光触媒／多波長吸収金属ナノワイヤーコアシェルアレイによる可視光利用高効率水素生成

使用光催化剂/多波长吸收金属纳米线核壳阵列利用可见光高效产氢

• 批准号: 18K04877
• 负责人: 高瀬 浩一
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Nihon University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18K04877/
• 关键词: 金ナノワイヤー; 酸化チタン／金ナノワイヤーコアシェル構造; 水分解; 金ナノワイヤー／酸化チタンコアシェル構造; 金ナノワイヤー作成; 表面プラズモン; 光触媒／ナノワイヤー コアシェル; ナノワイヤー; 金属ナノワイヤー; 光触媒; 可視光線応答; プラズモン吸収

本研究では、局在表面プラズモン吸収を利用するため、金ナノワイヤーの作製が必要である。我々のグループでは、陽極酸化ポーラスアルミナのナノ細孔をテンプレートとして用い、金ナノワイヤーの作製を目指している。ポーラスアルミナの底部には、バリア層と呼ばれる絶縁膜が存在するので、これを上手く除去しなければ、電解メッキでの試料作製ができない。そこで、電界降下処理とエッチングを組み合わせ、バリア層の除去を進めてきたが、目標とした500nm程度の長さをもつナノワイヤーの成長には、至っていなかった。本年度では、エッチング条件等を見直した結果、300nm程度のナノワイヤーの埋め込みに成功した。また、自立した金ナノワイヤーを作製するため、ポーラスアルミナのエッチング条件を色々と試すことで、自立した金ナノワイヤーを作製することができた。この金ナノワイヤーに対して、原子層堆積法（ALD）により酸化チタンを7nm堆積させ、最終的に、酸化チタン／金ナノワイヤーコアシェルの作製に成功した。金ナノワイヤーが密に成長しているため、多くの部分で金ナノワイヤー上部に酸化チタンが堆積してしまっていたが、一部分ではナノワイヤーを酸化チタンで包み込む構造が確認された。このコアシェルを用い、530nmのグリーンレーザー照射下での水の分解実験を行なった結果、ごく少量であるが水素の発生が確認できた。得られた水素が少量となってしまった原因としては、レーザーポインターの出力が1 mWであったこと、電池駆動であるため、照射時間が1時間と限定されたこと、レーザー光の照射面積が 1mm程度であったことなどが挙げられる。このほか、ALDで堆積した酸化チタンは、アモルファス状態であり、結晶性でないため、半導体中の電子移動が阻害されている可能性もある。

This study shows that it is necessary to make use of the surface absorption technology. The process of anodizing and forming fine pores is described in detail below. The bottom of the sample is covered with a thin layer of insulating film, and the top layer is covered with a thin layer of insulating film. For example, the removal of the dielectric layer is carried out in the order of 500nm, and the growth of the dielectric layer is carried out. This year, we have successfully completed the test of 300nm. The first step is to create a new environment. The atomic layer deposition method (ALD) was successfully used to prepare the final solution of the acid layer deposition. The gold network is growing densely, many parts of the gold network are acidified and piled up, and some parts of the gold network are acidified and the structure of the gold network is confirmed. The results of water decomposition under 530nm irradiation were confirmed. The power of the battery is limited to 1 mW, and the irradiation area is limited to 1 mm. The possibility of electron mobility in semiconductors is discussed.

项目成果

Unusual electronic state of the Mn 3d in the layered Mott insulator (LaO)MnAs

层状莫特绝缘体 (LaO)MnAs 中 Mn 3d 的异常电子态

• 发表时间: 2018
• 作者: Hiroaki Kato;Kaito Oshio;Takeshi Touyama;and Kouichi Takase;安武 裕輔;Koichi Takase
• 通讯作者: Koichi Takase

Possibility of weak ferromagnetism of non-magnetic layered oxypnictide

非磁性层状氮氧化物弱铁磁性的可能性

• 发表时间: 2018
• 作者: Koichi Takase

Fabrication of Au nanowire / TiO2 core-shell array for visible light responsive photocatalyst

用于可见光响应光催化剂的金纳米线/TiO2核壳阵列的制备

• 发表时间: 2021
• 作者: Kaito Oshio1;Takeshi Toyama1 ;Kosuke Sugawa1 ;Tomohiro Shimizu2 ;Kouichi Takase1
• 通讯作者: Kouichi Takase1

RELATIONSHIP BETWEEN VACANCIES AND THE MAGNETISM IN PURE ZINC OXIDE NANOPARTICLES

纯氧化锌纳米颗粒中空位与磁性的关系

• 发表时间: 2019
• 作者: Hiroaki Kato;Kaito Oshio;Takeshi Touyama;and Kouichi Takase
• 通讯作者: and Kouichi Takase

Institute Technology Bandung(インドネシア)

万隆技术学院（印度尼西亚）