https://scholars.lib.ntu.edu.tw/handle/123456789/529709
標題: | 新穎光催化材料CuFeO_2單晶製備與物理性質之研究=Single Crystal Growth and Physical Properties of CuFeO_2 as a Novel Photocatalytic Material | 作者: | 高孟瑀 周妍妤 劉思謙 陳威廷 周方正 殳國俊 |
關鍵字: | 銅鐵礦;單晶;光催化水分解製氫;自旋-軌域交互作用;介穩態能帶;delafossite;single crystal;artificial photosynthesis;spin-orbital coupling;metastable band structure | 公開日期: | 1-六月-2020 | 出版社: | 中國鑛冶工程學會 | 卷: | 62 | 期: | 2 | 起(迄)頁: | 72-80 | 來源出版物: | 鑛冶:中國鑛冶工程學會會刊 | 摘要: | 人工光合作用(Artificial photosynthesis)是一種利用太陽能激發材料後,將水分子分解產生氫氣與氧氣的一種新穎綠能技術。長期以來研究方向多專注在尋找合適的光催化(Photocatalytic)材料來嘗試提高其轉換效率,但一直沒有重大的突破使得人工光合作用在產業應用上受到限制。近年來Delafossite礦物材料CuFeO_2被發現可以在太陽光的大波長範圍內進行光催化水分解製氫,大幅地提升了轉換效率,使得人工光合作用重新被受到關注。為了對CuFeO_2的特殊材料物理特性做出充分地瞭解,本研究藉助人工合成的高品質CuFeO_2單晶,系統性的透過磁性測量、晶體結構分析與電子能量損失能譜分析(Electron Energy Loss Spectroscopy, EELS),證明出Cu^+和(FeO_2)^-層間存在有很強的自旋-軌域交互作用(Spin-Orbital Coupling, SOC),使得CuFeO_2材料內部具有:(1)偏大於理論值的有效磁偶極矩(μ_(eff));(2)在Cu^(+1)上發現金屬態與共價態共存之特徵;與(3)介穩態(metastable)能帶結構的形成。我們認為此SOC機制在光催化過程中扮演極為重要的角色,特別是介穩態能帶的存在延長了電子-電洞再結合時間(recombination time),有利光催化反應產生,提供了開發人工光合作用材料重要的學理依據。 |
URI: | https://scholars.lib.ntu.edu.tw/handle/123456789/529709 | DOI: | 10.30069/MM.202006_64(2).07 |
顯示於: | 凝態科學研究中心 |
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