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プローブ顕微鏡を用いた光半導体電極ナノ界面における電子移動反応制御

使用探针显微镜控制光半导体电极纳米界面的电子转移反应

基本信息

批准号：
09237251
负责人：
三澤弘明
金额：
$ 1.28万
依托单位：
The University of Tokushima
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

酸化チタンは,水の光分解など様々な光触媒反応に利用されている。近年,酸化チタン単結晶や粉末に光電気化学的に白金を堆積することにより,さらに大きな光還元触媒反応が誘起されることが見い出され,それを用いた種々の研究が進められている。また最近では,同様な光電気化学的なウエットプロセスによる〜10μm程度の空間分解能での白金のパタ-ニングが報告されている。本研究では,集光レーザービームや近接場顕微鏡を用い,ナノメートルオーダーの空間分解能で白金を酸化チタン単結晶表面にパタ-ニングし,ナノ空間における白金生成のメカニズムをAFMなどを用いて解明することを試みた。酸化チタン単結晶と石英ガラスの間に塩化白金酸水溶液をはさみ,光学顕微鏡の対物レンズ(100倍,開口数1.35)を用いて溶液側から酸化チタンの表面に380nmのフェムト秒レーザー光を集光照射したところ,照射した部分にのみ白金が堆積することが確認された。白金堆積の波長依存性から,この反応は塩化白金酸水溶液の光吸収によるものではなく,酸化チタンの光吸収によるものであることが明らかとなった。レーザー光を照射しながら酸化チタン単結晶をピエゾステージで移動したところ,〜400nm程度という,ほぼ光の波長と同等の分解能で白金のパタ-ニングを行うことに成功した。白金が堆積した酸化チタンの表面を原子間力顕微鏡で観測したところ,堆積は一様に生じているのではなく,数十ナノメートルオーダーの山状の白金が連なった形で堆積していることが明らかになった。この結果は、光電荷分離により発生した伝導電子をトラップした表面準位から白金の成長が開始し,白金が堆積することによりさらにその付近の光還元反応が起こりやすくなり,白金が山状に堆積したものと考えられる。

Acidification, water photolysis, photocatalytic reaction and utilization. In recent years, the research on the oxidation of platinum in the form of crystals and photocatalysts has been progressing. Recently, the same photoelectrochemical method was used to report the spatial decomposition energy of platinum in the order of ~ 10μm. In this study, the space resolution energy of platinum is determined by the use of a light collector and a near-field micro-mirror, and the space resolution energy of platinum is determined by the use of AFM. In the case of acid crystals and quartz crystals, it is necessary to prepare an aqueous solution of platinic acid. Optical micromirrors (100 times, number of openings 1.35) are used to determine the concentration of light on the surface of acid crystals at 380nm. Wavelength dependence of platinum accumulation, optical absorption of aqueous platinic acid solution, and optical absorption of acidic platinic acid solution The wavelength of light and the equivalent decomposition energy of platinum can be obtained. Platinum is deposited on the surface of the acid layer by atomic force microscopy, and the accumulation of platinum in the form of a mountain is measured. As a result, photocharge separation occurs, conduction electrons are generated, and platinum growth begins at the surface level, and platinum accumulation begins at the surface level.