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2018 年度 実績報告書

強い酸化還元作用を持つ拡大ワイドバンドギャップ半導体光触媒の創製

研究課題

研究課題/領域番号 15K13763
研究機関学習院大学

研究代表者

齊藤 結花  学習院大学, 理学部, 教授 (90373307)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
キーワード半導体光触媒 / フォトルミネッセンス / 単一ナノ粒子計測 / レーリー散乱 / 顕微分光 / 紫外光
研究実績の概要

1) WO3単一半導体ナノ粒子を測定:可視光触媒材料であるがバンドギャップの上端が水素発生順位に近い三酸化タングステンWO3のナノ粒子をレーザーアブレーションで作成して、単一ナノ粒子の評価を行った。昨年度中に完成している紫外レーリー散乱システムを用い、散乱スペクトルから粒子の電子状態(バンドギャップ等)を見積もることに成功した。原子間力顕微鏡で粒子のサイズを確認し、同じナノ粒子について散乱スペクトルを測定してサイズと電子状態の関連付けを行った。
2) 半導体単一ナノ粒子計測のためのフォトルミネッセンス測定システム:半導体ナノ材料が機能する際に重要な要因として、エキシトンの生成と欠陥等によるキャリアの平均自由行程の評価が重要になっている。これらの情報はフォトルミネッセンス(PL)を測定することで、最も適切に評価することができる。このような理由から白色散乱に加えてPL測定システムを構築した。320nmレーザー励起光源と、77Kまでの冷却セルシステムを導入した。WO3単一ナノ粒子のPL測定に成功した。
3) 貴金属を担持した半導体光触媒ナノ材料の研究:金属を担持することで、光触媒が生成する電子とホールの寿命を延ばすことができる可能性がある。また、可視光利用という観点から、金や銀などの貴金属が媒体となる表面プラズモンポラリトンを利用することが有効であると考えられる。このような理由から半導体光触媒単体ではなく、複合ナノ材料の開発を行うことは、光触媒活性を向上させることに有効である。昨年度中に金を担持したTiO2ナノ粒子の試作を行った。今年度は条件を改善しながら、金を担持したTiO2ナノ粒子の収率をあげ
x線回折で平均結晶サイズや結晶面についての情報を得た。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Plasmonic transfer of near-field light from subwavelength objects through a gold-nanorod chain2019

    • 著者名/発表者名
      Ohashi Y, Ranjan B, Saito Y, Umakoshi T, Verma P
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 ページ: 2656-2663

    • DOI

      doi.org/10.1038/s41598-019-39624-1 2

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tapered arrangement of metallic nanorod chains for magnified plasmonic nanoimaging2018

    • 著者名/発表者名
      Ohashi Y, Ranjan B, Saito Y, Umakoshi T, Verma P
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 11 ページ: 102001-102005

    • DOI

      doi.org/10.7567/APEX.11.102001

    • 査読あり
  • [学会発表] Individual semiconductor nano-particles evaluated by UV spectroscopy2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Saito, T. Kondo, K. Hirose, M. Hanazawa
    • 学会等名
      日本分光学会紫外フロンティア分光部会
    • 招待講演
  • [学会発表] UV Rayleigh Scattering Spectroscopy of Semiconductor Nano-particles2018

    • 著者名/発表者名
      Y.Saito, T. Kondo, K. Hirose,M. Hanazawa, R. Kojima
    • 学会等名
      SciX2018
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ラマンイメージングによるP3HT/PCBMバルクヘテロ型有機混合薄膜の固体構造の評価2018

    • 著者名/発表者名
      森基彰, 石渡瑞枝, 近藤崇博, 齊藤結花
    • 学会等名
      応用物理学会 第79回秋季学術講演会
  • [学会発表] 蒸着金薄膜の微細化による表面増強ラマン散乱活性基板 の開発2018

    • 著者名/発表者名
      近藤崇博,富田輝,齊藤結花
    • 学会等名
      応用物理学会第79回秋季学術講演会
  • [学会発表] 三酸化タングステン単一ナノ粒子のバンドギャップ観測2018

    • 著者名/発表者名
      広瀬健太,花澤真優,近藤崇博,齊藤結花
    • 学会等名
      応用物理学会第79回秋季学術講演会

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公開日: 2019-12-27  

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