粒子径を制御した酸化チタン多結晶薄膜の光誘起体積膨張

粒径受控的多晶氧化钛薄膜的光致体积膨胀

• 批准号: 17029017
• 负责人: 中島 章
• 金额: $ 2.11万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 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: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17029017/
• 关键词: 酸化チタン; 光触媒; 親水化; 真空紫外光; 粒径; 粒界; 粒子径; 接触角

試薬のTTIPと市販のTTIP溶液を混合・加水分解後、シリコンにコーティングし、真空紫外光を照射してから大気中500℃で焼成を行ったアナターゼ多結晶薄膜(以下、微構造制御した薄膜と記述する)は、単一アルコキシド、大気焼成のみにより作製された薄膜(以下、通常の薄膜と記述する)と比べ、薄膜の結晶性はほぼ同じであったが、膜表面での粒子が成長していた。このような微構造は2種類のアルコキシドを混合することで前駆体薄膜中での加水分解を不均一にすることと、焼成前に十分な光量の真空紫外光照射を所定時間照射することが必要であることが判った。このようにして微構造を制御した薄膜に紫外線を150秒間照射し、その後、光を遮断して疎水化する際の構造変化を、AFMのタッピングモードにて連続観察すると、像と表面粗さの連続的な変化が観察された。像の変化は粒界が顕著であり、感知レバーと試料の間隔、或いはその間の相互作用が連続的に変化していることが考えられた。また薄膜エックス線回折から、この微構造を制御した薄膜は通常の薄膜に比べ膜応力に違いがあること、また紫外光照射により表面近傍の格子が僅かに大きくなることが確認された。このことからAFMで検出された表面粗さと像の変化は、表面の高さが連続的に変化しているために起きている可能性が高いと考えられた。このTiO_2薄膜に、大気、またはドライエア中で紫外光を照射し続けながら、AFMのタッピングモードにて連続測定を行った際の平均表面粗さの変化を計測した結果、紫外光照射開始後は表面粗さにほとんど変化が見られなかったが、約15分の照射後、AFM像の変化とともに表面粗さの増加が見られた。一方、ドライエア中では表面粗さの変化の開始が大気中に比べて遅くなった。これらのことから、酸化チタン表面の光誘起表面粗さ変化は、大気中からの水の吸着に伴う表面構造変化であることが示唆された。

TTIP and TTIP solutions were mixed, decomposed by water, and then irradiated with vacuum ultraviolet light at 500℃ to form polycrystalline films.(Hereinafter, the microstructure of thin films is described.) In addition, the crystallinity of thin films is different from that of ordinary thin films. Particles on the surface of thin films are grown. 2 kinds of micro-structures are mixed and the decomposition of water in the precursor film is not uniform. The amount of vacuum ultraviolet light irradiated before sintering is determined. The structure of the film is controlled by ultraviolet rays for 150 seconds, and the structure of the film is controlled by AFM. The film is controlled by ultraviolet rays for 150 seconds, and the structure of the film is controlled by AFM for 150 seconds. The interaction between the sample and the sample is not easy to understand. The thin film is usually made of thin film, and the micro-structure of the thin film is different from that of the thin film. The ultraviolet light is irradiated on the surface of the thin film. The possibility that the AFM can detect the surface roughness and change the surface roughness is high. The average surface roughness of TiO_2 thin films was measured during UV irradiation and AFM image measurement. The results showed that the surface roughness of TiO_2 thin films increased after UV irradiation. After about 15 minutes of irradiation, the surface roughness of AFM image increased. The surface roughness and the transformation of the surface roughness of the surface. Light induced surface roughening, water sorption and surface texture modification

项目成果

Photoinduced surface roughness variation in polycrystalline TiO2 thin films under different atmospheres

• DOI: 10.1016/j.jphotochem.2007.03.013
• 发表时间: 2007-07
• 期刊: Journal of Photochemistry and Photobiology A-chemistry
• 影响因子: 4.3
• 作者: Naoki Arimitsu;A. Nakajima;Ken‐ichi Katsumata;T. Shiota;Toshiya Watanabe;Naoya Yoshida;Y. Kameshima;K. Okada

Preparation and Characterization of TiO_2 Thin Films Using Vacuum Ultraviolet Light in a Sol-Gel Process

溶胶-凝胶法真空紫外光制备TiO_2薄膜并表征

• 发表时间: 2005
• 期刊: Surface Science 596
• 作者: K.Katsumata;A.Nakajima;N.Yoshida;T.Watanabe;Y.Kameshima;K.Okada
• 通讯作者: K.Okada

Photoinduced Roughness Variation on the Surface of A Polycrystalline TiO_2 Thin Film

多晶TiO_2薄膜表面光致粗糙度变化

• 发表时间: 2006
• 期刊: Journal of Photochemistry and Photobiology A : Chemistry 180[1, 2]
• 作者: K.Katsumata;A.Nakajima;T.Shiota;N.Yoshida;T.Watanabe;Y.Kameshima;K.Okada
• 通讯作者: K.Okada

Effect of microstructure on photoinduced hydrophilicity of transparent anatase thin films

• DOI: 10.1016/j.susc.2005.01.035
• 发表时间: 2005-04
• 期刊: Surface Science
• 影响因子: 1.9
• 作者: Ken‐ichi Katsumata;A. Nakajima;H. Yoshikawa;T. Shiota;Naoya Yoshida;Toshiya Watanabe;Y. Kameshima;K. Okada