| 研究課題/領域番号 |
18K04877
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分28020:ナノ構造物理関連
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| 研究機関 | 日本大学 |
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研究代表者 |
高瀬 浩一 日本大学, 理工学部, 教授 (10297781)
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| 研究分担者 |
清水 智弘 関西大学, システム理工学部, 教授 (80581165)
田中 啓文 九州工業大学, 大学院生命体工学研究科, 教授 (90373191)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | 局在表面プラズモン / 金ナノワイヤー / 酸化チタン / 水分解 / 水素生成 / 金ナノワイヤー／酸化チタンコアシェル構造 / 酸化チタン／金ナノワイヤーコアシェル構造 / 金ナノワイヤー作成 / 表面プラズモン / 光触媒／ナノワイヤー コアシェル / ナノワイヤー / 金属ナノワイヤー / 光触媒 / 可視光線応答 / プラズモン吸収 |
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| 研究成果の概要 |
本研究では、紫外線のみに応答する光触媒物質である酸化チタンを可視光応答させるために、金ナノ粒子に誘起される局在表面プラズモンで生成された半導体／金属界面のエネルギー障壁を越えることのできる高エネルギー電子の利用を目指し、酸化チタン薄膜／金ナノワイヤー複合体の作製を行い、その光触媒能を評価した。金ナノ粒子に比べ、金ナノワイヤーは、複数の波長の光を吸収できる特徴をもつとともに、光触媒反応の被表面積が大きい特徴をもつ。作製した複合体を水中に入れ、可視光下で生成された気体を分析した結果、当初の期待通り水素が発生していることが確認された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では、ポーラスアルミナ底部にある絶縁層を除去したナノ細孔を鋳型として用い、これに金ナノワイヤーを埋め込んだ。周囲のアルミナを化学エッチングした結果、自立した金ナノワイヤーを得ることができ、これに対して原子層堆積法にてTiO2の堆積を行った。得られた金ナノワイヤーが密集していたため、TiO2はナノワイヤーの上面のみに堆積した。当初の計画とは異なる構造であったが、作製した半導体／金属ナノ複合体を可視光下で用いて水分解の試験を実施した結果、わずかではあったが水素の生成を確認できた。
当初のアイディアで酸化チタンの可視光応答に成功したことは、次世代エネルギー政策を考える上で大きな成果である。
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