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J-GLOBAL ID：201202285796747406   整理番号：12A1353362

エネルギー損失より速いグラフェン-TiO₂界面にわたる光誘起電荷分離 時間領域ab initio法分析

Photo-induced Charge Separation across the Graphene-TiO₂ Interface Is Faster than Energy Losses: A Time-Domain ab Initio Analysis

著者 (4件)： LONG Run (Univ. Rochester, New York, USA) ,  LONG Run (Univ. Coll. Dublin, Dublin, IRL) ,  ENGLISH Niall J. (Univ. Coll. Dublin, Dublin, IRL) ,  PREZHDO Oleg V. (Univ. Rochester, New York, USA)
資料名： Journal of the American Chemical Society  (Journal of the American Chemical Society)
巻： 134  号： 34  ページ： 14238-14248  発行年： 2012年08月29日 
JST資料番号： C0254A  ISSN： 0002-7863  CODEN： JACSAT  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： アメリカ合衆国 (USA)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 本報ではグラフェン-TiO₂複合材料の光誘起電荷分離機構や,重要な電子移動やエネルギー緩和の過程を時間規模で調べた。本複合材料は効率的な電荷分離が界面で実現すれば,光起電応用で優れたポテンシャルを持つ。一度電荷が分離されれば,TiO₂は電子キャリアとして振舞い,グラフェンは優れた正孔伝導体である。時間領域密度汎関数理論枠組内で定式化した非断熱分子動力学を利用し,光誘起電子移動が電子-フォノンエネルギー緩和より数倍速く生じることを確立し,可視光を使い界面が光起電力や光触媒デバイスの基盤となることを示した。電荷分離とエネルギー損失の機構を同定したが,共に多様な電子状態内で迅速な光誘起非断熱遷移により進行した。電子注入は,グラフェンとTiO₂間の強い電子結合により超高速である。グラフェン-TiO₂の距離と相互作用を調節する面外グラフェン運動と,大きな非断熱結合を生成する高周波数結合伸縮/曲げ振動の両方により注入は促進される。

シソーラス用語： *信号解析 ,  *ab initio法 ,  *複合材料 ,  *炭素材 ,  *酸化チタン ,  *光起電力 ,  *界面 ,  *誘導 ,  *電荷分離 ,  電子移動 ,  緩和現象 ,  キャリア ,  正孔 ,  密度汎関数法 ,  非断熱過程 ,  分子動力学 ,  *エネルギー損失 ,  キャリア注入 ,  *グラフェン
準シソーラス用語： *時間領域解析 ,  *二酸化チタン ,  *固固界面 ,  *光誘起 ,  エネルギー緩和 ,  電荷キャリア ,  電子-フォノン系 ,  電子注入

分類 (4件)： 光化学一般  (CB08010U) ,  塩基,金属酸化物  (CD01030Z) ,  炭素とその化合物  (YB02060D) ,  分子の電子構造  (BH05010Q)

タイトルに関連する用語 (8件)： エネルギー損失 ,  グラフェン ,  TiO2 ,  界面 ,  光誘起 ,  電荷分離 ,  時間領域 ,  分析