2003 Fiscal Year Annual Research Report
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14654131
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| Research Institution | Nagaoka University of Technology |
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Principal Investigator |
井上 泰宣 長岡技術科学大学, 工学部, 教授 (30016133)
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| Keywords | 半導性強誘電体 / 異常光起電力効果 / 光触媒 / ストロンチウム添加チタン酸鉛 / マンガン添加チタン酸鉛 / チタン酸鉛 / 水の分解反応 / 分極場効果 |
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| Research Abstract |
本年度は、異常光起電力効果と光触媒作用の相関を明らかにするため、異なる種類の強誘電体を用いて、それらの光起電力特性を調べて異常光起電力効果を解析すること、およびそれぞれの強誘電体結晶について水の分解皮応に対する光触媒活性を調べることを行った。強誘電体結晶として、結晶表面に対し分極軸方向が垂直で、結晶面の表裏にそれぞれ正および負分極面を露出させたチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)、Mn添加チタン酸ジルコン酸鉛(MPZT)、およびSr添加チタン酸ジルコン酸鉛(SPZT)を用いた。これらの試料結晶の表裏に、抵坑加熱法により金電極を薄膜として蒸着し、試料とした。結晶の表裏にそれぞれをUV光照射した場合に、正分極面では負の起電圧が、逆に負分極面では、正の起電圧が生じたが、光起電圧は、MPZT>PSZT>PZTの順で増加し、光起電流はPSZT>PZT>MPZTの順に増加した。これより、異常光起電力効果は、Sr添抑において高い値を示すことが示された。これらの強誘電体結晶の表面にRuO_2を含浸法で担持させた試料について、水の分解反応に対する光触媒活性を測定し、水素生成に対する光触媒活性は、PSZT>PZT>MPZTの順となり、光起電流の大きさの順に一致すること、および正分極面の活性は、負分極面の3-10倍高いことを示した。加熱処理により分極場を無秩序化した場合には、光照射時の光起電圧および光起電流はいずれの試料についても観測されなかった。また、水素生成の光触媒活性も著しく小さく無視できるほどの活性であった。以上の結果より、光触媒活性が分極場の方向に依存すること、および昨年度得られたニオブ酸リチウムの結果とあわせて、強誘電体の分極場が、励起電荷の制御に有用なことが明らかとなった。
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