文献

J-GLOBAL ID：202002285517010057   整理番号：20A0281670

鉄ドープ酸化ガリウムセラミックの結晶化学,バンドギャップ赤方偏移および電極触媒活性【JST・京大機械翻訳】

Crystal Chemistry, Band-Gap Red Shift, and Electrocatalytic Activity of Iron-Doped Gallium Oxide Ceramics

著者 (9件)： Mallesham Bandi (Center for Advanced Materials Research (CMR), University of Texas at El Paso) ,  Roy Swadipta (Center for Advanced Materials Research (CMR), University of Texas at El Paso) ,  Roy Swadipta (Department of Metallurgical, Materials and Biomedical Engineering, University of Texas at El Paso) ,  Roy Swadipta (Environmental Molecular Sciences Laboratory (EMSL), Pacific Northwest National Laboratory (PNNL), Washington, United States) ,  Bose Saptasree (Department of Chemistry and Biochemistry, University of Texas at El Paso) ,  Nair Aruna N. (Department of Chemistry and Biochemistry, University of Texas at El Paso) ,  Sreenivasan Sreeprasad (Department of Chemistry and Biochemistry, University of Texas at El Paso) ,  Shutthanandan Vaithiyalingam (Environmental Molecular Sciences Laboratory (EMSL), Pacific Northwest National Laboratory (PNNL), Washington, United States) ,  Ramana Chintalapalle V. (Center for Advanced Materials Research (CMR), University of Texas at El Paso)
資料名： ACS Omega  (ACS Omega)
巻： 5  号： 1  ページ： 104-112  発行年： 2020年 
JST資料番号： W5044A  ISSN： 2470-1343  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： 本研究は,初めて,基本的な機構を解明し,伝統的に知られている広いバンドギャップ酸化物材料において可能でない電極触媒活性を誘導するためのアプローチのための段階を設定する。具体的には,広いスペクトル選択性と赤方偏移バンドギャップ,および鉄(Fe)ドープ酸化ガリウム(β-Ga_2O_3)モデル系の電極触媒挙動に関して,可変同調光学特性について報告した。焼結Ga_2-xFe_xO_3(GFO)(0.0≦x≦0.3)化合物のX線回折(XRD)研究により,第二相形成なしにGa3+サイトでのFe3+置換の証拠が得られた。XRDパターンのRietveld精密化は,GFO化合物がC2/m空間群を有する単斜晶結晶対称性で結晶化することを明らかにした。X線光電子分光データを用いてプローブされたGFO化合物の電子構造は,低濃度ではFeは混合化学原子価状態(Fe3+,Fe2+)を示すが,単一化学原子価状態(Fe3+)は高Fe含有量(x=0.20~0.30)で明らかであることを明らかにした。光吸収スペクトルは,Feドーピングによる光学バンドギャップの著しい赤方偏移を明らかにした。Fe(x=0.05)の低濃度でも顕著な赤方偏移の起源は,Fe3+の3d~5電子から生じる強いsp-d交換相互作用に起因する。低強度で約450nmで観測された光吸収端はFe3+-Fe3+二重励起過程に関連したFeドープ化合物の特性である。光学バンドギャップ赤方偏移と結びつけて,GFO化合物の電極触媒研究は,興味深いことに,FeドープGa_2O_3化合物が真性Ga_2O_3と対照的に電極触媒活性を示すことを明らかにした。Feドープ試料(GFO)は,電極触媒水分解によるH_2の生成に対してかなりの電極触媒活性を示した。GFO化合物の開始電位とTafel勾配はそれぞれ~900mV,~210mVdec-1(x=0.15)と~1036mV,~290mVdec-1(x=0.30)を含む。FeドープGa-酸化物化合物の電極触媒活性は,ドーピングのような異なる機構の累積効果に起因し,新しい触媒中心,増強された伝導率,および電子移動度をもたらす。したがって,本報告では,初めて,新しい経路を探索した。FeドープGa_2O_3の電極触媒挙動は,Fe化学状態と光学バンドギャップの赤方偏移に起因した。この研究から得られた意味は,大きなクラスの化合物に適用でき,さらなる選択肢は,電極触媒エネルギー生産のための機能材料の設計に利用できる。Copyright 2020 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： X線回折 ,  *赤方偏移 ,  焼結 ,  *結晶化 ,  電子構造 ,  *鉄 ,  *バンドギャップ ,  *触媒 ,  X線光電子分光法 ,  *セラミック ,  光学的性質 ,  *ドーピング ,  *電極触媒 ,  単斜晶系 ,  電位

分類 (1件)： 金属結晶の磁性  (BM06040T)

タイトルに関連する用語 (8件)： 鉄 ,  ドープ ,  酸化ガリウム ,  セラミック ,  結晶化学 ,  バンドギャップ ,  赤方偏移 ,  電極触媒活性