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2021 Fiscal Year Annual Research Report

分子系及び半導体系光触媒の動的機能に関する実験・理論解析

Planned Research

Project AreaCreation of novel light energy conversion system through elucidation of the molecular mechanism of photosynthesis and its artificial design in terms of time and space
Project/Area Number 17H06438
Research InstitutionHigh Energy Accelerator Research Organization

Principal Investigator

野澤 俊介  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 准教授 (20415053)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 山下 晃一  京都大学, 実験と理論計算科学のインタープレイによる触媒・電池の元素戦略研究拠点ユニット, 特任教授 (40175659)
Project Period (FY) 2017-06-30 – 2022-03-31
Keywords時間分解XAFS / 光触媒反応 / 動的構造解析 / 超高速X線分光 / XFEL
Outline of Annual Research Achievements

領域内共同研究として、X線とレーザーを相補的に利用した、光触媒反応過程における過渡的構造の可視化に関する研究が、精力的実施された、例えば、オペランドXAFS, FTIRによる反応ダイアグラムの追跡を実施した研究では、Re錯体におけるCO2光還元反応について、オペランドXAFSとFTIRを相補的に利用し、DFT計算を用いた解析を行うことで、構造的な視点から反応ダイアグラムを決定することに成功した[Y. Kou, S. Nozawa(B02班), H. Inoue(C01班), J. Catal. v405, 508 (2022).]。また、EXAFSとIR測定のピコ時間分解(TR)測定を用いたRe錯体3重項励起状態の構造決定した研究では、CO2還元光触媒であるRe錯体について、TR-EXAFSで金属周りの過渡局所構造を、TR-IRで配位子の過渡分子構造を、ピコ秒領域で計測し、3重項励起状態の長寿命化の原因となる分子全体の大きな構造変化について可視化することに成功した[Y. Shimoda, O. Ishitani(C02班), S. Nozawa(B02班), K. Onda(B公募), Inorg. Chem.160;v60, 7773-7784 (2021).]。

Research Progress Status

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (35 results)

All 2022 2021 Other

All Int'l Joint Research (3 results) Journal Article (12 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 12 results,  Open Access: 3 results) Presentation (20 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Int'l Joint Research] KAIST/Pusan National University/YONSEI University(韓国)

    • Country Name
      KOREA (REP. OF KOREA)
    • Counterpart Institution
      KAIST/Pusan National University/YONSEI University
    • # of Other Institutions
      1
  • [Int'l Joint Research] European XFEL GmbH/University of Hamburg/Deutsches Elektronen- Synchrotron(ドイツ)

    • Country Name
      GERMANY
    • Counterpart Institution
      European XFEL GmbH/University of Hamburg/Deutsches Elektronen- Synchrotron
  • [Int'l Joint Research] ELI-ALPS(ハンガリー)

    • Country Name
      HUNGARY
    • Counterpart Institution
      ELI-ALPS
  • [Journal Article] Mechanism of the photoreduction of carbon dioxide catalyzed by the benchmarking rhenium dimethylbipyridine complexes; operando measurements by XAFS and FT-IR2022

    • Author(s)
      Kou Y., Nabetani Y., Nakazato R., Pratheesh N.V., Sato T., Nozawa S., Adachi S.-I., Tachibana H., Inoue H.
    • Journal Title

      Journal of Catalysis

      Volume: 405 Pages: 508

    • DOI

      10.1016/j.jcat.2021.11.020

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Conceptual design of the Hybrid Ring with superconducting linac2022

    • Author(s)
      Harada K., Funamori N., Yamamoto N., Shimosaki Y., Shimada M., Miyajima T., Umemori K., Sakai H., Nakamura N., Sakanaka S., Kobayashi Y., Honda T., Nozawa S., Nakao H., Niwa Y., Wakabayashi D., Amemiya K., Igarashi N.
    • Journal Title

      Journal of Synchrotron Radiation

      Volume: 29 Pages: 118

    • DOI

      10.1107/S1600577521012753

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Mechanism of H+ dissociation_induced O_O bond formation via intramolecular coupling of vicinal hydroxo ligands on low-valent Ru(III) centers2021

    • Author(s)
      Tanahashi Y., Takahashi K., Tsubonouchi Y., Nozawa S., Adachi S.-I., Hirahara M., Mohamed E.A., Zahran Z.N., Saito K., Yui T., Yagi M.
    • Journal Title

      Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America

      Volume: 118 Pages: e2113910118

    • DOI

      10.1073/pnas.2113910118

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Correlation between ferromagnetism and dopant 3 d metal-oxygen hybridized state lying at the bottom of conduction band in ZnO-based diluted magnetic semiconductor system2021

    • Author(s)
      Tsukahara T., An S., Otsuru S., Tezuka Y., Nozawa S., Adachi J., Akashi K., Inagaki Y., Kawae T., Ishii H., Liao Y.-F., Kida T., Suehiro S., Nantoh M., Ishibashi K., Ishiwata Y.
    • Journal Title

