利用報告書 / User's Reports

  • 印刷する

【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.05.19】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

24HK0032

利用課題名 / Title

水中光合成によるナノ材料の作製

利用した実施機関 / Support Institute

北海道大学 / Hokkaido Univ.

機関外・機関内の利用 / External or Internal Use

内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)

技術領域 / Technology Area

【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-

【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）量子・電子制御により革新的な機能を発現するマテリアル/Materials using quantum and electronic control to perform innovative functions（副 / Sub）-

キーワード / Keywords

表面・界面・粒界制御/ Surface/interface/grain boundary control,電子顕微鏡/ Electronic microscope,電子分光/ Electron spectroscopy


利用者と利用形態 / User and Support Type

利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)

張 麗華

所属名 / Affiliation

北海道大学大学院工学研究院ｴﾈﾙｷﾞｰ・ﾏﾃﾘｱﾙ融合領域研究センター

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes

大多 亮,鈴木 啓太,吉田 すずか

利用形態 / Support Type

（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）,技術代行/Technology Substitution


利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

HK-101：ダブル球面収差補正走査透過型電子顕微鏡
HK-201：X線光電子分光装置


報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

Based on our earlier research work, we report a new way to produce various metal oxide nanocrystals (NCs), which we call SPSC (Submerged Photosynthesis of Crystals method). The main focus of this project is to investigate the properties of WO3-NiO PN junctions on FTO substrate. The WO3 layer was obtained via the SPSC method.

実験 / Experimental

The SPSC experiment was conducted by using a UV light (wavelength: 365 nm) illumination during the synthesis. The synthesized samples were observed by a FE-SEM and TEM (JEM-2000FX). The nanoparticles were characterized using an X-ray photoelectron spectroscopy (XPS, JEOL, JPS-9200), and a Cs-corrected Scanning Transmission Electron Microscope (Titan3 G2 60-300).

結果と考察 / Results and Discussion

Cross-sectional SEM and EDS–Mapping images of the fabricated NiO–WO3–FTO show the layer structure. The HRTEM image reveals the interfaces of the heterojunction with lattice stripes of 0.156 and 0.385 nm, which correspond to the (220) and (002) crystal planes of NiO and WO3, respectively. The diffraction rings of NiO (220) and WO3 (002) crystalline planes can be observed in the selected-area electron diffraction (SAED) image. These phase analysis results confirmed the synthesis of the heterojunction.

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations


Fig. 1. (a) TEM images of NiO−WO3. (d–f) HRTEM images of the NP junction in NiO−WO3 and diffraction image of the indicated regions. 


その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)

参考文献：Xiaoyan Sun, Hsueh-I Lin, Sayaka Okumura, Lihua Zhang, Seiichi Watanabe,　Interface structure of PN junctions in NiO–WO3–FTO photoelectrode for efficient DSSCs and enhanced photoresponses,　Chemical Engineering Journal,　Volume 502,　2024,　157972,　https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.157972.


成果発表・成果利用 / Publication and Patents

論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
  1. Xiaoyan Sun, Interface structure of PN junctions in NiO–WO3–FTO photoelectrode for efficient DSSCs and enhanced photoresponses, Chemical Engineering Journal, 502, 157972(2024).
    DOI: 10.1016/j.cej.2024.157972
  2. Mahiro Nishimura, One-Pot Fabrication of Copper-Doped WO3·H2O Opto-Functional Layered Device using Submerged Photosynthesis of Crystallites, ACS Omega, 9, 44714-44723(2024).
    DOI: 10.1021/acsomega.4c07571
  3. Hsueh-I Lin, Multielement–Doped Tungstic Acids via Submerged Photosynthesis for Enhanced All-Solar Photoelectrochemical Responses, ACS Applied Materials & Interfaces, 17, 6366-6376(2025).
    DOI: 10.1021/acsami.4c19279
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
  1. 熊井宏樹，沖中憲之，渡辺精一，張麗華．水中結晶光合成による二酸化炭素の資源化．2024年度日本鉄鋼協会・日本金属学会両北海道支部合同冬季講演大会（室蘭）．2025.1.24
  2. 林學毅，Melbert Jeem，張麗華，渡辺精一．全太陽利用のためのマルチ元素タンクステン酸における結晶欠陥の効果．日本顕微鏡学会第67回シンポジウム（札幌）．2024.11.2-3
  3. 孫 暁艶，奥村 清香，林 學毅，張 麗華，渡辺 精一．色素増感太陽電池におけるN/P型半導体ヘテロ接合の光応答性. 2024年金属学会秋期(第175回）講演大会（大阪）．2024.9.18
  4. Hsueh-I Lin, Melbert Jeem, Lihua Zhang, Seiichi Watanabe Fabrication of Multielement Nano-Oxide Composites via Submerged Photosynthesis Crystallite. 8th International Symposium on Advanced Ceramics and Technology for Sustainable Engineering Applications（Taiwan）．2024.5
  5. 熊井宏樹，張麗華，渡辺精一．水中結晶光合成による光機能性ナノ炭酸鉄作製およびメタネーション．2024年金属学会秋期(第175回）講演大会（大阪）．2024.9.18
  6. 堺悠真，渡辺精一，張麗華，Jeem Melbert．水中光合成によるタングステン酸へのCo添加効果の物性解析．2024年金属学会秋期(第175回）講演大会（大阪）．2024.9.18
  7. 林學毅，ジェーム　メルバート，張麗華，渡辺精一．全太陽光電気化学応答のためのマルチ元素タンクステン酸の水中光合成．2024年金属学会秋期(第175回）講演大会（大阪）．2024.9.20
  8. 孫 暁艶，奥村 清香，林 學毅，張 麗華，渡辺 精一．高効率色素増感太陽電池：電荷移動プロセスにおけるN/P型半導体ヘテロ接合の作用.表面技術協会第150回講演大会（北見）（2024年）2024.9.12
特許 / Patents

特許出願件数 / Number of Patent Applications：2件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件

印刷する
PAGE TOP
スマートフォン用ページで見る