AFMマテリアルズジャーナルクラブ

空間的に分解された表面光電圧分光法

ジャン・ジュー、シャン・パン、トーマス・ディトリッヒ、ユイン・ガオ、ウェイ・ニー、ジュンヤン・クイ、ルオティアン・チェン、ホンユ・アン、風桃ファン、カン・リー

ナノレット, 2017, 17(11) 6735

太陽エネルギーを有効に利用するには、光触媒プロセスの機械主義的原理を理解することが必要である。重要な側面としては、半導体光吸収体中の電子正孔対をフォトキャリアに分離し、その後、化学反応のための触媒電荷蓄積センターに移動することが挙げられます。2015年、研究チームは空間的に分解された表面光電圧分光法(SRSPS)を開発した[Angew]。ケム・イント・エド 2015, 54, 9111]。SRSPSは、単一のBiVO₄粒子の異なる面上で非常に異方性の光発生電荷分離を直接画像化するために使用され、{011}面上の表面光電圧信号強度が{010}面上の比べて70倍強いことを示した。これらの結果は、単一のBiVO₄結晶における異なるファセットの空間電荷領域における作り付けの電界の影響を明らかにする。

ここで発表される現在の研究は、BiVOに拡張され₄ファセット選択的光堆積コ触媒(MnOx)または二重共触媒(MnOx/Pt)ナノ粒子で装飾された粒子。ナノ触媒は、適切なサイズ(例えば、MnOxの場合は〜50nm)の局所表面光電圧信号を、所望の水分割反応を促進する方向に最大80倍まで増加させ、電荷分離効率を促進する局所電界を高めます。これらの知見は、O₂進化反応における光電極の光触媒性能の増加と直接相関している。本研究は太陽燃料生産のための高効率光触媒電極設計における重要な指針を提供する。