国立大学法人　九州工業大学

村上研究室

当研究室では，光励起により様々な機能を発現する半導体材料の開発とその反応機構の解明を目的に研究を行っております． 具体的には、環境浄化やエネルギー変換を引き起こすことができる光触媒やこれらを応用した光触媒電極，さらには，太陽電池などの光電変換材料などです． 地球環境に調和できるようなクリーンエネルギー材料を創成するとともに，分光法をはじめとする様々な手法によって，これらの反応機構を解明することにも重点を置いております．

半導体の機能は，半導体内の電子や正孔の挙動におおきく支配されるため，その状態や分布を知ることが重要です． 半導体微粒子は，大比表面積や量子サイズ効果などのナノ特有の特性を期待することができますが，その一方で，そのままの状態で微粒子の電気測定を行い、電子や正孔の挙動を捉えることは容易ではありません． これに対し，分光法による半導体の評価は古くからおこなわれており，動作系に近い環境において，電子や正孔の「光吸収」を検出することによって，これらの評価をすることができます． しかし，微粒子では光散乱が起こるために，通常の分光法で微粒子の光吸収を正確に測定することは難しいといった問題点があります． このような試料の分光測定に有効なのが，光音響分光法（PAS）です．
これまで我々の研究グループでは，PASを用いた半導体微粒子の分光評価を行ってきました． PASを用いた半導体微粒子の評価法は，これまでに多数報告されていますが，その大半は光吸収特性を評価したものです． 我々の研究グループでは，従来のPASを発展させた，二重励起光音響分光法（DB-PAS）を開発し，これを半導体微粒子に適用することにより，酸化物半導体中の励起電子の挙動を抽出することに成功しています． この挙動を解析することにより，酸化物半導体の欠陥量・電子の反応性・電子注入量を評価することにより，光触媒の反応機構の解明を行ってきました． また，PASの特徴を活かし，光触媒の反応熱を検出することにも成功しています．
現在，測定の「幅」を広げるために改良した「新型」光音響測定セル（自作）を用い，以下の研究内容を推進させています．

より詳しい内容は，解説とともにこちらのページをご参照ください．

現在進行中のテーマとして以下のものがあります．詳細については，お問い合わせください．

・赤外分光による半導体光触媒微粒子の欠陥準位の測定

・半導体光電極の量子収率の測定

・半導体光触媒微粒子の反応機構の解明