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J-GLOBAL ID：201902252543844261   整理番号：19A1917353

アナターゼTiO_2の近表面領域にドープした電子の遍歴性と局在化の競合【JST・京大機械翻訳】

Competition between Itineracy and Localization of Electrons Doped into the Near-Surface Region of Anatase TiO₂

著者 (6件)： Aiura Yoshihiro (Electronics and Photonics Research Institute, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST), Ibaraki, Japan) ,  Ozawa Kenichi (Department of Chemistry, Tokyo Institute of Technology, Tokyo, Japan) ,  Schwier Eike F. (Hiroshima Synchrotron Radiation Center, Hiroshima University, Hiroshima, Japan) ,  Shimada Kenya (Hiroshima Synchrotron Radiation Center, Hiroshima University, Hiroshima, Japan) ,  Mase Kazuhiko (Institute of Materials Structure Science, High Energy Accelerator Research Organization (KEK), Ibaraki, Japan) ,  Mase Kazuhiko (SOKENDAI (The Graduate University for Advanced Studies), Ibaraki, Japan)
資料名： Journal of Physical Chemistry C  (Journal of Physical Chemistry C)
巻： 122  号： 34  ページ： 19661-19669  発行年： 2018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： アナターゼTiO_2(a-TiO_2)の表面近傍領域にドープされた電子のi歴と局在化の間の競合を,光電子放出分光法によって調べた。この研究で用いたa-TiO_2試料は自然に成長した単結晶であるので,酸素空格子点から誘導されたいくつかの電子がバルク内に本質的に存在し,Fermi準位(E_F)直下の金属状態とエネルギーギャップ内の酸素空格子点(深いトラップ状態)により強くトラップされた局在状態の両方をもたらす。追加の電子を,カリウムのその場堆積と高強度シンクロトロン放射(SR)による照射により表面にドープした。カリウム堆積はドープ電子の伝導経路に直接擾乱を引き起こさないが,SR放射は経路に酸素空孔を生成する。カリウムを堆積することによって生成されたドープされた電子の大部分は,E_Fのすぐ下の金属状態に寄与し,表面伝導率の原因となるキャリアとして振舞う。最外側a-TiO_2表面にドープされた電子の残りの割合は,堆積したカリウムイオンにより緩くトラップされ,バンドギャップ(浅いトラップ状態)に準局在状態を生成する。浅いトラップ状態はE_Fにおいて有限のスペクトル強度を有し,そのため表面伝導率に部分的に寄与すると考えられる。SR照射により発生した酸素空孔の数が臨界閾値以下に留まる場合には,ドープした電子はバンドギャップ内の局在状態に加えて,発生する金属状態に移動する。表面近くの酸素空格子点近傍のドープ電子は,カリウムイオンによりトラップされたものと比較してより強固にトラップされ,伝導率にほとんど寄与しないことが分かった。酸素空格子点がさらに増加すると,表面近くのすべてのドープ電子がトラップされ,局在化される。ドープされた電子のこのような微視的電子挙動は電子キャリアの移動度やドーピング性のような巨視的伝導特性に密接に関連するので,a-TiO_2の表面近傍領域にドープした電子の電子挙動に関する結果は,表面近傍の物理的性質の変化を利用する既存の酸化物デバイスの機能性の改善や革新的技術の開発に寄与すると期待される。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： *ドーピング ,  カリウム ,  バンドギャップ ,  酸化物 ,  単結晶 ,  *アナターゼ ,  ロバスト性 ,  局在状態 ,  Fermi準位 ,  移動度 ,  シンクロトロン放射
準シソーラス用語： 伝導率 ,  カリウムイオン ,  酸素空格子点 ,  *局在化 , 【Automatic Indexing@JST】

分類 (1件)： 塩基,金属酸化物  (CD01030Z)

タイトルに関連する用語 (6件)： アナターゼ ,  表面領域 ,  ドープ ,  電子 ,  局在化 ,  競合