Development of Spatially Selective Visible Light Energy Conversion System

空间选择性可见光能量转换系统的研制

• 批准号: 22K14496
• 负责人: 南本 大穂
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: Kobe University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K14496/
• 关键词: プラズモニック光電変換; 光電気化学; 局在表面プラズモン共鳴; 光物質変換

本研究では、金属ナノ構造への光照射により誘起される局在表面プラズモン共鳴に着目し、金属ナノ構造とワイドバンドギャップ半導体を利用した光エネルギー変換系の確立、およびその電荷移動過程の詳細解明による多色応答物質変換系の確立を目指した検証を進めている。実験では、金属ナノ構造をワイドバンドギャップのp型半導体に担持し、局在表面プラズモン共鳴の励起に伴い生成する電子正孔対の移動方向を制御することで、金属・半導体界面において還元反応を制御する系を扱っている。特に初年度の検証においては、異なる波長の光に応答する金属ナノロッド構造を半導体電極表面に担持し、多色光照射下においてその光学特性に応答した反応効率、および励起種の絶対電気化学電位を明らかにすることを目指した検証を行った。その結果、入射光の波長に依存した光電流の違いを確認し、光学特性の相関を確認した。それに加えて、担持する半導体のフラットバンド電位や入射光波長に依存して反応に関与する励起電子の電気化学電位が変化することを確認し、その絶対値に関する系統的な情報を得ることに成功した。これにより、望みの光誘起反応を制御するにあたって系の適切な設計指針を提案することが初めて可能になった。

In this study, the establishment of a polychromatic material transformation system using photo-induced surface resonance induced by light irradiation of metal structures and semiconductor materials, and the detailed explanation of charge transfer processes of metal structures and semiconductor materials were studied. In fact, the metal structure is supported by p-type semiconductor, and the electron hole pair movement direction is controlled by the excitation of resonance generated on the surface. The metal-semiconductor interface is controlled by the reaction between the metal and semiconductor. In particular, in the early years of the experiment, the metal structure of the semiconductor electrode was supported by light of different wavelengths, and the optical characteristics of the semiconductor electrode were reflected by light of different wavelengths. The results show that the wavelength dependence of incident light and the correlation between photocurrent and optical characteristics are confirmed. The information of the system is successfully obtained by adding, supporting and supporting the semiconductor's electric potential and wavelength dependence of incident light, and confirming the electric chemical potential of excited electrons and wavelength dependence of incident light. This is the first time I've ever seen a woman.

项目成果

液相析出法による層状複水酸化物の合成と酸素発生触媒能の評価

液相沉淀法合成层状双氢氧化物及析氧催化能力评价

• 发表时间: 2023
• 作者: 岡山竜也;南本大穂;水畑 穣
• 通讯作者: 水畑 穣

光局在場の精密制御と光電気化学反応への応用

光学局域场的精确控制及其在光电化学反应中的应用

• 发表时间: 2022
• 作者: 岡山竜也;南本大穂;水畑 穣;南本大穂
• 通讯作者: 南本大穂

光局在場における光物質変換プロセスの理解に向けて

了解光学局域场中的光物质转换过程

• 发表时间: 2023
• 作者: Hayashi Takahiro;Minamimoto Hiro;Murakoshi Kei;南本大穂
• 通讯作者: 南本大穂

Understanding Spatial Distributions of Dye Molecules Coupled to the Surface Lattice Resonance Mode through Electrochemical Reaction Control

通过电化学反应控制了解与表面晶格共振模式耦合的染料分子的空间分布

• DOI: 10.1021/acs.jpclett.2c03442
• 发表时间: 2023
• 期刊: The Journal of Physical Chemistry Letters
• 作者: Hayashi Takahiro;Minamimoto Hiro;Murakoshi Kei
• 通讯作者: Murakoshi Kei

液相析出法によるNi合金系薄膜の合成とその電気化学応用

液相沉淀法制备Ni合金薄膜及其电化学应用

• 发表时间: 2023
• 作者: 渡邊智由;南本大穂;水畑 穣
• 通讯作者: 水畑 穣