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J-GLOBAL ID：201502205396592399   整理番号：15A1204875

バルクからナノ粒子までのTiO₂の屈折率関数のモデリング

Modeling TiO₂’s refractive index function from bulk to nanoparticles

著者 (8件)： JALAVA Juho-Pertti (ProfMath Oy, Pori, FIN) ,  TAAVITSAINEN Veli-Matti (Helsinki Metropolia Univ. of Applied Sciences, FI-00079 Helsinki, FIN) ,  LAMMINMAEKI Ralf-Johan (Huntsman Pigments, Pori, FIN) ,  LINDHOLM Minna (Huntsman Pigments, Pori, FIN) ,  AUVINEN Sami (Lappeenranta Univ. of Technol., Fac. of Technol., LUT School of Engineering Sci., P.O. Box 20, FI-53851 Lappeenranta ...) ,  ALATALO Matti (Univ. of Oulu, Fac. of Sci., Dep. of Physics, P.O. Box 3000, FI-90014 Oulu, FIN) ,  VARTIAINEN Erik (Lappeenranta Univ. of Technol., Fac. of Technol., LUT School of Engineering Sci., P.O. Box 20, FI-53851 Lappeenranta ...) ,  HAARIO Heikki (Lappeenranta Univ. of Technol., Fac. of Technol., LUT School of Engineering Sci., P.O. Box 20, FI-53851 Lappeenranta ...)
資料名： Journal of Quantitative Spectroscopy & Radiative Transfer  (Journal of Quantitative Spectroscopy & Radiative Transfer)
巻： 167  ページ： 105-118  発行年： 2015年12月 
JST資料番号： H0072A  ISSN： 0022-4073  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： イギリス (GBR)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： ナノ材料は,1~100nmの領域で少なくとも1次元をもつものとして定義され,しばしば独特な特性をもつ。しかしながら,ナノサイズ粒子の光散乱測定においては,バルク定数が未だに一般に使用されている。二酸化チタンは,加工されたナノ材料として,量が増大中の,製造および使用されている材料の1つであり,その結晶サイズへの材料の屈折率関数(RIF)の依存性を見出すことは,非常に重要である。およそ2nmまでのサイズの粒子に対して,結晶あるいはクラスタサイズへのTiO₂のRIFの依存性を得るために,著者らは,以前にいくつかのab initio計算を行った。より大きなサイズへの計算の拡張は,計算時間の増大のために実行不能であることが分かった。本研究では,異なる結晶および粒子サイズをもつ試料の測定吸光度あるいは混濁度スペクトルから,ルチルおよびアナターゼの両方の結晶サイズ依存RIF(CS-RIF)をモデル化できる方法を示した。混濁度スペクトルを計算するために,その分布を平均および標準偏差によってパラメータ化した一次結晶,および平均凝集体サイズでパラメータ化した平均サイズ一次粒子から成る凝集体も含むモデルを構築した。結晶サイズがバルクサイズよりもより小さくなると,算出したCS-RIFの形状は,ルチルおよびアナターゼの両方に対して2つの異なる領域を示した。最初の領域では,結晶直径においてCS-RIFの実部および虚部のどちらの高さも低下したが,バンドギャップは一定のままであった。第二領域では,結晶直径がおよそ3nmへ低下した場合にはじまり,青方偏移が起こりバンドギャップを増大させた。結晶サイズへのバンドギャップ依存性は既存の実験値と一致した。ナノ粒子サイズ測定のための光散乱測定において,CS-RIFを使用することは非常に重要であった。これを無視すれば,粒度分布のより小さな粒子が小さ過ぎる値をもち,サブミクロン粒子に対しても,平均値も自然と歪める。著者らの知る限りにおいて,これは,バルクから1nmサイズまでのCS-RIFを,任意の材料に対して決定した最初の例であった。Copyright 2015 Elsevier B.V., Amsterdam. All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.

シソーラス用語： *酸化チタン ,  *ナノ粒子 ,  *屈折率 ,  ルチル型結晶 ,  アナターゼ型結晶 ,  *光散乱 ,  ab initio法 ,  サイズ効果 ,  混濁度 ,  バンドギャップ ,  Mie散乱 ,  理論 ,  粒度分布 ,  CPU時間 ,  *吸光度 ,  モデリング ,  パラメタリゼーション ,  青方偏移
準シソーラス用語： Mie理論 ,  二酸化チタン

分類 (2件)： 酸化物薄膜  (BK14050P) ,  光物性一般  (BM08010A)

タイトルに関連する用語 (6件)： バルク ,  ナノ粒子 ,  TiO2 ,  屈折率 ,  関数 ,  モデリング