シリコン/溶液界面における光励起・緩和過程への微細形態および導電性粒子担持の影響

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シリコン/フッ酸溶液界面における光励起キャリアの緩和過程を強度変調光電流法(IMPS)により得られる再結合および電荷移動速度パラメータを用いて解析した。IMPS法で得られる緩和速度パラメータの物理的意味を明らかにするとともに、溶存酸素が緩和過程に及ぽす影響を検討した結果、IMPS法で得られる速度パラメータの電位依存性から、表面状態が関与する過程に大きな影響を及ぼすことが明らかになった。このように、IMPS法は表面状態が関与するような複雑な系にも適用でき、その過程に対する知見を得るための有力な手段となることを示した。触媒担持用の基体材料として多孔質シリコンの諸物性を、特に表面状態の活性その他の物性に大きな影響を与える水素存在状態を中心に赤外分光法、核磁気共鳴法、および量子化学計算により検討した。適当な条件で熱処理することによって、表面に存在する水素種のうち特定の水素種を選択脱離できることを示すとともに、水素種の存在状態の詳細な帰属を完成した。さらに、多孔質シリコン上への触媒担持法を探るために、置換めっきによる金属析出の研究を行い、光照射を行わない条件下では貴金属のみが析出し、金属は相手反応の結果生じる二酸化シリコン上に析出することを見いだした。また、光照射条件下ではニッケルのように卑な金属も析出する可能性を示した。