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

• 批准号: 10131251
• 负责人: 三澤 弘明
• 金额: $ 1.02万
• 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 (A)
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10131251/
• 关键词: 酸化チタン; 白金; ローダミン; 電極反応; ナノ界面

酸化チタンなどの半導体は,光半導体電極反応を利用して光エネルギー変換デバイスや光触媒などに利用可能であり,幅広く研究されている。光半導体電極反応のキーステップは,半導体界面における光吸収による電荷分離過程と,それに続く界面近傍の分子との電子移動反動である。このような反応のダイナミクスに関する研究は,これまではマクロスコピックな手法によるものが中心だった。本研究ではナノスケールの界面を作製し,微小領域での電子移動反応を解明することを目標としている。このために,酸化チタン単結晶表面上に集光レーザービームを用いて幅が400nm程度の白金パターンを形成した。形成されたパターンをAFMで詳しくみると,光の回折限界よりもさらに微細な白金粒の集まりとなっており,白金粒の生成には酸化チタン単結晶における欠陥が深く関与していることが示唆された。次に,ナノメートルスケールの白金パターンを形成した酸化チタン単結晶表面上に蛍光色素であるローダミン6Gをディッピングし,ローダミン6Gを光励起した時の蛍光挙動を調べることにより,ローダミン6G分子と白金および酸化チタン結晶との電子移動のダイナミクスについて検討した。酸化チタン上と白金上とでの蛍光強度を比較すると,白金上の方が蛍光強度が低かった。同様に蛍光寿命を測定したところ,蛍光強度に対応して白金パターン上のほうが傾向寿命が短くなっていた。これらの結果は白金とのナノ界面によりローダミン6Gの蛍光がクエンチングされていることを示唆している。

Acidification チ タ ン な ど は の semiconductor optical semiconductor electrode reverse 応 を using し て light エ ネ ル ギ ー variations in デ バ イ ス や photocatalytic な ど に may use で あ り, picture hiroo く research さ れ て い る. Light semiconductor electrode reverse 応 の キ ー ス テ ッ プ は, semiconductor interface に お け る light absorption 収 に よ る と charge separation process, そ れ に 続 く interface nearly alongside の molecular と の electronic mobile reactionary で あ る. こ の よ う な anti 応 の ダ イ ナ ミ ク ス に masato す る research は こ れ ま で は マ ク ロ ス コ ピ ッ ク な gimmick に よ る も の が center だ っ た. This study で は ナ ノ ス ケ ー ル の し the interface を cropping systems, small area で の electronic mobile anti 応 を interpret す る こ と を target と し て い る. こ の た め に, acidification チ タ ン 単 crystal surface に concentrated レ ー ザ ー ビ ー ム を with い て が 400 nm level の platinum パ タ ー ン を form し た. Form さ れ た パ タ ー ン を AFM で detailed し く み る と, light の inflexion limit よ り も さ ら に fine grain の な platinum set ま り と な っ て お り, platinum grain の generated に は acidification チ タ ン 単 crystallization に お け る owe 陥 が deep く masato and し て い る こ と が in stopping さ れ た. に, ナ ノ メ ー ト ル ス ケ ー ル の platinum パ タ ー ン を form し た acidification チ タ ン 単 crystal surface に 蛍 photopigment で あ る ロ ー ダ ミ ン 6 g を デ ィ ッ ピ ン グ し, ロ ー ダ ミ ン 6 g を excitation light up し た when の 蛍 light 挙 motion を べ る こ と に よ り, ロ ー ダ ミ ン 6 g molecular と platinum お よ び acidification チ タ ン crystallization と の electronic mobile の ダ イ Youdaoplaceholder0 ナ スに スに スに て検 て検 て検 for た. On acidification チ タ ン と platinum と で の 蛍 light intensity を compare す る と, の on platinum が 蛍 low light intensity が か っ た. With others in に 蛍 light life を determination し た と こ ろ, 蛍 light intensity に 応 seaborne し て platinum パ タ ー ン on の ほ う が tend to be short life が く な っ て い た. こ れ ら の results は platinum と の ナ ノ interface に よ り ロ ー ダ ミ ン 6 g の 蛍 light が ク エ ン チ ン グ さ れ て い る こ と を in stopping し て い る.

项目成果

H.Ishii: "Photoelectrochemical Fabrication of Submicrometer Platinum Pattern on Titanium Dioxide Single Crystal Surface" Chemistry Letters. 1998,7. 655-656 (1998)

H.Ishii：“二氧化钛单晶表面上亚微米铂图案的光电化学制造”化学快报。

K.Fukuda: "Self-Organizing Three-Dimensional Colloidal Photonic Crystal Structure with Augmented Dielectric Contrast" Japanese Journal of Applied Physics. 37,5. L508-L511 (1998)

K.Fukuda：“具有增强介电对比度的自组织三维胶体光子晶体结构”日本应用物理学杂志。

T.Takahashi: "Morphology Dependent Resonant Lasing of a Dye-doped Microsphere Prepared by Nonlinear Optical Material" Thin Solid Films. 331,1-2. 298-302 (1998)

T.Takahashi：“非线性光学材料制备的染料掺杂微球的形态依赖共振激光”固体薄膜。

S.Juodkazis: "Photoelectrochemical Submicrometer Patterningof Titanium Dioxide by Platinum" Journal of Electroanalytical Chemistry. (in press). (1999)

S.Juodkazis：“铂二氧化钛的光电化学亚微米图案化”电分析化学杂志。

M.Watanabe: "Three-Dimensional Optical Data Storage in Vitreous Silica" Japanese Journal of Applied Physics. 37,12. L1527-L1530 (1998)

M.Watanabe：“玻璃状二氧化硅中的三维光学数据存储”日本应用物理学杂志。