| 研究課題/領域番号 |
19K12627
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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80040:量子ビーム科学関連
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
山本 達 東北大学, 国際放射光イノベーション・スマート研究センター, 准教授 (50554705)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | キャリアダイナミクス / 酸化物 / X線吸収分光 / X線光電子分光 / 時間分解 / 飛行時間型電子分析器 / 光触媒 / 放射光 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
光触媒や太陽電池などの光エネルギー変換材料の高効率化には、光照射により生成する光励起キャリア（電子・ホール）ダイナミクスの理解が不可欠です。光励起キャリアは占有状態と非占有状態の間を移動するため、占有・非占有状態の両者を観測することが必要ですが、これまでそのような実験的取り組みは存在しませんでした。そこで本研究は新規飛行時間型電子分析器を使用したピコ秒時間分解X線吸収・光電子分光システムを開発し、占有・非占有状態両方の時間変化を追跡し、光エネルギー変換材料における光励起キャリアダイナミクスの全貌を解明することを目指します。
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| 研究成果の概要 |
本研究は飛行時間型電子分析器を使用した新規ピコ秒時間分解X線吸収・光電子分光システムを開発し、占有・非占有状態両方の時間変化を追跡し、光エネルギー変換材料における光励起キャリアダイナミクスの全貌を解明することを目的とした。光触媒材料として重要な二酸化チタンを試料として、飛行時間型電子分析器を用いてTi L-edge/O K-edge X線吸収分光スペクトルの測定に成功した。更に、同システムを用いて、二酸化チタンのピコ秒時間分解X線吸収・光電子スペクトルの同時測定に成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
光触媒や太陽電池などの光エネルギー変換材料の高効率化には、光照射時に生成する光励起キャリア（電子・ホール）のダイナミクスを理解することが不可欠である。本研究で開発した新規ピコ秒時間分解X線吸収・光電子分光システムは、占有状態と非占有状態の間を移動する光励起キャリアをその両方で観測することを可能にする。その結果得られるキャリアダイナミクスの情報は、新規光エネルギー変換材料の設計指針を確立することに役立つと考えられる。
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