遷移金属酸化物のバンド構造制御と光電極特性

大友 明

論文・著書情報

タイトル

和文:	遷移金属酸化物のバンド構造制御と光電極特性
英文:	Tuning of band structures and photoelectrode properties of transition-metal oxides

著者

和文:	大友明.
英文:	A. Ohtomo.

言語

Japanese

掲載誌/書名

和文:
英文:

巻, 号, ページ

出版年月

2013年11月13日

出版者

和文:
英文:

会議名称

和文:	物性研平成25年度後期短期研究会「エネルギーと新材料の物性・物質科学」
英文:

開催地

和文:	千葉県柏市
英文:	Kashiwa, Chiba

ファイル

公式リンク

http://hmori.issp.u-tokyo.ac.jp/etc/H25meeting/index.html

アブストラクト

光化学反応を利用した太陽光エネルギー変換は，究極のグリーンテクノロジーとして期待されている．特に水の完全光分解反応は重要であり，その鍵となるのが新しい可視光応答型光触媒材料の開発と光電子移動システムの高効率化である．二酸化チタンに代表されるd0 遷移金属酸化物を基に多様な酸窒化物が合成されてきた．窒素2p バンドの価電子帯が酸素より浅いことを利用して紫外から可視へ吸収帯を拡張するコンセプトに基づいており，例えばZnO-GaN の混晶系でも有効である [1]．一方，dn 遷移金属酸化物の多くは，それ自体が可視光吸収体であるが，水溶液中における価数搖動と高い溶解度のためほとんど注目されていなかった．我々は，異なる遷移金属のd バンドオフセットが大きいことに注目し，一方の金属からもう一方の金属への電荷移動遷移が新たな可視光吸収帯を形成することを見出した [2]．すなわち，Fe₂O₃ (2.1 eV)とCr₂O₃ (3.0 eV)の混晶系のバンドギャップが1.7 eV に狭帯化することを明らかにした．光電子分光法・X 線吸収分光法による電子構造の同定と水分解反応の分光感度特性について述べる．また，dn 遷移金属酸化物を用いたバンド構造制御の可能性について，いくつかの混晶系の実験結果を示しつつ議論する．本研究は，増子尚徳，大島孝仁，吉松公平，坂井延寿，組頭広志，尾嶋正治，宋浚太，岩崎孝之，波多野睦子各氏との共同研究であり，JST-ALCA ならびに文部科学省「元素戦略プロジェクト＜研究拠点形成型＞の支援により実施された． [1] K. Maeda et al. Nature 440, 295 (2006). [2] H. Mashiko, T. Oshima, A. Ohtomo, Appl. Phys. Lett. 99, 241904 (2011).

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