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ヘテロ構造半導体ナノ結晶における近赤外プラズモン誘起ホール移動に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 17J09073
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 ナノ材料化学
研究機関京都大学

研究代表者

廉 孜超  京都大学, 化学研究所, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2017-04-26 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2018年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2017年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワードHot hole transfer / LSPR / Near infrared light / Laser spectroscopy / Carrier dynamics / H2 evolution / Plasmonic hole transfer / Near-infrared light / Hydrogen evolution
研究実績の概要

The progress of this project has gone well with our expectation. Direct observation of near-infrared (NIR) light-induced plasmonic hot hole transfer was successfully made at a heterointerface in CdS/CuS heterostructured nanocrystals (HNCs). This part was published in the top journal (Z. Lian et al., Nature Commun. 2018, 9, 2314). The CdS/Cu7S4 HNCs with the morphology of heterodimers were successfully synthesized. They formed a novel plasmonic p-n junction, which overcame the ultrafast electron relaxation through hot electron injection and achieved extraordinarily long-lived charge separation (> 273 μs). The CdS/Cu7S4 HNCs exhibited high photocatalytic activity in hydrogen evolution under near- or short-wave infrared light irradiation. This part was published in the top journal (Z. Lian et al., J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 2446-2450). In addition, this article was selected as a Journal Cover Picture.
Next, durian-shaped CdS/ZnSe heterostructured semiconductor nanocrystals (d-CdS/ZnSe NCs) were successfully synthesized and the mechanism of formation processes were well explored. The d-CdS/ZnSe NCs exhibited high activity for H2 evolution due to the ultra-long lived charge separation (> 6.2 ms) and efficient hole transfer to the mesoporous shell. This part was published in a specific journal (Z. Lian et al., J. Phys. Chem. Lett. 2018, 9, 2212-2217).

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 3件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Plasmonic p-n Junction for Infrared Light to Chemical Energy Conversion2018

    • 著者名/発表者名
      Lian Zichao, Sakamoto Masanori, Vequizo Junie J. M., Ranasinghe C. S. Kumara, Yamakata Akira, Nagai Takuro, Kimoto Koji, Kobayashi Yoichi, Tamai Naoto, Teranishi Toshiharu
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 141 号: 6 ページ: 2446-2450

    • DOI

      10.1021/jacs.8b11544

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Near Infrared Light Induced Plasmonic Hot Hole Transfer at a Nano-Heterointerface2018

    • 著者名/発表者名
      Z. Lian M. Sakamoto H. Matsunaga J. J. M. Vequizo A. Yamakata M. Haruta H. Kurata W. Ota T. Sato T. Teranishi
    • 雑誌名

      Nat. Commun.

      巻: 9 号: 1 ページ: 23141-7

    • DOI

      10.1038/s41467-018-04630-w

    • NAID

      120006488580

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Durian-Shaped CdS@ZnSe Core@Mesoporous-Shell Nanoparticles for Enhanced and Sustainable Photocatalytic Hydrogen Evolution2018

    • 著者名/発表者名
      Lian Zichao、Sakamoto Masanori、Kobayashi Yoichi、Tamai Naoto、Ma Jun、Sakurai Tsuneaki、Seki Shu、Nakagawa Tatsuo、Lai Mingwei、Haruta Mitsutaka、Kurata Hiroki、Teranishi Toshiharu
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry Letters

      巻: 9 号: 9 ページ: 2212-2217

    • DOI

      10.1021/acs.jpclett.8b00789

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Lattice Strain Induced Transformation of Interfacial Band Offsets in PbS/CdS Heterodimers2018

    • 著者名/発表者名
      Zichao Lian
    • 学会等名
      The 98th Annual Meeting of the Chemical Society of Japan
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Observation of Near Infrared Light-Induced Plasmonic Hot Hole Transfer in CdS/CuS Heterostructured Nanocrystals2018

    • 著者名/発表者名
      Zichao Lian
    • 学会等名
      Asian Symposium on Nanoscience & Nanotechnology 2018 (ASNANO2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Control of Carrier Dynamics in Durian-Shaped CdS/ZnSe Nanocrystals for Enhanced and Sustainable Photocatalytic H2 Evolution under Visible Light2018

    • 著者名/発表者名
      Zichao Lian
    • 学会等名
      2018 Spring Meeting of Materials Research Society
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Spectroscopic Observation of Near-Infrared Light Induced Plasmonic Hot Hole Transfer2018

    • 著者名/発表者名
      Zichao Lian
    • 学会等名
      2018 International Seminar on Advanced Materials Research
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Plasmonic CuS Nanocrystals: Application for Surface Enhanced Raman Scattering Probes2018

    • 著者名/発表者名
      Zichao Lian
    • 学会等名
      The 26th International Conference on Raman Spectroscopy (ICORS 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Lattice Strain Induced Transformation of Interfacial Band Offsets in PbS/CdS Heterodimers2018

    • 著者名/発表者名
      Zichao Lian, Masanori Sakamoto, Toshiharu Teranishi
    • 学会等名
      The 98th CSJ Annual Meeting of the Chemical Society of Japan
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Direct Observation of Interfacial Carrier Transfer in Size-Controllable PbS Quantum Dots/CdS Nanorods Heterostructures2017

    • 著者名/発表者名
      Zichao Lian, Masanori Sakamoto, Toshiharu Teranishi
    • 学会等名
      The 15th Annual Meeting of Society of Nano Science and Technology
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Photo-induced carriers transfer in durian-shaped CdS/ZnSe nanocrystals2017

    • 著者名/発表者名
      Zichao Lian, Masanori Sakamoto, Toshiharu Teranishi
    • 学会等名
      The 5th CMS International Symposium on Photofunctional Chemistry and Molecular Systems
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-05-25   更新日: 2024-03-26  

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