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J-GLOBAL ID：201502208851950892   整理番号：15A0543304

鉄ドープ酸化ビスマスの光学応答性とその固体電子構造の第一原理バンド計算法による解析

Optical properties and the ab initio electronic band structure calculation of the Fe-doped Bismuth Oxide

著者 (6件)： 森永達也 (北九州工高専) ,  中村裕之 (北九州工高専) ,  松嶋茂憲 (北九州工高専) ,  小畑賢次 (北九州工高専) ,  新井正男 (物質材料機構) ,  小林健吉郎 (静岡大 大学院)
資料名： 北九州工業高等専門学校研究報告(Web)  (Research Report of National Institute of Technology, Kitakyushu College (Web))
号： 48  ページ： 127-136 (WEB ONLY)  発行年： 2015年01月 
JST資料番号： U0250A  ISSN： 2185-7598  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： 日本 (JPN)  言語： 日本語 (JA)

抄録/ポイント： 水素燃料の作成において光触媒材料により水から生成できることが知られている。しかしながら,光触媒材料の光吸収特性は大部分が太陽光の紫外域に依存し可視光域の光吸収特性は低かった。これまで酸化チタンの可視光吸収特性の向上が研究されてきたが,金属酸化物の価電子帯が酸素2p軌道により強く支配されているためドーピング等による大幅な特性改善は困難である。本研究では,酸化ビスマスに鉄をドープした鉄ビスマス系酸化物(BFO)に注目し試料作成とキャラクタリゼーションおよび固体電子構造の解析を行っている。試料は硝酸ビスマス五水和物と硝酸鉄九水和物を硝酸溶液に溶かしNaOH水溶液を加え攪拌し140°C,36時間反応させた。これを空気中で400°C-700°C°Cで各々5時間焼成した。X線回折を用いて測定すると高純度のBFOを得るためには700°Cの焼成が必要であることがわかった。試料の吸光度を測定するとBFOのバンド間遷移は直接遷移型でありバンドギャップは2.6eVであった。可視光照射下での光触媒活性試験の結果から1-プロパノールの分解を確認できた。第1原理エネルギーバンド計算の結果からBFOのバンドギャップはΓ-Γ間での遷移で2.4eVであった。BFOの光機能性材料への応用が有用であることが確認された。

シソーラス用語： *酸化ビスマス ,  *ドーピング ,  鉄 ,  *電子構造 ,  化学合成 ,  焼成 ,  ビスマス化合物 ,  硝酸塩 ,  鉄化合物 ,  硝酸 ,  水酸化ナトリウム ,  X線回折 ,  電子遷移 ,  *バンドギャップ ,  *光分解 ,  *光触媒 ,  可視光 ,  脂肪族アルコール ,  硝酸ビスマス ,  硝酸鉄 ,  直接遷移

分類 (2件)： 絶縁体結晶の電子構造  (BM02070Y) ,  光化学反応  (CB08020F)

物質索引 (1件)： 1-プロパノール

タイトルに関連する用語 (10件)： 鉄 ,  ドープ ,  酸化ビスマス ,  光学応答 ,  固体 ,  電子構造 ,  第一原理 ,  バンド ,  計算法 ,  解析