2018 Fiscal Year Annual Research Report
Extended wide-gap semiconductors for efficient photocatalytic activity
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15K13763
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| Research Institution | Gakushuin University |
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Principal Investigator |
齊藤 結花 学習院大学, 理学部, 教授 (90373307)
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2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 半導体光触媒 / フォトルミネッセンス / 単一ナノ粒子計測 / レーリー散乱 / 顕微分光 / 紫外光 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1) WO3単一半導体ナノ粒子を測定：可視光触媒材料であるがバンドギャップの上端が水素発生順位に近い三酸化タングステンWO3のナノ粒子をレーザーアブレーションで作成して、単一ナノ粒子の評価を行った。昨年度中に完成している紫外レーリー散乱システムを用い、散乱スペクトルから粒子の電子状態（バンドギャップ等）を見積もることに成功した。原子間力顕微鏡で粒子のサイズを確認し、同じナノ粒子について散乱スペクトルを測定してサイズと電子状態の関連付けを行った。
2) 半導体単一ナノ粒子計測のためのフォトルミネッセンス測定システム：半導体ナノ材料が機能する際に重要な要因として、エキシトンの生成と欠陥等によるキャリアの平均自由行程の評価が重要になっている。これらの情報はフォトルミネッセンス(PL)を測定することで、最も適切に評価することができる。このような理由から白色散乱に加えてPL測定システムを構築した。320nmレーザー励起光源と、77Kまでの冷却セルシステムを導入した。WO3単一ナノ粒子のPL測定に成功した。
3) 貴金属を担持した半導体光触媒ナノ材料の研究：金属を担持することで、光触媒が生成する電子とホールの寿命を延ばすことができる可能性がある。また、可視光利用という観点から、金や銀などの貴金属が媒体となる表面プラズモンポラリトンを利用することが有効であると考えられる。このような理由から半導体光触媒単体ではなく、複合ナノ材料の開発を行うことは、光触媒活性を向上させることに有効である。昨年度中に金を担持したTiO2ナノ粒子の試作を行った。今年度は条件を改善しながら、金を担持したTiO2ナノ粒子の収率をあげ
x線回折で平均結晶サイズや結晶面についての情報を得た。
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