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J-GLOBAL ID：201902236084309585   整理番号：19A1887210

長寿命欠陥トラップ状態により可能になったナノ結晶γ相Ga_2O_3の異常な光触媒活性【JST・京大機械翻訳】

Anomalous Photocatalytic Activity of Nanocrystalline γ-Phase Ga₂O₃ Enabled by Long-Lived Defect Trap States

著者 (5件)： Ghodsi Vahid (Department of Chemistry, University of Waterloo, Ontario, Canada) ,  Jin Susi (Department of Chemistry, University of Waterloo, Ontario, Canada) ,  Byers Joshua C. (Department of Chemistry, University of Waterloo, Ontario, Canada) ,  Pan Yi (Department of Chemistry, University of Waterloo, Ontario, Canada) ,  Radovanovic Pavle V. (Department of Chemistry, University of Waterloo, Ontario, Canada)
資料名： Journal of Physical Chemistry C  (Journal of Physical Chemistry C)
巻： 121  号： 17  ページ： 9433-9441  発行年： 2017年 
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)

抄録/ポイント： 半導体光触媒は廃水処理と他の環境修復のための効率的で持続可能な高度酸化プロセスとして出現し,水分解と太陽から燃料への転換の基礎を形成する。ナノ結晶金属酸化物は,それらの効率,安定性および低毒性のため,特に有望な光触媒である。しかし,これらの多形材料の光触媒活性に及ぼす結晶構造と欠陥の影響はまだ十分に理解されていない。本研究では,ナノ結晶Ga_2O_3の光触媒活性の構造依存性を調べた。コロイド状ナノ結晶から調製した準安定立方相γ-Ga_2O_3は,異常に高い光触媒活性を示し,それは,単斜晶β-Ga_2O_3への熱誘起変態により急速に減少することを実証した。定常状態と時間分解光ルミネセンス測定を用いて,アニーリングによる光触媒活性の減少は,自然欠陥(すなわち,酸素空孔)濃度と相互作用の減少を伴うことを示した。γ-Ga_2O_3ナノ結晶における欠陥誘起状態における電荷キャリアのトラッピングは電荷再結合の速度を低下させ,界面電荷移動を増大させ,In3+ドープGa_2O_3を用いた比較測定により明確に確認された。これらの現象は,典型的な金属酸化物表面状態よりずっと長い寿命を持つγ-Ga_2O_3ナノ結晶の欠陥状態のユニークな特性によって可能になる。種々のスカベンジャーを用いて,光生成電荷キャリアによって形成された反応性ラジカル(OH-とO_2-)が,Ga_2O_3による光触媒分解の機構において重要な役割を果たすことを実証した。本研究の結果は,ナノ構造金属酸化物中の欠陥サイトの位置と電子構造の操作が,電荷キャリア分離を制御し,高い表面対体積比を損なうことなく,光触媒活性を増強するために効果的に使用できることを実証した。Copyright 2019 American Chemical Society All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： *ナノ結晶 ,  単斜晶系 ,  半導体 ,  焼なまし ,  ドーピング ,  金属酸化物 ,  ナノ構造 ,  コロイド ,  *光触媒 ,  スカベンジャー
準シソーラス用語： 電荷再結合 ,  電荷キャリア ,  定常状態 ,  水分解 ,  *光触媒活性 , 【Automatic Indexing@JST】

分類 (2件)： 光化学反応  (CB08020F) ,  塩基,金属酸化物  (CD01030Z)

タイトルに関連する用語 (6件)： 長寿命 ,  欠陥 ,  トラップ ,  ナノ結晶 ,  γ相 ,  光触媒活性