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光電極反応と光機能界面

研究課題

研究課題/領域番号 09237105
研究種目

特定領域研究(A)

配分区分補助金
研究機関大阪大学

研究代表者

中戸 良禮 (中戸 義禮)  大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 教授 (70029502)

研究分担者 箕浦 秀樹  岐阜大学, 工学部, 教授 (40021612)
橋本 和仁  東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (00172859)
野坂 芳雄  長岡技術科学大学, 工学部, 教授 (30134969)
中林 誠一郎  埼玉大学, 理学部, 助教授 (70180346)
研究期間 (年度) 1999
研究課題ステータス 完了 (1999年度)
配分額 *注記
89,000千円 (直接経費: 89,000千円)
1999年度: 32,000千円 (直接経費: 32,000千円)
1998年度: 29,000千円 (直接経費: 29,000千円)
1997年度: 28,000千円 (直接経費: 28,000千円)
キーワード原子レベル構造制御 / 水素終端Si表面 / ナノロッド / 層状金属酸化物 / 電気化学的エピタキシャル成長 / 透明・有色な磁性体 / 偏光過渡回折格子分光法 / 光伝導性原子間力顕微鏡 / 終端結合 / 太陽エネルギー変換 / ナノ構造体 / 磁性材料 / 光制御 / 界面電子移動ダイナミクス / 太陽エネルギー交換
研究概要

半導体表面の原子レベルでの構造制御ならびにダイナミクスの解明とこれによる新しい光機能界面の創製を目的に、昨年度に引き続き、研究を行った。半導体表面の原子レベル構造制御に関しては、水素終端Si表面のSi-H結合がハロゲン化水素酸中、少量の酸化剤の存在下でSi-X(X=ハロゲン)に変換されることを見出した。またp-Si(111)表面に光と酸素の作用を利用してSiH_2ステップを形成する方法を見出した。半導体表面上のナノ構造体の形成に関しては、水素終端n-Si(111)表面上に配列したヨウ素およびニッケル金属のナノロッドを形成できることを見出した。層状金属酸化物K_4Nb_6O_<17>の微粒子化・再構築という新しい手法により酸化還元系を層間に固定化することに成功した。量子サイズの磁性半導体Cd_<1-x>Mn_xS超微粒子の光電流に対する磁場効果を検討し、Mnのドープにより量子収率の変化率が大きく増加することを明らかにした。半導体薄膜の電気化学的エピタキシャル成長に関しては、ルチル型n-TiO_2(100)面上にPbO_2をヘテロエピタキシャル成長できることを見出した。CdS結晶成長について交互イオン吸着反応堆積法および新開発の電気化学誘起化学堆積法により検討し、(002)配向の単結晶膜を得た。電気、光などにより制御可能な新しいタイプの磁性材料の開発については、K_<3-0.4xy-2y>[(V^<Il>_<0.6>V^<III>_<0.4>)_xCr^<II>_<1-x>]_y[Cr^<III>(CN)_6]zH_2Oが透明・有色な磁性体(Tc=220-315K)となることを見出した。組成(合成法)を変えることにより色やTcを変化できることも明らかにし、ファラデー効果も検討した。半導体電極上のダイナミクスについては、偏光過渡回折格子分光法による光カーダイナミクスの解析、時間分解フェムト秒表面熱レンズ分光法による金薄膜電極のホットエレクトロンの挙動の解析を行った。また、レーザパルス光と光伝導性AFMを組み合わせた、量子ナノ空間を検出できる光電導性原子間力顕微鏡を開発した。

報告書

(3件)
  • 1999 実績報告書
  • 1998 実績報告書
  • 1997 実績報告書
  • 研究成果

    (69件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (69件)

