エピタキシャル二酸化チタンヘテロ電極の光電気化学

• 研究課題/領域番号: 20360294
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 無機材料・物性
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 松本 祐司 東京工業大学, 応用セラミックス研究所, 准教授 (60302981)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 18,980千円 (直接経費: 14,600千円、間接経費: 4,380千円); 2010年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2009年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2008年度: 11,700千円 (直接経費: 9,000千円、間接経費: 2,700千円)
• キーワード: 表面・界面物性 / 光電気化学 / 酸化物 / 薄膜 / 電気化学 / 光化学 / 表面・界面

研究概要

本研究では、TiO_2とその関連材料の単結晶・エピタキシャル薄膜を用いた光電気化学研究を通じて、以下の成果を得た。
(1)TiO_2の誘電率が電界に依存することを初めて明らかにした。
(2)パルスレーザ堆積装置と電気化学システムが複合化した新装置を開発し、電気化学的手法によるTiO_2薄膜中の酸素欠損分布のその場定量評価に成功した。
(3)TiO_2中のVが還元サイトとして、銀の光析出反応を促進することを明らかにした。
(4)Nbを高濃度に添加したSrTiO3とTiO_2の光酸化作用を利用して、クラスレート型の銀酸化物の合成に成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Electrochemical impedance analysis of electric field dependence of the permittivity of SrTiO_3 and TiO_2 single crystals (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Matsumoto, S.Takata, R.Tanaka, A.Hachiya
  • 雑誌名: J.Appl.Phys. 109
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrochemical impedance analysis electric field dependence of the permittivity of SrTiO3 and TiO2 single crystals (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Matsumoto, S.Takata, R.Tanaka, A.Hachiya
  • 雑誌名: J.Appl.Phys. 巻: 109 ページ: 14112-14112
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photocatalytic Synthesis of Silver-Oxide Clathrate Ag_7O_8NO_3 (2010)
  • 著者名/発表者名: R.Tanaka, S.Takata, M.Katayama, R.Takahashi, J.K.Grepstad, T.Tybell, Y.Matsumoto
  • 雑誌名: J.ElectroChem. 157
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chemical trend of Fermi-level shift in transition metal-doped TiO_2 films (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Matsumoto, M.Katayama, T.Abe, T.Ohsawa, I.Ohkubo, H.Kumigashira, M.Oshima, H.Koinuma
  • 雑誌名: J.Ceram.Soc.Jpn 118 ページ: 993-996
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photocatalytic Synthesis of Silver-Oxide Clathrate Ag708NO3 (2010)
  • 著者名/発表者名: R.Tanaka, S.Takata, M.Katayama, R.Takahashi, J.K.Grepstad, T.Tybell, Y.Matsumoto
  • 雑誌名: J.ElectroChem. 巻: 157
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chemical trend of Fermi-level shift in transition metal-doped TiO2 films (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Matsumoto, M.Katayama, T.Abe, T.Ohsawa, I.Ohkubo, H.Kumigashira, M.Oshima, H.Koinuma
  • 雑誌名: J.Ceram.Soc.Jpn 巻: Vol.118 ページ: 993-996
  • NAID: 130000420729
  • 査読あり
• [雑誌論文] Appl. Phys. Lett. (2008)
  • 著者名/発表者名: R. Takahashi
  • 雑誌名: Photochemical switching of ultrathin PbTiO3 films 92
  • 査読あり
• [学会発表] Semiconductor electrochemistry on well-defined TiO_2 single crystal surfaces (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Matsumoto, R.Tanaka, S.Takata, A.Hachiya
  • 学会等名: The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
  • 発表場所: Sheraton Waikiki Honolulu
• [学会発表] Electric Field dependence of the permittivity for atomically flat TiO_2 single crystals investigated by electrochemical approach (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Takata, A.Hachiya, R.Tanaka, Y.Matsumoto
  • 学会等名: The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
