| 研究課題/領域番号 |
18560313
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
電子・電気材料工学
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| 研究機関 | 芝浦工業大学 |
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研究代表者 |
長友 隆男 芝浦工業大学, 工学部, 教授 (70052868)
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| 研究期間 (年度) |
2006 – 2007
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| 研究課題ステータス |
完了 (2007年度)
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| 配分額 *注記 |
3,980千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 480千円)
2007年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2006年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
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| キーワード | 光触媒 / 酸化物半導体薄膜 / 可視光応答 / 高周波スパッタリング / チタン酸ストロンチウム / 遷移金属酸化物半導体 / ペロブスカイト構造 / 間接遷移型バンド構造 / 薄膜・量子構造 / 高周波スパッタ法 / 表面構造と光触媒活性 / 光活性種 / 結晶構造と光触媒活性 / 酸化物半導体 |
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| 研究概要 |
本研究では酸化チタン(TiO_2)薄膜に代わって、光触媒反応活性が期待できるチタン酸ストロンチウム(SrTiO_3)薄膜を高周波スパッタ法で作製し、光触媒反応の可視光応答化に焦点を当てて研究を進めた。SrTiO_3薄膜の作製条件が十分に最適化されていないが、X線回折パターンから石英ガラス基板やパイレックス基板上にSrTiO_3の(100)面、(110)面、(200)面の回折ピークが観測され、ペロブスカイト構造をもつ多結晶薄膜が形成されていることが確認できた。SrTiO_3薄膜の吸光度の波長依存性(通常は薄膜の透過率および反射率の波長依存性、または偏光解析)から吸収係数(α)を算出し、[αE(hν]^<1/2>-E(hν)(E(hν)は光子エネルギー)プロットの外挿値から見かけ上のバンドギャップが求まり、3.2〜3.3eVであり、概ね妥当な値を示した。これらの結果から高周波スパッタ法を用いて、SrTiO_3薄膜が形成されていると確認できる。しかし、紫外線照射下でメチレンブルーの分解試験を行なったが、光触媒反応を確認できなかった。SrTiO_3薄膜が形成されているにもかかわらず、光触媒反応を示さなかった理由は現時点では把握できていない。チタン酸ストロンチウム(SrTiO_3)薄膜の紫外光、可視光領域における光触媒反応を活性化させるための薄膜作製条件の最適化が不十分であり、初期の目的を達成することができなかった。高周波スパッタ法を用いて作製された酸化チタン(TiO_2)薄膜は紫外光で強い光触媒反応を示し、堆積時の基板温度を精密に制御することによってカチオンやアニオンを添加することなしに可視光応答化することが報告されている。酸化チタン(TiO_2)薄膜に比較して構成元素がSr、Ti、Oと3元素になり、TiO_2薄膜より複雑になったことも要因の一つであろう。
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