【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.03.24】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24BA0061
利用課題名 / Title
多機能走査型X線光電子分光分析装置を利用した窒素リッチな窒化炭素のバンドアライメント観察
利用した実施機関 / Support Institute
筑波大学 / Tsukuba Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
外部利用/External Use
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）革新的なエネルギー変換を可能とするマテリアル/Materials enabling innovative energy conversion（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
ワイドギャップ半導体/ Wide gap semiconductor,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)
伊藤 皇聖
所属名 / Affiliation
慶應義塾大学理工学部電気情報工学科
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
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
BA-026：多機能走査型X線光電子分光分析装置（XPS/UPS）
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
窒素リッチな窒化炭素（C3N5）は新規な金属フリー半導体であり、既存の窒化炭素（g-C3N4）と比較して光触媒性能が高いことから注目を集めている。当研究室の直近の研究で、この効果的な光触媒反応はバンドギャップの縮小に起因していることが分かった。また、C3N5はアニール処理を施すことで伝導体が深くなることがシュミレーションから計算され、アニール処理によるさらなる光触媒性能の向上が示唆された。貴研究機関でLEIPSを使用し伝導体を実験的に推定することで、より詳細なバンドアライメントを算出し、これらが光触媒反応にどのように寄与するのか実験的な観点も踏まえ考察していく。
実験 / Experimental
前駆体を加熱することでC3N5粉末を合成し、一部は更にアニール処理を施した。この2サンプルを高圧圧縮プレス機でペレット化し、LEIPSで測定することで伝導体を算出した。
結果と考察 / Results and Discussion
C3N5の伝導体は、報告されているg-C3N4と大きく変化はなく、BGの縮小は価電子帯が浅くなることで生じること分かった。また、アニール処理を施したC3N5はアニール処理していないC3N5より伝導体が深くなることが分かった。これらはシュミレーションから算出したバンドアライメントの結果と一致しており、化学反応により生成される物質の相違と相関性がある結果となった。今後は電気化学測定からフラットバンド電位を算出し、伝導体との差を求めるとともに、原著論文の執筆を行う。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
Fig. 1 窒素リッチな窒化炭素のLEIPSスペクトル
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
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)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件