  • 発表場所: Sheraton Waikiki Honolulu
• [学会発表] Photocatalytic synthesis of silver-oxide clathrate Ag_7NO_<11> (2010)
  • 著者名/発表者名: Ryohei Tanaka, S.Takata, R.Takahashi, J.Grepstad, T.Tybell, Y.Matsumoto
  • 学会等名: The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
  • 発表場所: Sheraton Waikiki Honolulu
• [学会発表] In-situ electrochemical analyses of TiO_2 single crystals and thin films (2010)
  • 著者名/発表者名: Shinataro Takata、Yuji Matsumoto
  • 学会等名: ISIMME2010
  • 発表場所: Holiday Inn Changzou Wujin, Changzou, China
• [学会発表] クラスレート型Ag_6O_8AgNo_3の光電気化学合成 (2010)
  • 著者名/発表者名: 田中亮平、高田真太郎、高橋竜太、Jostein Grepstad, Thomas Tybell, 松本祐司
  • 学会等名: 2010年秋季 第71回 応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 長崎大学 文教キャンパス
• [学会発表] V:TiO_2/Nb:TiO_2 (110)電極の光電流・光銀析出反応の表面V濃度依存 (2010)
  • 著者名/発表者名: 蜂谷篤史, 松本祐司
  • 学会等名: 2010年秋季 第71回 応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 長崎大学 文教キャンパス
• [学会発表] 電気化学的手法による酸化物半導体物性のin-situ評価法の開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 高田真太郎, 蜂谷篤史、田中亮平、松本祐司
  • 学会等名: 2010年秋季 第71回 応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 長崎大学 文教キャンパス
• [学会発表] In-situ electrochemical analyses of Tio2 single crystals and thin films (2010)
  • 著者名/発表者名: Shinataro Takata、Yuji Matsumoto
  • 学会等名: ISIMME2010
  • 発表場所: Holiday INN Changzou Wujin, Changzou, China
• [学会発表] Semiconductor electrochemistry on well-defined TiO2 single crystal surfaces (2010)
  • 著者名/発表者名: Yuji Matsumoto、R.Tanaka, S.Takata, A.Hachiya
  • 学会等名: The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
  • 発表場所: Sheraton Waikiki Honolulu
• [学会発表] Photocatalytic synthesis of silver-oxide clathrate Ag7NO11 (2010)
  • 著者名/発表者名: Ryohei Tanaka, S.Takata, R.Takahashi, J.Grepstad, T.Tybell, Y.Matsumoto
  • 学会等名: The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
  • 発表場所: Sheraton Waikiki Honolulu
• [学会発表] Electric Field dependence of the permittivity for atomically flat TiO2 single crystals investigated by electrochemical approach (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Takata, A.Hachiya, R.Tanaka, Y.Matsumoto
  • 学会等名: The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
  • 発表場所: Sheraton Waikiki Honolulu
• [学会発表] TiO_2単結晶電極のフラットバンド電位の結晶面依存性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 高田真太郎、蜂谷篤史、松本祐司
  • 学会等名: 電気化学第77回大会
  • 発表場所: 富山大学 五福キャンパス
• [学会発表] V:TiO_2/Nb:TiO_2(110)ヘテロエピタキシャル電極の作製と電気化学評価 (2010)
  • 著者名/発表者名: 蜂谷篤史,高田真太郎、小室雄太郎、松本祐司
  • 学会等名: 電気化学第77回大会
  • 発表場所: 富山大学 五福キャンパス
• [学会発表] クラスレート型銀酸化物(Ag_6O_8AgNO_3)の光触媒合成 (2009)
  • 著者名/発表者名: 田中亮平
  • 学会等名: 電気化学第7 6回大会
  • 発表場所: 京都大学吉田キャンパス
  • 年月日: 2009-03-31
• [学会発表] SrTi0_3(100)単結晶電極を用いた硝酸銀水溶液中での光電気化学反応 (2009)
  • 著者名/発表者名: 高田真太郎
  • 学会等名: 電気化学第7 6回大会
  • 発表場所: 京都大学吉田キャンパス
  • 年月日: 2009-03-31
• [学会発表] Epilayer Control of Photocatalysis at Well-defined Oxide Surface and Interface (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Matsumoto
  • 学会等名: Hokkaido University CRC International Symposium on "Innovation Driven by Catalysis-past, present and future"-dedicated to the 20th anniversary of CRC
  • 発表場所: Hokkaido Univ.CRC(invited)
• [学会発表] Photocatalytic synthesis of Silver-Oxide Clathrate Ag_6O_8AgNO_3 (2009)
  • 著者名/発表者名: Ryohei Tanaka、Yuji Matsumoto
  • 学会等名: ISIMME2009
  • 発表場所: Sichuan University.
