2010 Fiscal Year Annual Research Report
ナノ界面プラズマ制御による多電子還元機能表面を持つ高感度可視光応答性光触媒の創製
Publicly Offered Research
| Project Area | Creation of Science of Plasma Nano-Interface Interactions |
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22110518
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| Research Institution | Kitakyushu National College of Technology |
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Principal Investigator |
山田 憲二 北九州工業高等専門学校, 物質化学工学科, 特任教授 (80101179)
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| Keywords | ナノ界面 / プラズマ / イオン / 光触媒 / 可視光 |
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| Research Abstract |
本研究は、多電子還元性金属を含む有機金属化合物ガスによるプラズマイオンプロセスにより、多電子還元性金属イオンを酸化物半導体表面層に確実にグラフトさせる手法を開発し、高感度可視光応答性光触媒を創製することを目的とし、本年度は以下の成果を得た。
1.パルス電圧印加機能を付加した低温プラズマ装置の製作 プラズマイオンプロセスを行うために、現有の低温プラズマ装置に高圧パルス電源を導入し、アノード電極に高圧パルスを印加できるように改造した。酸化チタン薄膜をアノード電極に固定し、窒素プラズマ中の窒素イオンの酸化チタン薄膜へのドーピングがパルス電圧の上昇に伴って増大することを確認し、プラズマイオンプロセスの有効性を明らかにした。これより、多電子還元性金属イオンを酸化チタン半導体表面に確実にグラフトできる見通しが得られた。
2.酸化チタン半導体薄膜のプラズマイオンプロセス処理 パルス電圧印加の場合と比較するために、有機銅化合物(アセチルアセトナト銅)の昇華ガスを用いて低温プラズマを発生させ、酸化チタン薄膜にパルス電圧印加せずにCVD層を形成させた。酸化チタンへの炭素ドーピングが起らず、かつCVD層にCuが含有しており、可視光応答性が発現することを明らかにした。CVD層形成後の吸収端は500nm付近にあることから、酸化チタンの価電子帯からCVD層のCuへ直接に界面電子移動が起こることで、可視光応答性が発現すると考えられる。パルス電圧印加条件を検討することにより、可視光応答性の高感度化を実現できる見通しが得られた。
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