      Journal of Applied Physics

      Volume: 130 Pages: 243904

    • DOI

      10.1063/5.0066697

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] PbBi3O4X3 (X = Cl, Br) with Single/Double Halogen Layers as a Photocatalyst for Visible-Light-Driven Water Splitting: Impact of a Halogen Layer on the Band Structure and Stability2021

    • Author(s)
      Suzuki H., Higashi M., Tomita O., Ishii Y., Yamamoto T., Kato D., Kotani T., Ozaki D., Nozawa S., Nakashima K., Fujita K., Saeki A., Kageyama H., Abe R.
    • Journal Title

      Chemistry of Materials

      Volume: 33 Pages: 9580

    • DOI

      10.1021/acs.chemmater.1c02876

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Temperature dependence of electronic structure on the ferroelectric phase transition of BaTiO32021

    • Author(s)
      Tezuka Y., Nozawa S., Nakajima N., Iwazumi T.
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 104 Pages: 235148

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.104.235148

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Structural dynamics of c2f4i2 in cyclohexane studied via time-resolved x-ray liquidography2021

    • Author(s)
      Gu J., Lee S., Eom S., Ki H., Choi E.H., Lee Y., Nozawa S., Adachi S.-I., Kim J., Ihee H.
    • Journal Title

      International Journal of Molecular Sciences

      Volume: 22 Pages: 9793

    • DOI

      10.3390/ijms22189793

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Control of the Photocatalytic Activity of Metastable Layered Oxynitride K2LaTa2O6N through Topochemical Transformation of Tuned Oxide Precursors2021

    • Author(s)
      Mogi H., Kato K., Yasuda S., Kanazawa T., Miyoshi A., Nishioka S., Oshima T., Tang Y., Yokoi T., Nozawa S., Yamakata A., Maeda K.
    • Journal Title

      Chemistry of Materials

      Volume: 33 Pages: 6443

    • DOI

      10.1021/acs.chemmater.1c01726

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Vapochromic behaviour of a nickel(ii)-quinonoid complex with dimensional changes between 1D and higher2021

    • Author(s)
      Yano R., Yoshida M., Tsunenari T., Sato-Tomita A., Nozawa S., Iida Y., Matsunaga N., Kobayashi A., Kato M.
    • Journal Title

      Dalton Transactions

      Volume: 50 Pages: 8696

    • DOI

      10.1039/d1dt00269d

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Visualization of transformation toughening of zirconia ceramics during dynamic fracture2021

    • Author(s)
      Takagi S., Inukai K., Kawai N., Nozawa S., Kyono A., Fukaya R., Adachi S.-I., Ichiyanagi K.
    • Journal Title

      Applied Physics Letters

      Volume: 118 Pages: 231901

    • DOI

      10.1063/5.0044607

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Determining Excited-State Structures and Photophysical Properties in Phenylphosphine Rhenium(I) Diimine Biscarbonyl Complexes Using Time-Resolved Infrared and X-ray Absorption Spectroscopies2021

    • Author(s)
      Shimoda Y., Miyata K., Funaki M., Ehara T., Morimoto T., Nozawa S., Adachi S.-I., Ishitani O., Onda K.
    • Journal Title

      Inorganic Chemistry

      Volume: 60 Pages: 7773

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.1c00146

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Diffracted X-ray blinking measurements of interleukin 15 receptors in the inner/outer membrane of living NK cells2021

    • Author(s)
      Chang J., Baek Y., Lee I., Sekiguchi H., Ichiyanagi K., Mio K., Nozawa S., Fukaya R., Adachi S.-I., Kuramochi M., Sasaki Y.C.
    • Journal Title

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      Volume: 556 Pages: 53

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2021.03.144

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] FeOOHを触媒としたCO2光還元反応2022

    • Author(s)
      An Daehyeon、西岡駿太、金澤知器、野澤俊介、前田和彦
    • Organizer
      第129回触媒討論会
  • [Presentation] 酸水素化物BaTiO3-xHxを触媒とした電気化学的なCO2還元反応系の構築2022

    • Author(s)
      金澤知器、清水彬光、山本壱成、西岡駿太、加藤大地、野澤俊介、陰山洋、前田和彦
    • Organizer
      第129回触媒討論会
  • [Presentation] FeOOH担持Al2O3触媒とRu光増感剤を用いた可視光CO2還元2022

    • Author(s)
      安大賢、西岡駿太、金澤知器、野澤俊介、前田和彦
    • Organizer
      日本化学会 第102春季年会
  • [Presentation] C3N4へのプラズマ表面改質によるRuRu超分子光触媒と複合化したCO2還元反応における耐久性向上2022

    • Author(s)
      榊原教貴、 静野充彦、 金澤知器、 山方啓、 野澤俊介、 伊藤剛仁、 寺嶋和夫、 前田和彦、 石谷治
    • Organizer
      日本化学会 第102春季年会
  • [Presentation] 不均一系金属酸化物ナノ粒子触媒の水の酸化反応に対する擬過電圧測定2022

    • Author(s)
      岡崎 めぐみ、山_ 康臣、野澤 俊介、石谷 治、前田 和彦
    • Organizer
      日本化学会 第102春季年会
  • [Presentation] 酸水素化物を用いた電気化学的CO2多電子還元反応2022

