Graphitic Carbon Nitride-based Thin Films as New Functional Materials

石墨氮化碳基薄膜作为新型功能材料

基本信息

  • 批准号:
    22KJ0959
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.09万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 财政年份:
    2023
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2023-03-08 至 2024-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Graphitic carbon nitride (GCN) is a substance of great interest because it is composed only of carbon and nitrogen and shows a high photocatalytic activity for the splitting of water. So far, GCN materials have been obtained as powders and utilized for these purposes. If GCN materials are available in film form, what benefits one can obtain? The answer is clear considering that the science and technology of conductive polymers would not have emerged if polyacetylene was available only in the powdery form. Although films have many advantages, research on GCN films is still in the early stages. In 2016, our group reported that self-supporting GCN film samples could be obtained by vapor deposition polymerization. The GCN film showed actuation behaviors in the presence of water vapor. To tune the energy band gap of GCN films by incorporating boron, our group has developed a doping strategy for semiconductors. However, we only obtained materials with energy band gaps larger than 2.7 eV, which are insulators. To utilize visible light or sunlight, a material with a smaller energy band gap is necessary. Here I present the synthesis of carbon hybridized GCN (GCN-C) films via a two-zone chemical vapor deposition (CVD) method. The resulting GCN-C films exhibit outstanding mechanical properties, broad optical absorption, high electrical conductivity, and high on/off ratio photodetectors, making them promising materials for electronic applications. These findings represent a significant advancement in the field of GCN thin films as electronic materials.
石墨氮化碳(GCN)是一种引起人们关注的物质,因为它仅由碳和氮组成,并显示出高光催化活性以用于水的分裂。到目前为止,GCN材料已作为粉末获得,并用于这些目的。如果GCN材料以膜形式可用,那么人们可以获得什么好处?考虑到只有仅以粉状形式可用的聚乙二烯,将不会出现,因此答案很明显。尽管电影具有许多优势,但对GCN电影的研究仍处于早期阶段。 2016年,我们的小组报告说,可以通过蒸气沉积聚合来获得自支持的GCN膜样品。 GCN膜在存在水蒸气的情况下显示出致动行为。为了通过结合硼来调整GCN膜的能量带隙,我们的小组为半导体制定了兴奋剂策略。但是,我们仅获得了大于2.7 eV的能带隙的材料,即绝缘子。为了利用可见光或阳光,需要具有较小能带隙的材料。在这里,我介绍了通过两区化学蒸气沉积(CVD)方法的碳杂交GCN(GCN-C)膜的合成。所得的GCN-C膜具有出色的机械性能,广泛的光学吸收,高电导率和高/关高比光电探测器,使它们成为电子应用的有希望的材料。这些发现代表了GCN薄膜领域作为电子材料的显着进步。

项目成果

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专利数量(0)
Carbon-doped Graphitic Carbon Nitride Films for Optical and Electrical Applications.
用于光学和电气应用的碳掺杂石墨氮化碳薄膜。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Wu Niannian; Nobuhiko Mitoma; Takuzo Aida
  • 通讯作者:
    Takuzo Aida
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呉 念念其他文献

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    $ 1.09万
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    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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