P25 TiO<sub>2</sub>ナノ粒子のアナターゼ選択的光ルミネセンス分光: アナターゼのバンド曲がりに対する異種の酸素吸着効果

MA Shiliang; REISH Matthew E.; ZHANG Zhen; HARRISON Ian; YATES John T., Jr.

文献

J-GLOBAL ID：201702238836225029 整理番号：17A0524645

P25 TiO₂ナノ粒子のアナターゼ選択的光ルミネセンス分光: アナターゼのバンド曲がりに対する異種の酸素吸着効果

Anatase-Selective Photoluminescence Spectroscopy of P25 TiO₂ Nanoparticles: Different Effects of Oxygen Adsorption on the Band Bending of Anatase

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資料名：
巻： 121 号： 2 ページ： 1263-1271 発行年： 2017年01月19日
JST資料番号： W1877A ISSN： 1932-7447 CODEN： JPCCCK 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)

P25 TiO₂ナノ粒子はアナターゼ相とルチル相からなるが,アナターゼ相のみが示す525nmをピークとする光ルミネセンス(PL)に注目して,酸素吸着による表面電子構造の変化を調べた。P25試料の処理雰囲気を真空から酸素分圧(OP)9.1×10^-4へと変化させると,PL強度が大きく上昇したが,その後更にOPを3.1×10^-2へ増加させていくと,PL強度は逆に徐々に低下した。TiO₂粒子表面には酸素空格子点などの欠陥が存在するが,吸着された酸素は先ずこれらの欠陥と反応を起こし,これによって粒子表面の電子エネルギーバンドの曲りが低下して,PL強度が上昇したと考えられる。粒子表面に欠陥がほとんどなくなった後に更にOPを増加させると,酸素はO₂^-あるいはO₂^2-などの負電荷を帯びた分子として表面に吸着し,これによってTiO₂格子から電子が引き抜かれてバンドの曲りは大きくなり,PLは減少する。OPが低いところでの吸着酸素と欠陥との反応は非可逆的であり,OPが高いところでの酸素分子吸着は可逆的である。このような現象はルチルではある程度知られていたが,アナターゼで観測されたのは初めてであり,光触媒反応との関連で注目される。

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表面の電子構造 , 塩基,金属酸化物 , 吸着の電子論 , 無機化合物のルミネセンス

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P25 TiO2ナノ粒子のアナターゼ選択的光ルミネセンス分光: アナターゼのバンド曲がりに対する異種の酸素吸着効果

P25 TiO₂ナノ粒子のアナターゼ選択的光ルミネセンス分光: アナターゼのバンド曲がりに対する異種の酸素吸着効果