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ポーラスシリコンを用いた太陽光動作光触媒素子の開拓

使用多孔硅开发太阳能光催化装置

基本信息

批准号：
15654040
负责人：
粕谷厚生
金额：
$ 2.24万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では水素原子を終端したシリコン完全結晶表面をポーラスシリコンの理想モデルと見なして単純な平坦面から凸凹なポーラス面に至る試料について順次光電気化学的特性を解析し、光触媒効果を原子的素過程として解明する。即ち光照射によりシリコン内部で励起された電子が表面に吸着する水素と電荷の授受を行い、分子として脱離する過程を電気化学分光、電子分光、赤外分光などの測定技術を駆使して詳細に解析することを目的とした。初年度に光電気化学セルを作製し、2年度に引き続いて電解液中の電気化学測定と走査トンネル顕微鏡、原子間力顕微鏡測定並びにラマン散乱分光による反応過程のその場観察を行った。また赤外分光、超高真空走査トンネル顕微鏡と高分解能電子エネルギー損失分光の組み合わせ装置により、反応中間体や生成物の同定を試みてきた。3年次において以下の結果と結論を得た。1.シリコンは表面を水素で終端することにより、還元電位より卑であれば電機化学的に極めて安定であることがわかった。これにより良質なショットキ障壁が形成される。2.H+がHに還元される反応では表面を終端する水素は脱離することなく結合し、安定な電極として働くことが重水素をつかった赤外分光測定で明らかになった。3.更にこの反応において電解液中のHは表面のみならず内部にまで侵入し、表面準位を形成することがわかった。この表面準位が電気化学反応の効率に重要となることがわかった。これに表面の凸凹が加わると表面積を増やすことのみならずに反応活性点も増加し、極めて高効率の電極になることが始めて理解されるに至った。

In this study, the water atom is used to analyze the chemical properties of the water atom and the photocatalyst is used to analyze the chemical properties of the water atom and the photocatalyst. That is to say, the light irradiation induces the absorption of water on the surface of the solar cell, the receiving and receiving line of the electric charge, the process of molecular isolation, the electrochemical spectroscopy, the electronic spectrometer, and the infrared spectrophotometry. the detection technology makes it possible for the device to be analyzed and analyzed. In the beginning of the year, the chemical analysis of light in the first year, the determination of electrical chemistry in the hydrolysate in 2000, the determination of the micrometer of the atomic force micrometer and the analysis of the dispersive spectroscopic analysis were carried out in the first year. The infrared spectroscopy, ultra-high vacuum transmission electron microscopy (UHV), ultra-high vacuum (UHV) and ultra-high vacuum (UHV). After 3 years of training, the following results were obtained. 1. In this paper, the water content on the surface of the machine is very important for the stability of the electronic machine chemistry. I don't know what to do. I don't know. 2. H + H + H, H + H, 3. More importantly, in the hydrolytic solution, the surface temperature is intrusive, the surface alignment is formed, and the surface alignment is formed. The preparation of the surface, the chemical reaction rate of electricity and the rate of chemical reaction are very important. The surface of the surface is convex and concave, and the surface is active. The anti-active point is increased, and the high temperature is very important.