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光電気化学

索引 光電気化学

光電気化学とは電気化学の一分野で電極に電流を流す代わりに紫外線等の光を照射する。 光が照射される事によって表面に電位差が生じて電気化学反応を起こす。(本多-藤嶋効果)全ての半導体でその現象があり、それによってイオン化したり水溶液を電気分解するものもある。実用面では光触媒や色素増感太陽電池等が挙げられ、有用な化学原料の合成も試みられる。.

11 関係: 人工光合成バンドギャップドープ光触媒紫外線金紅石酸化チタン(IV)酸化銅(I)色素増感太陽電池電気化学本多-藤嶋効果

人工光合成

人工光合成(じんこう こうごうせい、)は、文字通り光合成を人為的に行う技術のこと。自然界での光合成は、水・二酸化炭素と、太陽光などの光エネルギーから化学エネルギーとして炭水化物などを合成するものであるが、広義の人工光合成には太陽電池を含むことがある『人工光合成と有機系太陽電池』p18-21「人工光合成の歴史と将来展望」、福住俊一。自然界での光合成を完全に模倣することは実現していないが、部分的には技術が確立している。.

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バンドギャップ

バンドギャップ(Band gap、禁止帯、禁制帯)とは、広義の意味は、結晶のバンド構造において電子が存在できない領域全般を指す。 ただし半導体、絶縁体の分野においては、バンド構造における電子に占有された最も高いエネルギーバンド(価電子帯)の頂上から、最も低い空のバンド(伝導帯)の底までの間のエネルギー準位(およびそのエネルギーの差)を指す。 E-k空間上において電子はこの状態を取ることができない。バンドギャップの存在に起因する半導体の物性は半導体素子において積極的に利用されている。 半導体のバンド構造の模式図。Eは電子の持つエネルギー、kは波数。Egが'''バンドギャップ'''。半導体(や絶縁体)では「絶対零度で電子が入っている一番上のエネルギーバンド」が電子で満たされており(価電子帯)、その上に禁制帯を隔てて空帯がある(伝導帯)。 金属、および半導体・絶縁体のバンド構造の簡単な模式図(k空間無視) バンドギャップを表現する図は、E-k空間においてバンドギャップ周辺だけに着目した図、さらにk空間を無視してエネルギー準位だけを表現した図も良く用いられる。.

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ドープ

ドープ (dope) またはドーピング (doping) とは、結晶の物性を変化させるために少量の不純物を添加すること。 特に半導体で重要な操作で、不純物の添加により電子や正孔(キャリア)の濃度を調整する他、禁制帯幅などのバンド構造や物理的特性などを様々に制御するのに用いる。 添加する不純物をドーパントと呼ぶ。半導体の場合、キャリアとして電子を供給するドーパントをドナー、正孔を供給するドーパントをアクセプタと呼ぶ。.

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光触媒

光触媒(ひかりしょくばい、photocatalyst)は、光を照射することにより触媒作用を示す物質の総称である。また、光触媒作用は光化学反応の一種と定義される。 通常の触媒プロセスでは困難な化学反応を常温で引き起こしたり、また化学物質の自由エネルギーを増加させる反応を起こす場合がある。天然の光触媒反応として光合成が挙げられるが、人工の化学物質を指すことが多い。英語で光触媒の作用は photocatalysis と呼ばれる。.

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紫外線

紫外線(しがいせん、ultraviolet)とは、波長が10 - 400 nm、即ち可視光線より短く軟X線より長い不可視光線の電磁波である。.

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金紅石

金紅石(きんこうせき、rutile、ルチル)は、二酸化チタン(TiO2)の結晶のひとつ。正方晶系の鉱物である。同様の組成式で表される鉱物に鋭錐石(アナテース)、板チタン石(ブルカイト)がある。名はラテン語の「rutilus」(金紅色)に由来する。チタンの重要な鉱石鉱物。 火成岩や変成岩などに広く産する。石英(水晶)の中に針状結晶が入ることがあり、「針入り水晶」などと呼ばれる。 チタンの製造や宝石などに使用される。.

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酸化チタン(IV)

酸化チタン(IV)(さんかチタン よん、titanium(IV) oxide)は組成式 TiO2、式量79.9の無機化合物。チタンの酸化物で、二酸化チタン(titanium dioxide)や、単に酸化チタン(titanium oxide)、およびチタニア(titania)とも呼ばれる。 天然には金紅石(正方晶系)、鋭錐石(正方晶系)、板チタン石(斜方晶系)の主成分として産出する無色の固体で光電効果を持つ金属酸化物。屈折率はダイヤモンドよりも高い。.

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酸化銅(I)

酸化銅(I)(さんかどう いち、copper(I) oxide)は化学式 Cu2O で表される銅の酸化物で、赤色ないし赤褐色の結晶または結晶性粉末。CAS登録番号は 。水にほとんど溶けない。希塩酸及び希硫酸、塩化アンモニウム溶液、アンモニア水に可溶。有機溶媒に不溶。融点は1232 で、1800 で分解して酸素を失う。乾燥空気中で安定であるが湿った空気中では徐々に酸化され酸化銅(II)に変わる。フェーリング反応に陽性の物質は、フェーリング液を還元し酸化銅(I)を沈殿させる。類似した用途に使われるベネジクト液も、同様の反応を起こす。濃塩酸に溶けて HCuCl2 を生成する。 酸化銅(I)は整流作用を持つ物質であり、シリコンが標準となるよりかなり前の1924年に、酸化銅(I)を使用した整流ダイオードが作られ、産業的に利用されていた。天然では赤銅鉱として産出する。赤銅鉱は宝石にも利用される鉱物である。 航行中の摩擦抵抗の増加による燃費の悪化を招くフジツボの付着を防止する作用があり、有機スズ化合物に比べ毒性が低いため船底塗料に使用されるが、異種金属間のが生じるため、アルミニウム艇や繊維強化プラスチック、木製の船底には、これに代わり酸化亜鉛が採用される。.

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色素増感太陽電池

色素増感太陽電池(しきそぞうかんたいようでんち、Dye Sensitized Solar Cell、DSC、またはDSSC)は、光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池の一種。発明者であるスイス連邦工科大学ローザンヌ校のマイケル・グレッツェルの名からグレッツェルセルとも呼ばれる。.

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電気化学

電気化学(でんきかがく、electrochemistry)は、物質間の電子の授受と、それに付随する諸現象を扱う化学の分野である。物理化学、分析化学、化学工業などとの繋がりが深い。.

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本多-藤嶋効果

本多-藤嶋効果(ほんだ-ふじしまこうか、)は、光電効果の一種。発見者の本多健一と藤嶋昭から名付けられた。.

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