ネットワーク型共同研究拠点を支える 人・環境と物質をつなぐイノベーション創出ダイナミック・アライアンス 研究者データベース

太陽光エネルギーを電気エネルギーや化学エネルギーへ変換する太陽電池や人工光合成はエネルギー・環境問題の解決に大いに貢献し得る．太陽光は紫外から赤外にわたる幅広い波長域の光から構成されており，これらをいかに有効利用するかが効率のよいエネルギー変換の鍵となる．半導体ナノ粒子は，その種類に応じて紫外・可視域で主にバンド間遷移に由来する光吸収を示すだけでなく，特定のナノ粒子においては赤外域で自由電子の集団振動（局在表面プラズモン共鳴）に基づく光吸収を示すことがわかっており，幅広い波長域の光を吸収する注目すべき材料群である．

  Solar energy conversion systems such as solar cells and artificial photosynthesis would contribute to solving energy and environmental problems. One of the significant themes to realizing efficient energy conversion should be how to utilize broad wavelength regions of sunlight. Semiconductor nanoparticles (NPs) are reliable candidates as photon absorbers in a wide range of wavelengths because a part of NPs can absorb infrared light because of the collective oscillation of free carriers (called localized surface plasmon resonance) in addition to ultraviolet and visible light absorption mainly assigned to interband transition.

本研究では，金属とカルコゲン元素（酸素，硫黄など）から構成されるカルコゲナイドナノ粒子の粒径，形状，組成，結晶構造を精密に制御する合成技術の確立，およびそれに基づくナノ粒子の光化学物性の体系的な理解や光エネルギー変換に資する機能性材料への応用を目指す．たとえば，高い透明安定性をもつ酸化チタン・スズ光触媒ナノコロイドの合成（Fig.1）¹や，硫化銅を基盤としたプラズモンナノ粒子の結晶構造制御（Fig.2），ポルフィリン/ナノシート複合材料の創生²と可視光応答性光触媒への応用³に成功し，さらなる高機能化と新規材料開発に取り組んでいる．

The author is studying the photochemistry of semiconductor chalcogenide nanoparticles (NPs), especially, particle size, morphology, chemical composition, and crystal structure dependence on their photochemical properties, based on a precision synthesis of NPs. The author is also aiming for the appreciation of solar energy conversion systems. For instance, the preparation of highly transparent nanocolloids of photocatalytic titanium and tin oxides¹, crystal structure controlling of plasmonic copper sulfide-based NPs, and porphyrin/nanosheet complex with visible-light-driven photocatalytic activity^2,3 have been reported by now.