  • [文献書誌] K. Morisawa: "Electrochemical Metal Deposition on Atomically Nearly-flat Silicon Surfaces Accompanied by Nano-hole Formation"Electrochimica Acta. 44. 3725-3729 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] M. Ishida: "Structural Control of Semiconductor Surfaces on Atomic and Nanometer Scales for Efficient Solar Energy Conversion"Zeitschrift fur Physikalische Chemie. 212. 99-106 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] T. Hirakawa: "Primary Passages for Various TiO_2 Photocatalysts Studied by Means of Luminol Chemiluminescent Probe"J. Phys. Chem.. 103(21). 4399-4403 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] S. Ohkoshi: "Magnetic Properties and Optical Control of Electrochemically Prepared Iron-Chromium Polycyanides"J. Electroanalytical Chemistry. 473. 245-249 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] T. Yoshida: "Photoelectrochemical Characterization of Thin Film Electrodes of Nano Particulate ZnO Modified by 2, 9, 16, 23-Tetrasulfophthalocyaninatozinc Prepared by One-Step Electrodeposition"Chem. Mater.. 11(10). 2657-2667 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] S. Nakabayashi: "Magnetic Effect for Electrochemically Driven Cellular Convection"Phys. Rev. E.. 59. 6599-6608 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Nakato: "Efficient Solar-to-Chemical Conversion by One Chip of n-Type Silicon with Surface Asymmetry" Electrochemical and Solid-State Letters. 1(2). 71-73 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] A.Shiga: "Nature of Electrical Junction at the TiO_2/Substrate Interface for Particulate TiO_2 Film Electrodes in Aqueous Electrolytes" J.Phys.Chem.B. 102(31). 6049-6055 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Y.NOSAKA: "Factors Governing the Initial Process of TiO_2 Photocatalysis Studied by Means of in-situ Electron Spin Resonace Measurements" J.Phys.Chem.B. inpress (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] S.Ohkoshi: "Transparent and Colored Magnetic Thin Films:(Fe^<II>_xCr^<II>_<1-x>)1.5[Cr^<III>(CN)_6]" J.Am.Chem.Soc.120. 5349-5350 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] K.Hayashi: "La_<1-x>Sr_xMnO^3YSZ Composite Film Electrodes Prepared by Metal-organic Decomposition for Solid Oxide Fuel Cells" Mater.Sci.Eng.49. 239-242 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] S.Nakabayashi: "Spatiotemporal Propagation of Non-Linear Electrochemical Reaction Over Iron Electrode" Chem.Phys.Lett.287. 632-638 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Magari: "Photooxidation Reaction of Water on an n-TiO_2 Electrode. Investigation of a Previously Proposed New Mechanism by Addition of Alcohols to the Electrolyt" ACS Symposium Series,,Solid-Liquid Electrochemical Interfaces. No.656. 297-309 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] H.Kobayashi: "New method for observation of Interface States,in the Semiconductor Band-Gap : XPS Measurements under Biases" Sci.Rep.RITU. A44. 201-206 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] K.Kawakami: "Improvement in Photovoltage and Stability of Porous n-Si Electrodes Coated with Platinum by Regulation of the Thickness of Nanoporous Layers" J.Phys.Chem.B. 101・23. 4508-4513 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Nakato: "Photoluminescence from a Bulk Defect near the Surface of an n-TiO_2 (Rutile) Electrode in Relation to an Intermediate of Photooxidation Reaction of Water" J.Phys.Chem.B. 101・25. 4934-4939 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] H.Kobayashi: "Palladium-Promoted Oxidation of Si at Low Temperatures" Appl.Surf.Sci.113・114. 590-594 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] T.Matsuda: "New Current and Potential Oscillations for Reduction Reactions on Platinum Electrodes in Acid Solutions Containing High Concentration Hydrogen Peroxide" J.Electrochem.Soc.144・6. 1988-1994 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] R.Hinogami: "Modification of Semiconductor Surface with Ultrafine Metal Particles for Efficient Photoelectrochemical Reduction of Carbon Dioxide" Appl.Surf.Sci.121/122. 301-304 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] H.Kobayashi: "Improvement of 〈indium-tin-oxide/silicon oxide/n-Si〉 junction solar cell characteristics by cyanide treatment" J.Appl.Phys.81. 7630-7634 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] M.Fujitani: "Modulation of Flat-band Potential and Increase in Photovoltage for n-Si Electrodes by Formation of Halogen Atom Terminated Surface Bonds" Chem.Lett.1041-1042 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] H.Kobayashi: "Improvement of Electrical Characteristics of 〈Indium TinOxide/Silicon Oxide/Polycrystalline n-Si〉 Solar Cells by a KCN Treatment" J.Electrochem.Soc.144・8. 2893-2897 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] T.Matsuda: "Identification of Electrical Coupling through the Electrolyte as the Mechanism for Synchronization of Electrochemical Oscillations" J.Electrochem.Soc.,. 144・9. 2996-3001 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] T.Kubota: "Platinum-Enhanced Oxidation of GaAs" Phys.Rev.B. 56・12. 7428-7434 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] H.Kobayashi: "Nitridation of Silicon Oxide Layers by Nitrogen Plasma Generated by Low Energy Electron Impact" Appl.Phys.Lett.71. 1978-1980 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] R.Hinogami: "An Approach to Ideal Semiconductor Electrodes for Efficient Photoelectrochemical Reduction of Carbon Dioxide by Modification with Small Metal Particles" J.Phys.Chem.B. 102・6. 974-980 (1998)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Y.NOSAKA: "Application of Chemiluminescent Probe to Monitoring Superoxide Radicals and Hydrogen Peroxide in TiO_2 Photocatalysis" J.Phys.Chem.B. 101・30. 5822-5827 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Y.NAKAOKA: "Electron Spin Resonance Study of Radicals Produced by Photoirradiation on Quantized and Bulk ZnS Particles" Langmuir. 13・4. 708-713 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Y.NAKAOKA: "ESR Investigation into the Effects of Heat Treatment and Crystal Structure on Radicals Produced over Irradiated TiO_2 Powder" J.Photochem.Photobiol.,A,Chem.110・3. 299-307 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Y.NOSAKA: "Electron Spin Echo Investigation for Radicals Produced on ZnS Semiconductor Photocatalysts." Chem.Lett.(7). 661-662 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Y.NOSAKA: "Application of Chemiluminescent Probe to the Characterization of TiO_2 Photocatalysts in Aqueous Suspension" Chem.Lett.(4). 383-384 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] T.YOSHIDA: "Chemical Bath Deposition of Band Gap Tailored Indium Sulfide Thin Films" Proc.Electrochem.Soc.,(Photoelectrochemistry). 97-20. 37-57 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] O.Sato: "Cation-Driven Electron Transfer Involving a Spin Transition at Room Temperature in a Cobalt Iron Cyanide Thin Film" J.Phys.Chem.10. 3903-3905 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] S.Ohkoshi: "Tuning of Superexchange Couplings in a Molecule-Based Ferroferrimagnet" Inor.Chem.36. 268-269 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] K.Nagai: "A Soft-Hard-Tunable Modecule-Based Magne Via Photo-Induced Spin-Flopping Transition in a Mn TEtOPP-TCNE Charge Transfer Salt" Solid State Communications. 102. 809-812

