光触媒機構の解明に資するγ線核分光法を用いたチタン酸ストロンチウムの欠陥構造解析

• 研究課題/領域番号: 25K21501
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分80040:量子ビーム科学関連
• 研究機関: 金沢大学
• 研究代表者: 小松田 沙也加 金沢大学, 学校教育系, 准教授 (10756381)
• 研究期間 (年度): 2025-04-01 – 2028-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2025年度)
• 配分額: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2027年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2026年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2025年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
• キーワード: チタン酸ストロンチウム / 固体物性 / 摂動核相関法 / 光触媒

研究開始時の研究の概要

半導体光触媒として着目されるチタン酸ストロンチウム(SrTiO3)は、低価数の微量元素をTiに置換させると近傍に電荷補償の酸素空孔を生じて光触媒活性が向上すると言われている。
本研究では、原子スケールの分解能をもつ放射性核種をプローブに用いた超高感度ガンマ線核分光法（摂動角相関法）を採用し、SrTiO3中の不純物位置での局所構造を直接観測し、占有サイトの特定と近傍の酸素空孔の有無、酸素空孔の熱拡散の活性化エネルギーを調査する。さらに一般的なバルクの光触媒活性の測定結果と照合し、ドープする微量元素の金属種、濃度等がSrTiO3の光触媒活性に及ぼす影響や光触媒活性の発現機構を明らかにする。