
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| Project/Area Number |
18H05183
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | Konan University |
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Principal Investigator |
池田 茂 甲南大学, 理工学部, 教授 (40312417)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2020-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2019)
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| Budget Amount *help |
¥6,760,000 (Direct Cost: ¥5,200,000、Indirect Cost: ¥1,560,000)
Fiscal Year 2019: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2018: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
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| Keywords | 化合物半導体 / バルク結晶 / 単結晶 / 光電極 / 人工光合成 / 欠陥制御 / 結晶性 / 太陽光水分解 / 光触媒および光電極 / バルク物性の制御 / 表面の高機能化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
半導体材料におけるバルク物性は半導体内に生成したキャリアの拡散長を決定する因子である。そのような半導体をベースとする光電極の高機能化では、表面での触媒プロセスの制御に加えて、キャリア拡散長が十分に大きい半導体材料を得ることがきわめて重要である。光電極として有望な多元素化合物からなる半導体では、構成元素の不定比性が欠陥準位の種類や量を決定し、キャリア拡散長はそれらの物性に強く依存する。そのため、光カソードとして高機能化するには、これらの欠陥を定量的に制御することが必要となる。このような観点から、本研究では、計算科学や熱力学理論から予測される欠陥構造とその制御方法に基づいて、バルク結晶をベースとする化合物粉末および薄膜を作製することで、光物性を決定する重要な因子であると考えられる結晶内のバルク物性が精密に制御された、高機能な光触媒および光電極を得ることを目的としている。令和元年度および令和２年度（繰越分、６月まで）では、Cu2ZnSnS4薄膜光電極の元素置換によるCO2光還元反応に対する機能発現の実証、酵素-光触媒ハイブッド電極によるCO2還元反応の実証、酸素発生光触媒であるBiVO4粉末へのキャリアダイナミクス解析、および、CuGaSe2バルクおよび単結晶をベースとしたp型光電極の作成手法の開発を主要な成果として得た。その他関連する研究結果を含むこれらの成果については、国際誌への論文投稿（4件）、関連研究に関する国内および海外での学会（5件）にて対外発表を行った。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(28 results)
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[Journal Article] Tailored Photoluminescence Properties of Ag(In,Ga)Se2 Quantum Dots for Near-Infrared In Vivo Imaging2020
Author(s)
Tatsuya Kameyama, Hiroki Yamauchi, Takahisa Yamamoto, Toshiki Mizumaki, Hiroshi Yukawa, Masahiro Yamamoto, Shigeru Ikeda, Taro Uematsu, Yoshinobu Baba, Susumu Kuwabata, Tsukasa Torimoto
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Journal Title
ACS Applied Nano Materials
Volume: 3
Issue: 4
Pages: 3275-3287
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Photocarrier Recombination Dynamics in BiVO4 for Visible-Light Driven Water Oxidation2020
Author(s)
I. Abdellaoui, M.M. Islam, M. Remeika, Y. Higuchi, T. Kawaguchi, T. Harada, C. Budich, T. Maeda, T. Wada, S. Ikeda, and T. Sakurai
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Journal Title
J. Phys. Chem. C
Volume: 124
Issue: 7
Pages: 3962-3972
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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