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] K.Nagai: "Magnetic properties of charge transfer complexes of manganese porphyrin derivatives and tetracyanoethylene" Synthetic Metals. 85. 1701-1702 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Einaga: "Electronic States of Cobalt Iron Cyanides Studied by 57Fe Mossbauer Spectroscopy" Chem.Lett.289-290 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Z.-Z.Gu: "Spin Switching Effect in Nickel Nitroprusside : Design of a Molecular Spin Device Based on Spin Exchange Interaction" Chem.Mater.9. 1092-1097 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] A.Kitamura: "Light-induced amphiphilic surfaces" Nature. 388. 431-432 (1997)

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      1997 実績報告書
  • [文献書誌] K.Ikeda: "Photocatalytic Reactions Involving Radical Chain Reactions Using Microelectrodes" J.Phys.Chem.B. 101. 2617-2620 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Kikuchi: "Photocatalytic bactericidal effect of TiO_2 thin films : dynamic view of the active oxygen species responsible for the effect" J.Photochem.and Photobio.A : Chemistry. 106. 51-56 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Ohko: "Kinetics of Photocatalytic Reactions under Extremely Low-Intensity UV Illumination on Titanium Dioxide Thin Films" J.Phys.Chem.B. 101. 8057-8062 (1997)

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      1997 実績報告書
  • [文献書誌] K.Ikeda: "Hydrogen Absorption in Palladium due to Photocatalytic Reaction" J.Electroanal.437. 241-244 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] A.Kitamura: "Photogeneration of Highly Amphiphilic TiO_2 Surfaces" Adv.Mater.10. 135-138 (1998)

