イオウ添加酸化チタンの開発と性能評価

Development and performance evaluation of sulfur-doped titanium dioxide

梅林 励; 八巻 徹也; 浅井 圭介*

Umebayashi, Tsutomu; Yamaki, Tetsuya; Asai, Keisuke*

従来から困難だと言われてきたS添加による酸化チタン(TiO)の可視光応答化に初めて成功し、S添加TiOの光学特性及び光触媒性能について明らかにした。なぜ遷移金属酸化物へのSやNなどの軽元素添加が有効なのかについては、p電子系の元素であることが重要なポイントであると筆者らは考えている。第一原理バンド計算に基づく電子構造解析によれば、例えばp電子系のSを添加すると周囲の電子と共鳴した新規バンドを形成するため、光生成したキャリアは局在化しにくくなる。これは、Crなどd電子系遷移金属の添加が局在準位を形成するのとは対照的であり、Sに限らずp電子系の元素に共通する性質であることが示されている。

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