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二次元半導体ナノ結晶を用いた光エネルギー変換材料の創製

研究課題

研究課題/領域番号 15H01993
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 ナノ構造化学
研究機関熊本大学 (2017)
九州大学 (2015-2016)

研究代表者

伊田 進太郎  熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 教授 (70404324)

連携研究者 石原 達己  九州大学, 大学院工学研究院, 教授 (80184555)
萩原 英久  九州大学, 大学院工学研究院, 助教 (30574793)
研究協力者 酒井 孝明  九州大学, 大学院工学研究院, 助教 (20545131)
渡邉 源規  九州大学, 大学院工学研究院, 助教 (60700276)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
42,640千円 (直接経費: 32,800千円、間接経費: 9,840千円)
2017年度: 7,670千円 (直接経費: 5,900千円、間接経費: 1,770千円)
2016年度: 10,270千円 (直接経費: 7,900千円、間接経費: 2,370千円)
2015年度: 24,700千円 (直接経費: 19,000千円、間接経費: 5,700千円)
キーワードナノシート / pn接合 / 光触媒 / ヒドリド / 水素生成 / 水分解光触媒 / 助触媒 / 単原子反応サイト / ロジウム / 触媒 / 水素生成機構 / 1原子反応サイト / ナノクリスタル / 光エネルギー変換
研究成果の概要

層状化合物の剥離によって得られる二次元ナノ結晶は、表面が原子レベルで平滑でありその厚さも原子レベルで均一であるという特徴を持つ。このようなナノシートを利用すると、従来の手法では作製が非常に難しい極限のデバイスや触媒構造等を作成・評価することができる。本研究では、ナノシートの特徴を活かして厚さ1nm程度のナノシートpn接合体の作製に成功し、極薄の接合体が光エネルギー変換機能を有することを明らかにした。また、ナノシートを用いることで、光触媒の水素生成サイトとなる1原子反応サイトの直接観察に成功し、ヒドリド種が水素生成反応の中間体に関与していることを計算と実験の両方のアプローチから明らかにした。

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (35件)

すべて 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (27件) (うち国際学会 14件、 招待講演 26件) 図書 (3件)

  • [国際共同研究] イリノイ大学(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] The University of Illinois(米国)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Two-Dimensional TiO2 Nanosheets for Photo and Electro-Chemical Oxidation of Water: Predictions of Optimal Dopant Species from First-Principles2017

    • 著者名/発表者名
      Kim Namhoon、Turner Emily M.、Kim Yoonyoung、Ida Shintaro、Hagiwara Hidehisa、Ishihara Tatsumi、Ertekin Elif
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry C

      巻: 121 号: 35 ページ: 19201-19208

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.7b04725

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Development of Light Energy Conversion Materials Using Two-Dimensional Inorganic Nanosheets2015

    • 著者名/発表者名
      Shintaro Ida
    • 雑誌名

      Bulletin of the Chemical Society of Japan

      巻: 88 号: 12 ページ: 1619-1628

    • DOI

      10.1246/bcsj.20150183

    • NAID

      130005113803

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 2.二次元ナノシートの創製と光触媒機能2015

    • 著者名/発表者名
      伊田進太郎
    • 雑誌名

      Electrochemistry

      巻: 83 号: 8 ページ: 637-641

    • DOI

      10.5796/electrochemistry.83.637

    • NAID

      130005091999

    • ISSN
      1344-3542, 2186-2451
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Exfoliation of rhodium-doped layered compounds and their photocatalytic activity2018

    • 著者名/発表者名
      Shintaro Ida, Hidehisa Hagiwara, Tatsumi Ishihara
    • 学会等名
      16th INTERNATIONAL CLAY CONFERENCE
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Oxide Nanosheet Photocatalysts for Water Splitting2018

    • 著者名/発表者名
      Shintaro Ida
    • 学会等名
      INTERNATIONAL CONGRESS ON PURE & APPLIED CHEMISTRY (ICPAC) 2018
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 半導体ナノシートを用いた水分解光触媒の開発2018

    • 著者名/発表者名
      伊田 進太郎
    • 学会等名
      日本化学会 第98春季年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Direct imaging of photo functional centers in two-dimensional crystals and their luminescence and photocatalytic properties2017

    • 著者名/発表者名
      Shintaro Ida
    • 学会等名
      18th International Symposium on Eco-materials Processing and Design
    • 発表場所
      Okinawa
    • 年月日
      2017-02-18
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Direct imaging of light emission centers in two-dimensional crystals and their luminescence and photocatalytic properties2017

    • 著者名/発表者名
      Shintaro Ida
    • 学会等名
      41st International Conference & Expo on Advanced Ceramics (ICACC 2017)
    • 発表場所
      Florida
    • 年月日
      2017-01-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Direct Observation of Single-Atom Photocatalytic Reaction Centers for Hydrogen Production Using Two-Dimensional Oxide Nanosheet2017

    • 著者名/発表者名
      Shintaro Ida
    • 学会等名
      2017 MRS Spring Meeting
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Development of Light Energy Conversion Materials Using Two-Dimensional Inorganic Nanosheets2017

    • 著者名/発表者名
      Shintaro Ida
    • 学会等名
      19th Edition of the International Symposium on Intercalated Materials
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Nanosheet Photocatalysts for Water Splitting2017

    • 著者名/発表者名
      Shintaro Ida
    • 学会等名
      16th Korea-Japan Symposium on Catalysis
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 酸化物ナノシートを用いた水分解光触媒の開発2017

