電子線トモグラフ法による複合ナノ触媒の３次元ナノ解析

使用电子断层扫描对复合纳米催化剂进行三维纳米分析

• 批准号: 15F15056
• 负责人: 金子 賢治
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Kyushu University
• 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: 2015-10-09 至 2018-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15F15056/
• 关键词: グラファイト型炭化窒素; シミュレーション; ナノシート; 金ナノワイヤー; テルルナノワイヤー; 酸化タングステン; 電気的特性; CeO2ナノ粒子; 透過型電子顕微鏡; トモグラフィ

太陽エネルギー変換材料として、水を分解し、かつ活性で安定な光触媒が求められている。特に層状窒化炭素 g(graphitic)-C3N4 は、バンドギャップが約2.7eVの間接遷移型半導体であり、波長450nm以下の光を吸収することができることから、光触媒への応用が期待されている材料である。しかし、光生成電子正孔対の高い再結合速度による低い光触媒活性が課題である。最終年度である本研究では、顕微解析のみならず、計算機シミュレーションも行使し、グラg-C3N4ナノシートのリン（P）ドーピングに関するシミュレーションを行った。g-C3N4は、貴金属を含まない水分補給剤として機能するので、大変ユニークな材料である。最近の実験では、g-C3N4中のP-ドーピングがシートの導電性を増加させることが示されている。さらに、Pをドーピングすると、Pはg-C3N4格子のCを置換することも判明している。このような現象の起源を解明するため、g-C3N4シートのPードーピングに関する詳細なシミュレーションを第一原理計算により実施した。形成エネルギーは、炭素サイト上のドーピングの方が窒素サイトよりも低く、Pドーピングの際に、新しい電子状態がフェルミレベルで現れ、導電率が増加することが判明した。本研究成果はA. Roy, Y. Sato, and K. Kaneko; Phosphorus Doping Induced Enhancement in Electrical Conductivity in Graphitic Carbon Nitride: Insights from ab initio Simulations; ICTAM-AMF-10, 2016, Delhi, India」において公表した。

作为太阳能转化材料，需要分解水并且活跃且稳定的光催化剂。尤其是，层状氮化碳G（图形）-C3N4是一种间接的过渡型半导体，带隙约为2.7 eV，是一种预期将其应用于光催化剂的材料，因为它能够吸收带有450 nm或更低波长的光线。但是，问题是由于光生电子孔对的高重组率而导致的光催化活性较低。在最后一年，这项研究不仅使用显微镜分析，还使用了计算机模拟来模拟Grag-C3N4纳米片的磷（P）掺杂。 G-C3N4是一种非常独特的材料，因为它充当不包含贵金属的保湿剂。最近的实验表明，G-C3N4中的P掺杂会增加板的电导率。此外，已经发现掺杂P替代了G-C3N4晶格中的C。为了阐明这种现象的起源，使用第一原理计算进行了对G-C3N4板的P掺杂的详细模拟。发现在碳位点掺杂的地层能量比氮位点要低，并且在掺杂时，新的电子状态出现在费米水平上，增加了电导率。这项研究的结果发表在A. Roy，Y. Sato和K. Kaneko中。磷掺杂诱导的石墨碳中电导率的增强：从头算模拟中的见解； ICTAM-AMF-10，2016，印度德里。

项目成果

Intriguing Atomic Structure and Semiconductor Nanowire Equivalent Sensitivity of Ultrathin Gold Nanowires

超细金纳米线的有趣原子结构和半导体纳米线等效灵敏度

• 发表时间: 2015
• 作者: Ahin Roy;Kenji Kaneko;Knut Muller;Andreas Rosenauer;Abhishek Kumar Singh and N Ravishankar
• 通讯作者: Abhishek Kumar Singh and N Ravishankar

NO2 Adsorption Induced Semiconductor to Metal Transition in Ultrathin Te Nanowires

NO2 吸附诱导超薄 Te 纳米线中半导体到金属的转变

• 发表时间: 2016
• 作者: Ahin Roy;Kazi Rafzani Amin;Shalini Tripathi;Sangram Biswas;Abhishek K. Singh;Aveek Bid;and N. Ravishankar
• 通讯作者: and N. Ravishankar

First-principles Study of Antimony-doped Anatase Tin dioxide for Transparent Conducting Oxide Application

锑掺杂锐钛矿型二氧化锡在透明导电氧化物中的第一性原理研究

• 发表时间: 2016
• 作者: Ahin Roy;R. Hinkoji;Kenji Kaneko;and Yukio Sato
• 通讯作者: and Yukio Sato

Kaneko Research Group

金子研究小组

Atomic Relaxation in Ultrathin FCC metal Nanowires

超薄 FCC 金属纳米线中的原子弛豫

• 发表时间: 2016
• 作者: Ahin Roy;Kenji Kaneko;Knut Mueller;Andreas Rosenauer;Abhishek K. Singh;and N. Ravishankar
• 通讯作者: and N. Ravishankar