• [学会発表] Electrochemical approach to studies on heterointerfaces of transition metal oxides (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Matsumoto
  • 学会等名: ISIMME2009
  • 発表場所: Sichuan University.
• [学会発表] Precision Analysis of Mott-Schottky Plot for A Heavily Doped N-Type SrTiO_3(001) (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Matsumoto, R.Tanaka, S.Takata
  • 学会等名: STAC-3
  • 発表場所: Yokohama
• [学会発表] Precision Analysis of Mott-Schottky Plot for A Heavily Doped N-Type SrTiO_3(001) (2009)
  • 著者名/発表者名: 松本祐司、田中亮平、高田真太郎
  • 学会等名: The Third International Conference on the Science and Technology for Advanced Ceramics (STAC-3)
  • 発表場所: メルパルク横浜
• [学会発表] 遷移金属酸化物界面の電気化学的アプローチ (2009)
  • 著者名/発表者名: 松本祐司
  • 学会等名: 基盤研究A「遷移金属酸化物界面における新規強相関電子状態の放射光分光と探索」研究会
  • 発表場所: 筑波温泉ホテル(招待)
• [学会発表] Nb:SrTiO3 単結晶基板上のエピタキシャルBaTiO3薄膜の光触媒反応と自己分析現象 (2009)
  • 著者名/発表者名: 田中亮平、高田真太郎、組頭広志、尾嶋正治、松本祐司
  • 学会等名: 2009電気化学秋季大会
  • 発表場所: 東京農工大学
• [学会発表] NbドープTiO2(110)単結晶の誘電率電界依存症の電気化学評価 (2009)
  • 著者名/発表者名: 高田真太郎、蜂谷篤史、田中亮平、松本祐司
  • 学会等名: 2009電気化学秋季大会
  • 発表場所: 東京農工大学
• [学会発表] Photocatalytic synthesis of Silver-Oxide Clathrate Ag6O8AgNO3 (2009)
  • 著者名/発表者名: Ryohei Tanaka、Yuji Matsumoto
  • 学会等名: The 4^<th> International Symposium on Integrated Molecular/Materials Engineering (ISIMME2009)
  • 発表場所: Sichuan University
• [学会発表] Electrochemical approach to studies on heterointerfaces of transition metal oxides (2009)
  • 著者名/発表者名: Yuji Matsumoto
  • 学会等名: The 4^<th> International Symposium on Integrated Molecular/Materials Engineering (ISIMME2009)
  • 発表場所: Sichuan University
• [学会発表] Epilayer Control of Photocatalysis at Well-defined Oxide Surface and Interface (2009)
  • 著者名/発表者名: 松本祐司
  • 学会等名: Hokkaido University CRC International Symposium on "Innovation Driven by Catalysis-past, present and future"-dedicated to the 20th anniversary of CRC
  • 発表場所: 北海道大学 触媒化学研究センター(招待)
• [学会発表] 酸化物ヘテロナノ構造の光電気化学 (2008)
  • 著者名/発表者名: 松本 祐司
  • 学会等名: ワークショップ「酸化物ナノ構造の基礎と応用-化学と物理の融合」
  • 発表場所: 東北大学 金属材料研究所
  • 年月日: 2008-11-17
• [学会発表] クラスレート型銀酸化物(Ag_6O_8AgN0_3)の光触媒合成 (2008)
  • 著者名/発表者名: 田中 亮平
  • 学会等名: ワークショップ「酸化物ナノ構造の基礎と応用-化学と物理の融合」
  • 発表場所: 東北大学 金属材料研究所
  • 年月日: 2008-11-17