プラズモン励起水素生成を電子正孔同時移動で実現するナノ構造作製と電荷ダイナミクス

• 研究課題/領域番号: 24K01610
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分36020:エネルギー関連化学
• 研究機関: 徳島大学
• 研究代表者: 古部 昭広 徳島大学, ポストLEDフォトニクス研究所, 教授 (30357933)
• 研究期間 (年度): 2024-04-01 – 2028-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 18,460千円 (直接経費: 14,200千円、間接経費: 4,260千円); 2027年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円); 2026年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円); 2025年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2024年度: 7,930千円 (直接経費: 6,100千円、間接経費: 1,830千円)
• キーワード: 光触媒 / プラズモン / キャリアダイナミクス / ナノ構造 / 水分解

研究開始時の研究の概要

可視から近赤外光を効率よく吸収する金ナノ構造配列体を電子アクセプター半導体である酸化チタン薄膜と正孔アクセプターである窒化ガリウム基板や遷移金属ダイカルコゲナイドナノシートで挟んだサンドイッチ構造をもつプラズモン誘起ホット電子・ホット正孔同時移動システムを設計・作製し、その超高速電荷移動ダイナミクスをフェムト秒過渡吸収分光法により解明する。酸化チタン上の助触媒による水分解水素生成過程をガスクロマトグラフで定量しながら過渡吸収分光測定を実現する新しい計測システムを開発し、水素生成量の最適化を実現するデバイス構造を構築し、今だ量子効率が低いプラズモン誘起エネルギー変換効率の飛躍的上昇を目指す。