表面構造の可視化に基づいた光触媒の新しい設計指針

• 研究課題/領域番号: 23K17355
• 研究種目: 挑戦的研究(開拓)
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 中区分30:応用物理工学およびその関連分野
• 研究機関: 山口大学
• 研究代表者: 麻川 明俊 山口大学, 大学院創成科学研究科, 講師 (90757337)
• 研究期間 (年度): 2023-06-30 – 2027-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2023年度)
• 配分額: 25,870千円 (直接経費: 19,900千円、間接経費: 5,970千円); 2026年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2025年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2024年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2023年度: 19,370千円 (直接経費: 14,900千円、間接経費: 4,470千円)
• キーワード: 光触媒 / その場観察 / 表面構造 / 結晶成長

研究開始時の研究の概要

クリーンエネルギー社会の実現に向けて、光触媒の反応効率の改善は極めて重要である。一般的に、結晶表面には平坦部分、一分子段差（ステップ）、ステップ上の折れ曲がり（キンク）が存在し、局所的に触媒反応が進むため、光励起よりキンクやステップの数など光触媒表面の形状が遷移すると予想される。本申請では新顕微鏡を開発し、世界に先駆けて光励起中の酸化チタン単結晶をステップレベルでその場観察し、光触媒の活性と表面構造の関係を理解する。具体的には、１）光励起下で一分子段差を可視化できる高分解能光学顕微鏡の開発、２）ステップレベルで平滑な結晶を作製し、３）光量と溶解度、ステップの形態、数との関係を調べる。