フェムト秒可視ポンプ-赤外プローブ分光法による固/液界面電子移動ダイナミクス

使用飞秒可见泵浦红外探针光谱研究固/液界面电子转移动力学

基本信息

批准号：
14050002
负责人：
八木一三
金额：
$ 1.79万
依托单位：
Hokkaido 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：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、波長可変(紫外・可視:300〜790nm、赤外:2.4〜11μm)超短パルス(〜100fs)レーザーと電気化学測定を組み合わせた超高速分光システムを用い、Si、TiO_2、GaAsなどの半導体電極の光電子移動ダイナミクスを追跡した。本年度の研究成果は以下の通りである。1.可視光ポンプ-中赤外(吸収)プローブ画定によるCdS_XSe_<1-X>超微粒子ドープガラスにおける光生成キャリヤーダイナミクス:本年度は4種類のCdS_XSe_<1-X>超微粒子ドープガラスについてキャリヤーダイナミクス測定を行った。サブピコ秒で減衰する速い成分とそれに続くピコ秒で減衰する遅い成分が観測されている。これまでの研究によって各成分は帰属されており、速い成分は正孔トラッピング、遅い成分は電子トラッピングに対応する。これらの結果から、ガラスマトリクス中における超微粒子の光励起キャリヤーダイナミクスが観測可能であることが示された。2.表面和周波発生法を用いたTiO_2表面における吸着分子の振動分光:表面反応の詳細を理解するためには実際に反応が起こる条件で対象を観察することが重要であり、真空を必要としないSFG分光測定はこの目的に最適な手法である。本研究では二酸化チタン上におけるアルコール分子の吸着構造の評価を行った。試料にはTiO_2微粒子の希釈水溶液をスピンコートして作製した膜とゾル-ゲル法で作製した膜を用いた。作成後の試料にはCH領域にピークは観測されないことを確認した後、エタノールの蒸気にさらし、Ar中でSFG測定を行った。その結果に基づき、表面における吸着分子の構造を明らかにした。

在本研究中，我们采用了结合波长可调谐（紫外/可见光：300-790nm，红外：2.4-11μm）超短脉冲（~100fs）激光和电化学测量的超快光谱系统来分析Si、TiO_2、GaAs等。我们跟踪了半导体电极的光电子转移动力学。今年的研究成果如下。 1.可见光泵浦-中红外（吸收）探针测量CdS_XSe_<1-X>超细粒子掺杂玻璃中的光生载流子动力学定义：今年，我们将测量四种类型的CdS_XSe_<1-X>超细粒子的载流子动力学我做到了。观察到在亚皮秒内衰减的快速分量，然后是在皮秒内衰减的慢速分量。每个组件都是根据以前的研究分配的，快速组件对应于空穴捕获，慢速组件对应于电子捕获。这些结果表明可以观察玻璃基质中超细颗粒的光激发载流子动力学。 2.采用表面和频发生法对TiO_2表面吸附分子进行振动光谱分析：为了了解表面反应的细节，重要的是在反应实际发生的条件下观察目标，并且不需要SFG。光谱学是实现此目的的最佳技术。在这项研究中，我们评估了二氧化钛上酒精分子的吸附结构。所用样品为旋涂TiO_2颗粒稀释水溶液制备的薄膜和溶胶-凝胶法制备的薄膜。确认所制备的样品中CH区域没有观察到峰后，将其暴露于乙醇蒸气中并在Ar中进行SFG测量。根据结果，我们阐明了表面吸附分子的结构。