2004 Fiscal Year Annual Research Report
光機能発現の向上を目指した半導体ナノ材料の創製と過渡応答評価
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15510098
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| Research Institution | The University of Electro-Communications |
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Principal Investigator |
豊田 太郎 電気通信大学, 電気通信学部, 教授 (40217576)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
沈 青 電気通信大学, 電気通信学部, 助手 (50282926)
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| Keywords | 半導体ナノ粒子 / 酸化チタンナノ粒子 / 硫化亜鉛ナノ粒子 / 光電変換 / 光音響法 / 蛍光特性 / 光化学電流法 / 過渡応答評価 |
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| Research Abstract |
1.酸化物半導体ナノ粒子集合体電極の作製と評価
本年度は、下記に示す表面形態の異なるナノ構造TiO_2光電極系にCdSe量子ドット吸着し、光吸収、光電流、過渡励起キャリアの評価を行った。
・フラクタル構造を有するTiO_2光電極
電圧印加処理による光電流の増大について検討を行い、過渡光電流測定から電子拡散係数評価を行った。その結果印加電圧に閾値が存在し、電子拡散係数が急激に変化することを見出した。またこの研究の推進中に、より簡便で比較的大きな面積のフォトニック結晶が形成出来る条件を見出した。
・粒径の異なるアナターゼ型ナノ粒子を複合化したTiO_2光電極
複合化光電極では分光増感が確認されると共に光化学電流が混合率に依存することが見出され、光機能界面状態と電子移動に対して混合率の最適値があることが示唆され光電流との間に相関性が見られた。
・ルチル型アナターゼ型ナノ粒子を複合化したTiO_2光電極
昨年と同様にルチル型混合に伴う光化学電流の向上に関して検討を行った。その結果、変調光に対してはルチフ型混合に伴う光電流の向上がみられるのに対して、直流光に対しては光電流の向上は見られなかった。またこの系では、電流変換量子効率(IPCE)が60%近くまで向上した。
・ナノチューブ・ナノワイヤーが複合化されたTiO_2光電極
今回界面活性剤を用いた自己組織化を利用して、ナノチューブ・ナノワイヤー複合化TiO_2光電極を形成し、評価を行った。その結果、分光増感が確認されおよそ40%のIPCE値が達成された。
2.Mnを不純物として含むZnSナノ粒子系(ZnS:Mn)の作製と評価
紫外線照射に対してZnS:Mn蛍光強度は増大するが、本年度はアクリル酸吸着量を最適値に設定したZnS:MnのMn濃度依存性について検討を行った。その結果Mn濃度の増加と共に蛍光強度は増大し、濃度消光を示さないことがわかった。
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