| 研究概要 |
半導体ナノ粒子上で進行する光触媒反応においては,キャリア(電子および正孔)が本質的な役割を果たす.本研究は,半導体ナノ粒子中で生成したキャリアの動きを研究代表者らが近年開発したフェムト秒時間分解マルチチャンネル近赤外分光計によって実測し,キャリアの動力学を決定する要因が何であるかを探ることを目的としている.光照射によって生成する全ての電子の移動,トラップ,再結合などの過程を観測してキャリア動力学の機構を解明し,半導体ナノ粒子上での光触媒反応の初期過程を明らかにし,光触媒反応の全体像の解明に寄与することをめざしている.
本年度は,フェムト秒時間分解マルチチャンネル近赤外分光計の光学系を改良した.チタンサファイア再生増幅器からの出力(800ナノメートル)を光パラメトリック増幅器で波長変換し,そのシグナル光の4倍波(350から400ナノメートル)を発生させてフェムト秒時間分解近赤外分光測定の際のポンプ光として利用できるようにした.この波長可変ポンプ光を利用して,二酸化チタン光触媒粉末を2種類の異なる波長をもつ紫外領域のポンプ光で光励起し,時間分解近赤外スペクトルを測定した.両者の間では,時間分解近赤外スペクトルの形状に相違があった.光励起の際の励起エネルギーが生成したキャリアの状態およびその超高速動力学に影響を与えることが分かった.
フェムト秒時間分解近赤外分光計の改良は,岩田と研究分担者のChenが共同して行った.特性の異なる二酸化チタン粉末などの試料の調製はChenが行った.
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