2018 Fiscal Year Research-status Report
Analysis of defect energy level of titanium(IV) oxide particles by double-beam infrared photoacoustic spectroscopy
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17K06019
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| Research Institution | Kyushu Institute of Technology |
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Principal Investigator |
村上 直也 九州工業大学, 大学院工学研究院, 准教授 (10452822)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 光触媒 / 光音響分光法 / 酸化チタン(IV) |
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| Outline of Annual Research Achievements |
半導体微粒子中に存在する欠陥のエネルギー準位が光触媒活性に与える影響を明らかにするために、我々が開発した二重励起赤外光音響分光法を酸化チタン微粒子に適用することによって、欠陥のエネルギー準位の評価法を確立することを目的に実験を行った。
先ず、中赤外領域の光を用いた比較的浅いエネルギー準位（0.1～0.7eV 付近）の欠陥の評価に関しては、前年度の酸化チタン(IV)微粒子に関する実験結果を学術論文に投稿し、Phys. Chem. Chem. Phys.誌に掲載された。また、この研究で得られた知見をもとに研究を進展させることによって、紫外光照射下における酸化チタン(IV)粒子懸濁液中の酸化チタン(IV)内に蓄積された電子を「その場」で検出する光音響分光分析技術を確立した。この成果を学術論文に投稿し、J. Phys. Chem. C誌に掲載された。
次に、近赤外領域の光を用いた比較的深いエネルギー準位（0.7～1.86 eV）の欠陥の評価に関しては、本科研費で購入したフーリエ変換型近赤外分光分析装置にオプションソフトを付け、さらにそれに加えて分析プログラミングを改良することにより、測定時間を約４分の１に短縮させることに成功した。様々な酸化チタン(IV)試料に対して系統的な解析を行うことにより、欠陥のエネルギー準位は主に結晶構造によって支配されていることを明らかにした。また、チタン酸ストロンチウム、酸化タングステン(VI)、酸化ニオブ(V)、バナジン酸ビスマスなどの酸化チタン(IV)以外の半導体光触媒粒子の分析にも着手し始めており、これらに対する基礎検討を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究で最も難易度が高いと考えていた「測定波数範囲の拡張」は、昨年度に達成しており、今年度はその装置の改良を行うことができた。そのため、既に数多くのデータを得ることができている。学術論文への投稿も順調に行えており、続報も準備中である。以上の理由により、現在までの進捗状況はおおむね順調に進展していると考えた。
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| Strategy for Future Research Activity |
二重励起赤外光音響分光法による評価を、酸化チタン(IV)以外の半導体粒子にも適用し、分析手法の汎用性を示すとともに、これらの材料に対しても、光触媒活性との相関について解析を行い、欠陥のエネルギー準位が光触媒の反応特性にどのような影響を与えるかを解析する予定である。また、得られた結果の学会発表や、学術論文への投稿などの外部発信も行っていく予定である。
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