水中ラジカル反応を利用した新たな手法による光機能性金属酸化物ナノ構造の作製

2023 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21K04823
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分28030:ナノ材料科学関連
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 張 麗華 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (60719714)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: ナノ酸化物 / 水中結晶光合成 / ラジカル反応 / 活性酸素種 / 光機能性

研究成果の概要

本研究では、生体内反応や触媒研究分野などで限定的に知られてきた水のラジカル反応を積極的に利用し、新たなナノ材料創製法を提案した。この方法は、常温・常圧の中性水中で金属表面への光照射により、光誘起水分解を伴いながら特異な突起状金属酸化物のナノ結晶が成長する水中結晶光合成法と、光照射、活性酸素種、超音波照射など水中フリーラジカル生成手法を組み合わせ、金属酸化物ナノ構造を創生でき手法である。これにより、従来不可能であった金属原料から直接金属酸化物ナノ構造の作製を行い、光電子デバイスへの応用性を評価した。

自由記述の分野

材料科学

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究成果より様々な金属基板に酸化物ナノ構造を安価で簡便に、かつ大面積に作製することができるから産業応用上有利であり、さらに金属-金属酸化物の接合界面を舞台とした光エレクトロニクスや光エネルギー変換工学の学術領域の発展に貢献し、太陽電池、殺菌デバイス等、様々なデバイス開発にも利用できる。さらに、水中ラジカル反応による光機能性金属ナノ酸化物の促進作製法を確立することで、多くの分野で新たな技術開発の芽を産み出す極めて創造性の高い研究テーマである。