光電極反応と光機能界面

光电极反应与光功能界面

基本信息

批准号：
09237105
负责人：
中戸良禮
金额：
$ 56.96万
依托单位：
Osaka University
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：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09237105/
关键词：
原子レベル構造制御水素終端Si表面ナノロッド層状金属酸化物電気化学的エピタキシャル成長透明・有色な磁性体偏光過渡回折格子分光法光伝導性原子間力顕微鏡終端結合太陽エネルギー変換ナノ構造体磁性材料光制御界面電子移動ダイナミクス太陽エネルギー交換

项目摘要

半導体表面の原子レベルでの構造制御ならびにダイナミクスの解明とこれによる新しい光機能界面の創製を目的に、昨年度に引き続き、研究を行った。半導体表面の原子レベル構造制御に関しては、水素終端Si表面のSi-H結合がハロゲン化水素酸中、少量の酸化剤の存在下でSi-X(X=ハロゲン)に変換されることを見出した。またp-Si(111)表面に光と酸素の作用を利用してSiH_2ステップを形成する方法を見出した。半導体表面上のナノ構造体の形成に関しては、水素終端n-Si(111)表面上に配列したヨウ素およびニッケル金属のナノロッドを形成できることを見出した。層状金属酸化物K_4Nb_6O_<17>の微粒子化・再構築という新しい手法により酸化還元系を層間に固定化することに成功した。量子サイズの磁性半導体Cd_<1-x>Mn_xS超微粒子の光電流に対する磁場効果を検討し、Mnのドープにより量子収率の変化率が大きく増加することを明らかにした。半導体薄膜の電気化学的エピタキシャル成長に関しては、ルチル型n-TiO_2(100)面上にPbO_2をヘテロエピタキシャル成長できることを見出した。CdS結晶成長について交互イオン吸着反応堆積法および新開発の電気化学誘起化学堆積法により検討し、(002)配向の単結晶膜を得た。電気、光などにより制御可能な新しいタイプの磁性材料の開発については、K_<3-0.4xy-2y>[(V^<Il>_<0.6>V^<III>_<0.4>)_xCr^<II>_<1-x>]_y[Cr^<III>(CN)_6]zH_2Oが透明・有色な磁性体(Tc=220-315K)となることを見出した。組成(合成法)を変えることにより色やTcを変化できることも明らかにし、ファラデー効果も検討した。半導体電極上のダイナミクスについては、偏光過渡回折格子分光法による光カーダイナミクスの解析、時間分解フェムト秒表面熱レンズ分光法による金薄膜電極のホットエレクトロンの挙動の解析を行った。また、レーザパルス光と光伝導性AFMを組み合わせた、量子ナノ空間を検出できる光電導性原子間力顕微鏡を開発した。

继去年之后，我们进行了研究，旨在阐明原子水平上半导体表面的结构控制和动力学，并由此创建新的光学功能界面。关于半导体表面原子级结构的控制，我们发现氢封端的Si表面上的Si-H键在氢卤酸中存在少量氧化剂的情况下转化为Si-X（X=卤素）酸。我们还发现了一种利用光和氧的作用在 p-Si(111) 表面形成 SiH_2 台阶的方法。关于半导体表面纳米结构的形成，我们发现可以在氢封端的n-Si(111)表面上形成排列整齐的碘和镍金属纳米棒。我们使用一种新的微粒形成和重构层状金属氧化物K_4Nb_6O_<17>的方法成功地固定了层之间的氧化还原系统。我们研究了磁场对量子尺寸磁性半导体Cd_<1-x>Mn_xS超细颗粒光电流的影响，发现随着Mn掺杂，量子产率的变化率显着增加。在半导体薄膜的电化学外延生长方面，我们发现PbO_2可以在金红石型n-TiO_2(100)表面上异质外延生长。采用交替离子吸附反应沉积法和新开发的电化学诱导化学沉积法研究了CdS晶体的生长，获得了(002)取向的单晶薄膜。新型可受电、光等控制的磁性材料的开发，请参考K_<3-0.4xy-2y>[(V^<Il>_<0.6>V^<III>_ <0.4 >)_xCr^<II>_<1-x>]_y[Cr^<III>(CN)_6]zH_2O被发现是透明且有色的磁性材料(Tc=220-315K)。还揭示了可以通过改变组成（合成方法）来改变颜色和Tc，并且还研究了法拉第效应。关于半导体电极的动力学，我们使用偏振瞬态光栅光谱分析了光学克尔动力学，并使用时间分辨飞秒表面热透镜光谱分析了金薄膜电极上的热电子行为。我们还开发了光电导原子力显微镜，结合激光脉冲光和光电导原子力显微镜来探测量子纳米空间。