    • Author(s)
      山本壱成、西岡駿太、金澤知器、野澤俊介、加藤 大地、陰山 洋、前田和彦
    • Organizer
      日本化学会 第102春季年会
  • [Presentation] 超高速時間分解XAFS測定法による半導体から助触媒への電荷移動観測2022

    • Author(s)
      金澤 知器、Dongxiao Fan、春木 理恵、深谷 亮、三好 亮暢、西岡 駿太、前田 和彦、足立伸一
    • Organizer
      日本化学会 第102春季年会
  • [Presentation] Aサイト秩序型ペロブスカイトCaCu3Ti4O12の電子構造の角度依存性2022

    • Author(s)
      手塚泰久, 浅利真人, 加藤梨紗, 任皓駿, 渡辺孝男, 野澤俊介, 中島伸夫, 岩住俊明
    • Organizer
      日本物理学会 第77回年次大会
  • [Presentation] 共鳴X線ラマン散乱による遷移金属酸化物の非占有電子構造の研究2022

    • Author(s)
      手塚 泰久、浅利 真人、加藤 梨紗、野澤 俊介、 中島 伸夫、岩住 俊明
    • Organizer
      第35回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
  • [Presentation] Basic Mechanism and Potential Application of Ferroelectric Quantum Phase Transition: The Representative Case of SrTiO32021

    • Author(s)
      Dongxiao Fan, Shunsuke Nozawa, Nobuo Nakajima, Andris Anspoks, Takafumi Miyanaga
    • Organizer
      日本応用物理学会 第69回春季講演会
  • [Presentation] 液中プラズマを用いたC3N4の表面改質およびRuRu超分子光触媒と複合化した光触媒におけるCO2還元反応の耐久性向上2021

    • Author(s)
      榊原 教貴、静野 充彦、金澤 知器、加藤 康作、山方 啓、野澤 俊介、伊藤 剛仁、寺嶋 和夫、前田 和彦、石谷 治
    • Organizer
      日本応用物理学会 第69回春季講演会
  • [Presentation] Effect of Nitrogen/Fluorine Codoping on the Photocatalytic Activity of Rutile TiO22021

    • Author(s)
      Akinobu Miyoshi, Junie Jhon M. Vequizo, Akihide Kuwabara, Shunta Nishioka, Shunsuke Yamashita, Shunsuke Nozawa, Akira Yamakata, Koji Kimoto, Kazuhiko Maeda
    • Organizer
      International Conference on Mixed-Anion Compounds
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Probing photoinduced spin/orbital dynamics in LaCoO3 thin films with time-resolved x-ray diffraction2021

    • Author(s)
      R. Fukaya, Y. Yamasak, H. Nakao, S. Nozawa, J. Adachi, J. Fujioka, Y. Tokura and S. Adachi
    • Organizer
      7th International Conference on Photoinduced Phase Transitions
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 共鳴X線ラマン散乱による遷移金属酸化物の非占有電子構造の研究II2021

    • Author(s)
      手塚泰久, 浅利真人, 加藤梨紗, 野澤俊介, 中島伸夫, 岩住俊明
    • Organizer
      日本物理学会 2021年秋季大会
  • [Presentation] ポンププローブ型時間分解XAFS測定を用いた光照射下における半導体表面の助触媒観測2021

    • Author(s)
      金澤 知器、春木 理恵、深谷 亮、前田 和彦、足立 伸一、野澤 俊介
    • Organizer
      第128回触媒討論会
  • [Presentation] Transient-excited States of Visible-light-responsi…2021

    • Author(s)
      Dongxiao FAN , Shunsuke NOZAWA , Kenta WATANABE , Akihiko KUDO
    • Organizer
      2021年 光化学討論会
  • [Presentation] 助触媒担持によるPb2Ti2O5.4F1.2光触媒の水素生成活性の向上2021

    • Author(s)
      相原賢太、 加藤康作、 内山智貴、 金澤知器、 野澤俊介、 岡研吾、 山方啓、 内本喜晴、 前田和彦
    • Organizer
      第128回触媒討論会
  • [Presentation] XFEL を用いた金シアノ錯体の結合形成過程における反応経路の可視化2021

    • Author(s)
      野澤俊介,深谷 亮,一柳光平,佐藤篤志,足立伸一
    • Organizer
      第32回配位化合物の光化学討論会
  • [Presentation] Investigation of carrier injection from semiconductor photocatalyst to cocatalyst by time-resolved XAFS2021

    • Author(s)
      Tomoki Kanazawa
    • Organizer
      International solar fuels conference 2021
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] CrOx系複合助触媒の選択的光励起キャリア捕捉能にもとづく光触媒水素生成の促進2021

    • Author(s)
      小谷哲、 小川幹太、 鈴木肇、 冨田修、 加藤康作、 山方啓、 野澤俊介、 坂本良太、阿部竜
    • Organizer
      第40回光がかかわる触媒化学シンポジウム

URL: 

Published: 2022-12-28  

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