    • 著者名/発表者名
      伊田 進太郎
    • 学会等名
      第120回触媒討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 無機ナノシートの合成と光触媒への応用2017

    • 著者名/発表者名
      伊田 進太郎
    • 学会等名
      第2回 東日本キャタリシスセミナー
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ナノシート触媒のキャラクタリゼーション2017

    • 著者名/発表者名
      伊田 進太郎
    • 学会等名
      第27回キャラクタリゼーション講習会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 半導体ナノシートを利用した光触媒の開発2017

    • 著者名/発表者名
      伊田 進太郎
    • 学会等名
      錯体化学若手の会勉強会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ナノシートを用いた水分解光触媒の開発2016

    • 著者名/発表者名
      伊田進太郎
    • 学会等名
      日本化学会「低次元系光機能材料研究会」第5 回サマーセミナー in 島根
    • 発表場所
      松江市美保関
    • 年月日
      2016-09-27
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Photocatalytic water splitting using inorganic nanosheets prepared by exfoliation of layered compound2016

    • 著者名/発表者名
      Shintaro Ida
    • 学会等名
      2nd International Symposium on Chemical Energy Conversion Processes
    • 発表場所
      Fukuoka
    • 年月日
      2016-05-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Nanosheet photocatalysts for water splitting2016

    • 著者名/発表者名
      Shintaro Ida
    • 学会等名
      Japanese Swiss Energy Materials Workshop
    • 発表場所
      Dübendorf, Switzerland
    • 年月日
      2016-03-08
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Development of light energy conversion materials using two-dimensional inorganic nanocrystals2016

    • 著者名/発表者名
      Shintaro Ida
    • 学会等名
      2016 Kumamoto Symposium on Two Dimensional Nanomaterials
    • 発表場所
      Kumamoto
    • 年月日
      2016-02-04
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 層剥離を利用したナノシートの合成と光触媒への応用2016

    • 著者名/発表者名
      伊田進太郎
    • 学会等名
      第54回セラミックス基礎科学討論会
    • 発表場所
      佐賀大学
    • 年月日
      2016-01-07
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Design of photocatalyst for water splitting using nanosheet pn-junction2016

    • 著者名/発表者名
      Shintaro Ida
    • 学会等名
      The 1st FIT-ME Symposium- Chemistry and Applications of Inorganic Layered Materials
    • 発表場所
      Fukuoka
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Development of Photocatalysts Using Two‐Dimensional Semiconducting Nanocrystals2016

    • 著者名/発表者名
      Shintaro Ida
    • 学会等名
      UK-Japan Solar Driven Fuel Synthesis Workshop:Materials
    • 発表場所
      Tokyo
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ナノシートを基材に用いた光触媒の設計2016

    • 著者名/発表者名
      伊田進太郎
    • 学会等名
      平成28年度触媒科学技術セミナー(1)及び触媒科学研究発表会
    • 発表場所
      大分大学旦野原キャンパス
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Direct imaging of light emission centers in two-dimensional crystals and their luminescence and photocatalytic properties2015

    • 著者名/発表者名
      Shintaro Ida
    • 学会等名
      The 2nd International Workshop on Luminescent Materials 2015
    • 発表場所
      Kyoto University
    • 年月日
      2015-12-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Synthesis of Rh-doped Titania Nanosheets and Their Photocatalytic Activities2015

    • 著者名/発表者名
      Shintaro Ida
    • 学会等名
      第25回日本MRS年次大会
    • 発表場所
      Yokohama
    • 年月日
      2015-12-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Preparation of nanosheet pn-junction and their photocatalytic properties2015

    • 著者名/発表者名
      Shintaro Ida
    • 学会等名
      65th Conference of Japan Society of Coordination Chemistry
    • 発表場所
      Nara
    • 年月日
      2015-09-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ナノシートpn接合表面の電位勾配と光触媒反応の酸化・還元サイトの観察2015

    • 著者名/発表者名
      伊田進太郎
    • 学会等名
      ナノプローブテクノロジー第167委員会 第79回研究会
    • 発表場所
      東京工業大学 キャンパスイノベーションセンター東京 1F 国際会議場
    • 年月日
      2015-07-23
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ナノシートを基材に用いた触媒開発2015

    • 著者名/発表者名
      伊田進太郎
    • 学会等名
      平成27年度 環境・エネルギー(グリーン)分野 俯瞰とスコープ抽出のための検討会
    • 発表場所
      JST本部(東京
    • 年月日
      2015-07-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Development of Light Energy Conversion Materials Using Two-dimensional Nanocrystal2015

    • 著者名/発表者名
      Shintaro Ida
    • 学会等名
      2015 International Conference on Nanospace Materials
    • 発表場所
      Taipei
    • 年月日
      2015-06-23
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 無機ナノシートの合成と光触媒への応用2015

    • 著者名/発表者名
      伊田進太郎
    • 学会等名
      触媒学会若手会 第26回フレッシュマンゼミナール
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 年月日
      2015-05-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [図書] Inorganic Nanosheets and Nanosheet-Based Materials-Semisonductor nanosheets2017

    • 著者名/発表者名
      Shintaro Ida
    • 総ページ数
      10
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [図書] Inorganic Nanosheets and Nanosheet-Based Materials-Semiconductor Nanosheets2017

    • 著者名/発表者名
      Shintaro Ida
    • 出版者
      Springer Japan
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [図書] 二次元物質の科学-無機ナノシート触媒2017

    • 著者名/発表者名
      伊田進太郎
    • 総ページ数
      224
    • 出版者
      化学同人
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2022-08-22  

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