高空間分解能光化学反応その場観察装置による酸化チタンの触媒反応界面の動的観察

高空间分辨率光化学反应原位观测装置动态观测二氧化钛催化反应界面

• 批准号: 17029030
• 负责人: 田中 信夫
• 金额: $ 3.2万
• 依托单位: Nagoya University
• 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-17029030/
• 关键词: 光触媒; 透過電子顕微鏡; 光化学反応; EELS; チタニア粉末; チタニアナノロッド; 電子顕微鏡; その場観察; 薄膜; 界面; 酸化物半導体

当研究室では透過電子顕微鏡(TEM)を用いて、光化学反応による材料の原子構造や電子状態の変化をナノメータースケールで観察、解析できるシステムを開発した。これを用いて平成18年度には以下の研究項目を実施した。(1)球面収差補正TEMや電子エネルギー損失分光法(EELS)を用いて、光化学反応に伴って生成される酸素欠陥TiO_<2-x>構造を詳細に解析し、その欠陥構造が「酸素欠陥の規則化」→「歪緩和のための原子位置の移動」→「せん断構造生成」であることをつきとめ、Nanotech誌(2006)に発表した。(2)金イオンとTiO_2微粉末が混合した液体を光照射しながらTEM観察し、光電析反応の様子を世界で初めてTEMその場観察し、上記のTiO_<2-x>の酸素欠陥相と金の結晶成長サイトの関連について新しい知見を得た。(3)ゾルゲル法で作製した1本のチタニアナノロッドをピエゾ駆動のナノファクトリーホルダーにはさみ、応力や光照射を与えながら電気抵抗の測定をした。(4)高分子ブロック重合体を接合成長の阻止剤として用いたゾルゲル法で酸化チタンの高次構造体を作製し、その内部表面積および空孔率を3次元電子顕微鏡で測定した。あわせて通常の色素分解反応の性能も測定してここから計算された空孔率などとも比較した。以上のように通算2年間の本研究では酸化チタンを中心として光触媒材料の電子構造も含めた微構造をTEMを用いて原子レベルでその場解析する方法を確立した。

When laboratory で は through electronic 顕 micro mirror (TEM) を い て, photochemical 応 に よ る atomic structure や electronic state の の materials - the を ナ ノ メ ー タ ー ス ケ ー ル で 観 examine, parse で き る シ ス テ ム を open 発 し た. The を れを used the れを て research project of the heisei 18 に に and below を implemented the た. (1) spherical 収 differential corrections TEM や electronic エ ネ ル ギ ー loss spectrometry (EELS) を い て, photochemical 応 に with っ て generated さ れ る acid element owe 陥 TiO_ (2 - x > structure を detailed analytical し に, そ の owe 陥 tectonic が "acid element owe 陥 の rules" - > "slanting ease の た め の atomic movement の position" - > "せ ん fault structure generated" で あ る Youdaoplaceholder2 とを とを とめ とめ とめ, Nanotech journal (2006)に reports た た. (2) gold イ オ ン と TiO_2 micro powder mixed が し た liquid を light し な が ら TEM 観 し, photoelectric analysis anti 応 の others child を め the early で て TEM そ の field 観 し, written の TiO_ (2 - x > element owe 陥 の acid phase と gold の crystal growth サ イ ト の masato even に つ い て new し い knowledge を た. (3) ゾ ル ゲ で ル method for system し た this の チ タ ニ ア ナ ノ ロ ッ ド を ピ エ ゾ 駆 dynamic の ナ ノ フ ァ ク ト リ ー ホ ル ダ ー に は さ み, 応 や light を and え な が ら electric 気 resistance の determination を し た. (4) polymer ブ ロ ッ ク heavy fit を joint growth の stop tonic と し て in い た ゾ ル ゲ ル method で acidification チ タ ン の higher order constructs を as し, そ の internal surface area お よ び empty hole rate を 3 dimensional electronic 顕 determination of micro mirror で し た. Youdaoplaceholder0 usually, the <s:1> pigment decomposition reaction 応 <s:1> performance <e:1> is determined by <s:1> て と ら ら ら ら calculation of された porosity な と と た comparison of た. Above の よ う に tong の is 2 years this study で は acidification チ タ ン を center と し て も photocatalytic materials の electronic structure containing め を TEM を た micro structure with い て atomic レ ベ ル で そ の field analytical す を る method established し た.

项目成果

Oxygen release and structural dhanges in TiO_2 films during photocatalytic oxidation.

光催化氧化过程中TiO_2薄膜的氧释放和结构变化

• 期刊: J. Appl Phys. (In print)
• 作者: K.Yoshida;T.nanbara;J.Yamasaki;N.Tanaka
• 通讯作者: N.Tanaka

Oxygen release and structural changes in TiO_2 films during photocatalytic oxidation.

光催化氧化过程中TiO_2薄膜的氧气释放和结构变化

• 期刊: J.Appl.Phys. (In print)
• 作者: K.Yoshida;T.Nanbara;J.Yamasaki;N.Tanaka
• 通讯作者: N.Tanaka

First experiments of selected area nano-diffraction from semiconductor interfaces using a spherical aberration corrected TEM

使用球差校正 TEM 进行半导体界面选区纳米衍射的首次实验

• 发表时间: 2005
• 期刊: J. Electron Microsc. 52
• 作者: J.Yamasaki;H.Sawada;N.Tanaka
• 通讯作者: N.Tanaka