杉山研究室: 東京大学 先端科学技術研究センターEnglish

佐藤正寛，藤井 克司（理研），杉山 正和

光電気化学反応を制御するためには，半導体/電解液界面における幾何構造や電子構造を理解することが不可欠である．そこで，本研究では第一原理計算および，その場観察を通して半導体/電解液界面構造や，界面における電荷輸送あるいは化学反応を評価する．第一原理計算は種々の分野において材料開発に貢献しているが，光電気化学反応においては十分にその能力を発揮していない．そこで，本研究では，光電気化学反応にとって本質的なプロセスであるにもかかわらず，これまで十分議論されてこなかった半導体/電解液界面における光キャリアの蓄積を第一原理から評価する．さらに，第一原理計算に赤外線やX線を用いたその場観察方法をあわせることで，半導体/電解液界面の電子状態や幾何構造を調べている．これまでに，GaN/水界面を扱った結果，実験・計算の双方から光照射によって，半導体/電解液界面の幾何，電子構造が変化することが示唆され，界面の電荷蓄積を考慮したモデル化の有用性が示されている．