Cr, Sb共ドープTiO_2光触媒の励起キャリアダイナミクス

摘要

Cr~(3＋)とSb~(5-)を共ドープした可視光動作TiO_2光触媒をパルス光励起して，マイクロ秒領域での電子-正孔再結合のダイナミクスを時間分解赤外分光法で解析した。 単独でドープしたCrは再結合中心となるが，等量のSbを共ドープすると再結合能が抑制されることを確認した。 再結合速度はSb/Cr比によって変化し，最適比触媒では無ドープTiO_2より遅くなった。 再結合速度の低下はSb~(3＋)とSb~(5＋)を共ドープした触媒（Crを含まない）でも認められた，Ti~(4＋)と価数の異なるカチオンが置換位置に入ることによって励起キャリアの移動度が低下するためと解釈した。 可視光吸収に共鳴させたラマン分光によってドーパント近傍の格子振動を検出した。