半導体超微粒子の電子構造と表面電子移動のダイナミクス

半导体超细颗粒的电子结构和表面电子转移动力学

• 批准号: 61540269
• 负责人: 坂田 忠良
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Okazaki National Research Institutes
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1986
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1986 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-61540269/
• 关键词: 半導体超微粒子; 電子移動; ルミネッセンス; 吸着分子

半導体超微粒子の示す電気・磁気・光学・化学的諸性質はバルク結晶のそれとは大きく異なることが考えられる。本研究では、半導体超微粒子の合成を行なうと共に、パルスレーザーにより励起した超微粒子からの発光の減衰時間分解スペクトルから励起状態の電子構造、表面吸着分子との間におこる電子移動の動的過程を明らかにすることをめざした。その結果以下のような研究成果を得ることが出来た。1)Cds、ZnSのような【II】-【VI】族の半導体超微粒子(粒径:〜100【A!°】)を多孔質ガラスに担持する方法を開発した。この方法は、溶液中に懸濁した半導体コロイドと違い、凝集、沈殿の恐れはなく、熱処理が可能となった。また、極低温でのルミネッセンスや光吸収の実験、ガス分子の吸着実験が容易にできるようになった。2)これらの超微粒子を用い、吸収・発光スペクトルを測定した。発光スペクトルはバルク結晶とかなりちがうことがわかった。たとえばCdSの場合バルク結晶で強くみられるグリーン・エミッションは、微粒子では非常に弱くしかも低温にしてもシャープにならない。寿命も短い。一方、長波長にみられるレッド・エミッションは微粒子では強い。3)これらの微粒子の表面に種々の分子を吸着させると、発光が著しく消光される。とくに電子受容性分子によって消光されることがわかった。しかも発光寿命は変わらず、初期強度が変化する。この消光は光触媒効果と関連すると共に、半導体の伝導電子と吸着分子のあいだの電子移動に起因することを示唆し、発光の動的特性を説明するモデルを提唱した。また、これらの発光の温度変化を低温まで詳細に測定することにより、負の活性化エネルギーをもつ電子移動過程の存在の可能性など、電子移動にたいする新しい知見を得ることが出来た。

Various properties of semiconductor ultrafine particles such as electricity, magnetism, optics, and chemistry are shown in the figure below. This study is about the synthesis of semiconductor ultrafine particles, the synthesis of semiconductor ultrafine particles, and the decomposition of the decay time of ultrafine particles of light. The structure of electrons in the excited state and the movement of electrons between adsorbed molecules on the surface are the process of electron movement. The result of the following research is the result of the research. 1) Cds and ZnS semiconductor ultrafine particles of the [II]-[VI] family (particle size: ~100 [A!°]) are used as porous particles.このmethodは、Suspension in solutionした Semiconductorコロイドとviolationい、agglutination、Shendian fearれはなく、heat treatment possibleとなった.また, extremely low temperature でのルミネッセンスや light absorption の実験, ガスmolecule のabsorption の娓がeasy にできるようになった. 2) Measurement of ultrafine particle size and absorption/radiation light.発光スペクトルはバルク精品とかなりちがうことがわかった.たとえばCdSのバルク Crystallization でstrongくみられるグリーン・エミッションは, micro-particle では very weak くしかもlow temperature にしてもシャープにならない. Life span is short. On the one hand, long wavelength microparticles are strong. 3) The surface of the microparticles is a kind of molecule that absorbs and absorbs, and the light is absorbed and the light is extinguished.とくにElectron-accepting molecule によってExtinction されることがわかった. The light life is improved, and the initial intensity is changed.このMatting and はPhotocatalyst effect and connection すると公に、Semiconductor の伝conducting electrons and attracting molecules のあいだのThe cause of the movement of electrons is explained, and the characteristics of the movement of light are explained.また、これらの発光の Temperature changing をlow temperature までDetailed measurement することにより、negative のactivation エネルギーをもつThe possibility of the existence of the electronic movement process is など, and the electron movement is new and new.

项目成果

平本昌宏,橋本和仁,坂田忠良: Chemical Physics Letters. 133. 440-444 (1987)

Masahiro Hiramoto、Kazuhito Hashimoto、Tadayoshi Sakata：化学物理快报 133. 440-444 (1987)。