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      1997 実績報告書
  • [文献書誌] P.Sawunyama: "Photodecomposition of a Langmuir-Blodgett Film of Stearic Acid on TiO_2 Film Observed by in-situ Atomic Force Microscopy and FT-IR" J.Phys.Chem.B. (in press). (1998)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Ohko: "Kinetic Analysis of the Photocatalytic Degradation of Gas-phase 2-Propanol under Mass Transport-limited Conditions with a TiO_2 Film Photocatalyst" J.Phys.Chem.B. (in press). (1998)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Ohko: "Autooxidation of Acetaldehyde Initiated by TiO_2 Photocatalysis under Weak UV Illumination" J.Phys.Chem.B. (in press). (1998)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] K.Ishibashi: "Time-dependent Behavior of Active Oxygen Species Formed on Photoirradiated TiO_2 Films in Air" J.Phys.Chem.B. (in press). (1998)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] K.Sunada: "Bactericidal and Detoxification Effects of TiO_2 Thin Film Photocatalysts" Environ.Sci.Technol. (in press). (1998)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] P.Veluchamy: "Effect of Anions on the Electrochemical Behavior of a Pb Electrode in Alkaline Solution and on the Anodic Lead Oxide Film Properties" J.Electroanal.Chem.440・1/2. 41-49 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] A.Venugopal: "X-ray Photoelectron Spectroscopic Study of the Oxide Film on an Aluminum-Tin Alloy in 3.5% Sodium Chloride Solution" Corrosion. 53・10. 808-812 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] K.Hayashi: "Sputtered La_<0.5>Sr_<0.5>MnO_3-Yttria Stabilized Zirconia Composite Film Electrodes for SOFC" Solid State Ionics. 98. 49-55 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] I.Mukhopadhay: "Surface Characterisation of Anodic Films of Pb-Sn Alloy Electrodes : The Effect of Sn on the Photoelectrochemical Properties" Mater.Chem.and Phys.49・2. 169-173 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] T.Sharda: "Stoichiometry of the Diamond/Silicorr Interface and Its Influence on the Silicon Content of Diamond Films" J.Appl.Phys.83・2. 1120-1124 (1998)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] K.Hayashi: "La_<1-x>Sr_xMnO_<3->YSZ Composite Film Electrodes Prepared by Metal-organic Decomposition for Solid Oxide Fuel" Cells,Mater.Sci.Eng.B. 49. 239-242 (1998)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] P.Veluchamy: "Surface Analysis of Anodic Lead Oxide Films Prepared in Hot Alkaline Solutions" Appl.Surf.Sci. (in press). (1998)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] K.Yamaguchi: "One-step Electrodeposition of CdS/ZnS Bilayer from an Aqueous Mixture of Cd^<2+> and Zn^<2+>" J.Mater.Res.(4),(in press). (1998)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] H.Minoura: "Effects of Some Lewis Bases on CdX (X=S,Se) Photoelectrochemistry" Electrochemical Society Proceedinngs,(Photoelectrochemistry). 97-20. 199-208 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] T.Yoshida: "Chemical Bath Deposition of Band Gap Tailored Indium Sulfide Thin Films" Electrochemical Society Proceedinngs,(Photoelectrochemistry). 92-20. 37-57 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] K.Hayashi: "La_<0.5>Sr_<0.5>MnO_<3->YSZ Composite Film-Electrodes Prepared by Metal-Organic Decomposition for SOFC" The Proceedings of the Third International Symposium on Ionic and Mixed Conducting Ceramics. (in press).

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] S.Nakabayashi: "Reaction Pathway of 4 Electron oxidation of Formaldehyde on Platinum Electrode As Observed by In-Situ Optical Spectroscopy" Surf.Sci.386. 82-88 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] I.Yagi: "In Situ Optical Second Harmonic Rotational Anisotropy Measurements of an Au(111) electrode during Electrodeposition of Tellurium" J.Phys.Chem.B. (in press).

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] I.Yagi: "Excitation Wavelength Dependent Three-Wave Mixing at a CO-Covedred Platinum Electrode" J.Phys.Chem.B. 101. 7414-7421 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] I.Yagi: "Real Time Monitoring of Electrochemical Deposition of Tellurium on Au(111) Electrode by Optical Second Harmonic Generation Techinique" Surf.Sci.(in press). (1998)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] S.Nakabayashi: "Kinetic Coupling of Formaldehyde Oxidation and Oxide Formation on Platinum Electrode" Bull.Chem.Soc.Jpn.71. 67-71 (1998)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] S.Nakabayashi: "Pattern Transition of Two Dimentional Zinc Electrodeposition at Liquid/Liquid Interface" ACH Models in Chemistry. (in press). (1998)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] S.Nakabayashi: "Spatiotemporal propagation of Non-Linear Electrochemical Reaction Over Iron Electrode" Chem.Phys.Lett.(in press). (1998)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 中戸義禮: "光化学エネルギー変換 基礎と応用:金子正夫編" (株)アイピーシー, 38 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Y.NOSAKA: "Formation and Characterization of CdS Nanoparticles in Aqueous Solution,“Physics,Chemistry and Application of Nanostructures" World Scientific Publ., 8 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書

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公開日: 1997-04-01   更新日: 2016-04-21  

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