エピタキシャル成長を利用した高活性光触媒・光電極材料の開発

利用外延生长开发高活性光催化剂和光电极材料

基本信息

批准号：
15J11523
负责人：
鈴木温
金额：
$ 1.22万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2015
资助国家：
日本
起止时间：
2015-04-24 至 2017-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15J11523/
关键词：
酸窒化物エピタキシャル成長 Li挿入キャリアドープ

项目摘要

今年度は、p型酸窒化物半導体デラフォサイト型CuZrONエピタキシャル薄膜の合成を行った。これに加えて、n型の酸窒化物半導体であるアナターゼ型TaON薄膜へのキャリアドープも行った。デラフォサイト型酸窒化物CuZrON薄膜の合成については、窒素プラズマ支援パルスレーザー堆積法によって行ったが目的物は得られなかった。これは、銅の窒化物が高温下で不安定なことに起因しているとみられるため、製膜条件の探索が必要となっている。n型半導体であるアナターゼ型TaON薄膜へのキャリアドープについては、グローブボックス内でTaON薄膜をn-ブチルリチウム/ヘキサン溶液に浸しアナターゼ型TaONへのLi挿入を起こすことで実現した。まず、2次イオン質量分析及びX線回折測定により、アナターゼ型TaON薄膜においてもn-ブチルリチウム溶液でLi挿入が可能なことを明らかにした。続いて、Li挿入したTaONの電気輸送特性を評価した。これにより、Li挿入はアニオン空孔を導入するよりもより多くのキャリアをドープできること、格子間Liがアニオン空孔よりも弱い不純物散乱中心であることが明らかになった。加えて、Wドープアナターゼ型TaONの結果と比較することで、酸窒化物のような複合アニオン材料へのドープでは、ドープ時に電荷補償を起こさないような工夫、例えば、製膜プロセスとドーププロセスの分割といったことが有効であると提案した。以上の結果は、ドーパントとしての格子間Liの有用性だけでなく、エレクトロニクス材料としてのアナターゼ型TaONの有望さ、及び、電気輸送特性の評価が進んでいない酸窒化物系の材料へのキャリアドープの指針を示す重要な成果である。

今年，我们合成了p型氧硝基半导体的Delafosite cuzrose cuzron外延薄膜。此外，在染色酶型taon薄膜（N型氧合型半导体）上进行载掺杂。通过氮等离子体辅助的脉冲激光沉积进行了Delafoits oxyntride Cuzron薄膜的合成，但未获得目标材料。这被认为是由于高温下硝酸盐的不稳定性所致，因此有必要搜索膜形成条件。通过将Taon薄膜浸泡在N-叔丁基乙基乙烷溶液中，将taon薄膜浸入杂物盒中，将li插入液中的li插入蛋白蛋白酶型taon中，将载体掺杂掺入N型半导体中，将载体掺杂掺入N型半导体。首先，次级离子质谱法和X射线衍射测量表明，即使在养生酶类型的Taon薄膜中，也可以使用N-丁基锂溶液实现LI插入。随后，评估了液体插入的taon的电运特性。这表明Li插入比引入阴离子空位比引入的载体更多，并且间隙LI是一个弱杂质散射中心，而不是阴离子空位。此外，与W掺杂酶型TAON的结果相比，已经提出，在掺杂复合材料阴离子材料（例如氧硝基）的情况下，有效努力以防止在掺杂过程中进行预测，例如拆卸膜形成过程和掺杂过程。上述结果是重要的结果，不仅提供了插入式LI作为掺杂剂的有用性，而且还提供了有希望的养殖酶型TAON作为电子材料，还提供了在基于氧硝基的材料中载载载体的指南，这些材料尚未评估其电运输特性。

项目成果

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专著数量（0）

科研奖励数量（0）

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专利数量（0）

TiO2多結晶シード層導入によるアナターゼ型TaON薄膜のガラス基板上成長

引入TiO2多晶种子层在玻璃基板上生长锐钛矿型TaON薄膜

DOI：
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
0
作者：
鈴木温;廣瀬靖;中尾祥一郎;長谷川哲也
通讯作者：
長谷川哲也

ソフト化学的Li挿入によるアナターゼ型TaONへのキャリアドープ

通过软化学锂插入将载流子掺杂到锐钛矿型 TaON 中

DOI：
发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
0
作者：
鈴木温;廣瀬靖;中尾祥一郎，中川貴文;岡田洋史;松尾豊;長谷川哲也
通讯作者：
長谷川哲也

Low temperature epitaxial growth of anatase TaON using anatase TiO2 seed layer

使用锐钛矿型 TiO2 种子层低温外延生长锐钛型 TaON

DOI：
10.7567/jjap.54.080303
发表时间：
2015
期刊：
Japanese Journal of Applied Physics
影响因子：
1.5
作者：
Atsushi Suzuki;Yasushi Hirose;Daichi Oka;Shoichiro Nakao;Tomoteru Fukumura and Tetsuya Hasegawa
通讯作者：
Tomoteru Fukumura and Tetsuya Hasegawa

Novel approach for controlling optical properties of anatase TiO2: Solid-solution with anatase TaON

控制锐钛矿型 TiO2 光学性质的新方法：锐钛矿型 TaON 固溶体