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ヘテロ接合からなる半導体複合粒子による二段階励起型光触媒の創製

公募研究

研究領域光合成分子機構の学理解明と時空間制御による革新的光ー物質変換系の創製
研究課題/領域番号 18H05184
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
研究機関地方独立行政法人神奈川県立産業技術総合研究所

研究代表者

秋山 賢輔  地方独立行政法人神奈川県立産業技術総合研究所, 化学技術部, 主任研究員 (70426360)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2019年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2018年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
キーワード半導体複合粒子 / 鉄シリサイド / 光触媒 / 水分解 / 半導体 / 複合粒子
研究実績の概要

本研究は、太陽光スペクトルの近赤外域まで利用可能とする光触媒材料、及びシステムの構築を目指して光電変換材料として研究開発されてきた鉄シリサイド(β-FeSi2 )半導体と炭化シリコン(SiC)、及び酸化チタン(TiO2) 等のワイドギャップ半導体とが導電層を介して接合した半導体複合粒子を気相成長技術にて創製することを目的とする。
この半導体複合粒子の創製には、n型のワイドギャップ半導体粉末表面にβ-FeSi2の微細結晶が分散して形成されることが必要となる。本研究では粒径が数μmの Si、SiC、TiO2粉末表面に、金(Au)‐シリコン(Si)系共晶反応による融液を用いることで気相-液相-固相(VLS)成長機構により10 - 300nmのβ-FeSi2微細結晶が分散した複合粒子を合成した。
さらにこの半導体複合粒子に白金(Pt)、及び酸化コバルト(CoOx)助触媒ナノ粒子担持方法の検討を行い、犠牲剤を用いずにUV光(高圧水銀ランプ)、及び擬似太陽光(キセノンランプ)照射下での光触媒効果による水分解による水素(H2)、酸素(O2)の発生が確認された。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 6件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] MOCVD growth of β-FeSi2 Film on modified Si surface by silver and enhancement of luminescence2019

    • 著者名/発表者名
      K. Akiyama, S. Nojima, R. Takahashi, Y. Matsumoto, H. Funakubo
    • 雑誌名

      Journal of Crystal Growth

      巻: 506 ページ: 131-134

    • DOI

      10.1016/j.jcrysgro.2018.10.022

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preparation of CaMgSi and Ca7Mg7.25Si14 single phase films and their thermoelectric properties2019

    • 著者名/発表者名
      Uehara Matsuo、Katagiri Atsuo、Kurokawa Mao、Akiyama Kensuke、Shimizu Takao、Matsushima Masaaki、Uchida Hiroshi、Kimura Yoshisato、Funakubo Hiroshi
    • 雑誌名

      MRS Advances

      巻: 4 号: 25-26 ページ: 1503-1508

    • DOI

      10.1557/adv.2019.129

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 鉄シリサイド/炭化シリコン半導体複合粒子の創製と光触媒反応による水素生成2019

    • 著者名/発表者名
      秋山賢輔、野島咲子、高橋亮
    • 雑誌名

      ものつくり・産業技術専門誌 JETI

      巻: 66 ページ: 63-64

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 水分解用・光触媒材料に向けた鉄シリサイド/酸化チタン複合粒子の作製2020

    • 著者名/発表者名
      秋山賢輔、高橋 亮、本泉 佑、舟窪 浩、入江 寛
    • 学会等名
      日本化学会 第100春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 光触媒効果による水分解に向けたルチルTiO2とβ-FeSi2との複合粒子合成2020

    • 著者名/発表者名
      秋山賢輔、高橋亮、本泉佑、舟窪浩、入江寛
    • 学会等名
      第67回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 金属間化合物MgB2、AlB2助触媒による水分解光触媒反応活性の向上とその役割2020

    • 著者名/発表者名
      今田有香、秋山賢輔、犬丸啓
    • 学会等名
      第58回セラミックス基礎科学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis and Photocatalytic Properties of Iron Disilicide /SiC Composite Powder2019

    • 著者名/発表者名
      秋山賢輔、本泉佑、野島咲子、高橋亮、入江寛
    • 学会等名
      Photocatalysis 3
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthesis and Photocatalytic Properties of Semiconducting Composite Powder2019

    • 著者名/発表者名
      秋山賢輔、野島咲子、高橋亮、入江寛
    • 学会等名
      International Conference on Artificial Photosynthesis-2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Photocatalytic water splitting using intermetallic compound Mg1-xAlxB2 as co-catalysts2019

    • 著者名/発表者名
      今田有香、長田祐希、秋山賢輔、犬丸啓
    • 学会等名
      International Solar Fuels Conference-3
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 水分解光触媒反応における金属間化合物Mg1-xAlxB2助触媒の効果ろその役割2019

    • 著者名/発表者名
      今田有香、長田祐希、秋山賢輔、犬丸啓
    • 学会等名
      第124回触媒討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Modifications of Band Gap Energy of Iron Disilicide Epitaxial Films2019

    • 著者名/発表者名
      K. Akiyama, S. Nojima, R. Takahashi, T. Uchida, H. Funakubo
    • 学会等名
      SPIE Photonic West 2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 半導体複合粒子からなる光触媒材料の開発2019

    • 著者名/発表者名
      秋山賢輔
    • 学会等名
      新学術領域研究「革新的光物質変換」 第二回公開シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 鉄シリサイド-炭化ケイ素複合粒子からなる水分解用光触媒材料2019

    • 著者名/発表者名
      秋山賢輔、野島咲子、高橋亮
    • 学会等名
      新学術領域研究「革新的光物質変換」・第二回公開シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 光触媒効果による水分解に向けたSiCとβ-FeSi2半導体との複合粒子合成2019

    • 著者名/発表者名
      秋山賢輔、野島咲子、高橋亮、舟窪浩、入江寛 ,
    • 学会等名
      第66回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 半導体複合粒子による水分解用光触媒の作製2019

    • 著者名/発表者名
      秋山賢輔、野島咲子、高橋亮、舟窪浩、入江寛
    • 学会等名
      第99回日本化学会春季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis and Photocatalytic Properties of semiconducting Composite Powder2018

    • 著者名/発表者名
      K. Akiyama, S. Nojima, R. Takahashi, H. Funakubo, H. Irie
    • 学会等名
      Materials Research Symposium Fall meeting 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] MOCVD合成したβ-FeSi2薄膜におけるエネルギーバンド変調2018

    • 著者名/発表者名
      秋山賢輔、野島咲子、高橋亮、舟窪浩
    • 学会等名
      第79回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] MOCVD growth of luminescent b-FeSi2 film on modified Si surface by silver2018

    • 著者名/発表者名
      K. Akiyama, R. Takahashi, Y. Matsumoto, H. Funakubo
    • 学会等名
      The 19th International Conference on Metalorganic Vapor Phase Epitaxy
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] 神奈川県立産業技術総合研究所 研究成果

    • URL

      https://www.kistec.jp/research/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 神奈川県立産業技術総合研究所 研究成果

    • URL

      https://www.kanagawa-iri.jp/research/papers/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-01-27  

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