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時分割DXAFS-PEEMの開発と固体表面上の光励起-電子移動過程の直接観測

研究課題

研究課題/領域番号 13J04364
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 物理化学
研究機関分子科学研究所

研究代表者

上村 洋平  分子科学研究所, 物質分子科学研究領域, 助教

研究期間 (年度) 2013
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2013年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
キーワードXAFS / 時間分解 / 光触媒 / 電子移動
研究概要

平成25年度は、酸化タングステンの光励起状態について、茨城県つくば市のフォトンファクトリー、及び兵庫県佐用郡佐用町のX線自由電子レーザーSACLAを用いて、時分割XAFS測定を行った。フォトンファクトリーの実験では、WO3の懸濁液に400nmのレーザーを照射し、その時のWL3吸収端のXAFSスペクトルの変化を観測した。SALCAの実験では、放射光での100psの時間分解能に対して、フェムト秒の時間領域で起こる変化の観測を試みた。フォトンファクトリーの実験では、WL3吸収端が光照射前後で顕著な変化が観測された。これは、光吸収によりWO3で励起電子が生じたことに由来するものと考えられた。一方SACLAの実験では、芳しい結果が得られなかったが、フェムト秒のX線を使った実験でのノウハウが得られた。SACLAの実験については、実験を継続してゆく必要がある。
このように、平成25年度は不均一系における光励起状態観測実験に従事した。本年度フォトンファクトリーの実験で得られた結果から、光触媒などの固体触媒上での電子移動について、XAFSを用いることで固体触媒の光励起状態の局所構造変化・電子状態の変化が明らかになった。本研究課題の目標であった、固体触媒表面上での電子移動過程の解明に向けて、XAFSを用いることの有効性が確認された。X線をプローブとするPEEMであれば、電子移動の時空間情報が得られることが期待される。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

光触媒の光励起過程について、時分割XAFS測定によってその励起状態の観測に成功したから。この手法では光触媒の励起状態の観測は出来ていなかったが、今回はじめて成功した。XAFSでは局所構造変化を明らかにできるため、今後発展が期待されるから。

今後の研究の推進方策

本研究課題は、平成25年度で終了となった(研究代表者が常勤職となったため)。しかしながら、今後もXAFSによる光励起過程の観測を継続する。今後は助触媒へのキャリアの移動について、検討を行う。

報告書

(1件)
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (2件)

すべて 2014

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件)

  • [雑誌論文] In Situ Picosecond XAFS Study of an Excited State of Tungsten Oxide2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Uemura, H. Uehara, Y. Niwa, S. Nozawa, T. Sato, S. Adachi, B. Ohtani, S. Takakusagi, K. Asakura
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: (印刷中) 号: 7 ページ: 977-979

    • DOI

      10.1246/cl.140144

    • NAID

      130004868227

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] XAFS測定の最前線-軽薄短小の30年と次世代光源への期待2014

    • 著者名/発表者名
      朝倉清高, 上村洋平
    • 雑誌名

      表面科学

      巻: 35 ページ: 128-134

    • NAID

      130004486877

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

URL: 

公開日: 2014-01-29   更新日: 2024-03-26  

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