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半導体ナノシートの光機能

書籍情報
シリーズ名化学の要点シリーズ 【28】巻
ISBN978-4-320-04469-2
判型B6 
ページ数120ページ
発売日2018年12月12日
本体価格1,900円
半導体ナノシートの光機能 書影
半導体ナノシートの光機能

新刊

 半導体ナノシートとは,厚さ約1nmと非常に薄い半導体特性を示す材料である。人間の髪の毛が0.1 mm程度くらいなので,1nmとはその10万分の1の大きさと想像すれば,この厚さがどれほど薄いか想像できるであろう。2000年頃から,このナノシートという材料を使った研究が物理や化学の最先端の研究領域で注目されるようになってきている。そのような情勢の下,2009年には炭素原子1個の厚さのグラフェンナノシートの研究に対してノーベル物理学賞が授与されている。
 本書では,一般的なナノシートの定義や特徴,種類について概説し,半導体ナノシートとしての特徴を,いくつかの具体例を挙げて説明し,どのような分野で研究が進められているかを紹介する。本書の前半では,半導体の基礎物性の章も設け,初心者でも半導体の基礎物性を理解できるようしている。本書の後半では,半導体ナノシートの光電気化学特性,ナノシートを用いた光触媒,ナノシート発光材料,異種ナノシートの張り合わせ等,ナノシートの応用例について紹介する。

目次

第1章 半導体ナノシートとは
1.1 ナノシートの定義
1.2 ナノシートの種類と特徴
1.3 層状化合物の剥離

第2章 半導体の基礎
2.1 半導体の電導性
2.2 キャリア密度,移動度および電子・正孔の有効質量
2.3 p型およびn型半導体
2.4 フェルミ準位
2.5 半導体と金属の接合
2.6 pn接合
2.7 直接遷移と間接遷移
2.8 バンド構造
2.9 励起子
2.10 量子サイズ効果

第3章 半導体ナノシートの光電気化学特性
3.1 金属電極と半導体電極の違い
3.2 TiO2電極の光電気化学特性
3.3 TiO2ナノシート電極の光電気化学特性
3.4 半導体ナノシート内部のキャリアの移動

第4章 半導体ナノシート光触媒
4.1 ナノシート光触媒の利点
4.2 光触媒の薄膜化
4.3 助触媒の役割
4.4 可視光応答性ナノシート
4.5 ナノシートpn接合
    4.5.1 NiOシートとn型-Ca2Nb3O10シートの接合
    4.5.2 ナノシートpn接合での電位勾配の形成
    4.5.3 ナノシートpn接合での電荷分離
    4.5.4 ナノシートpn接合表面のバンドモデル図

第5章 発光ナノシートおよび層状体
5.1 希土類含有ペロブスカイトナノシート
    5.1.1 ペロブスカイトナノシート
    5.1.2 ナノシート化に伴う発光スペクトルの変化
    5.1.3 pHに応答するナノシートの発光
    5.1.4 磁場に応答するナノシートの発光
5.2 希土類含有水酸化物ナノシート
5.3 濃度消光が起こりにくい発光ナノシート
5.4 発光中心の直接観察
5.5 ナノシートから層状体へ
    5.5.1 静電自己組織的析出法
    5.5.2 ナノシート層状体の発光の湿度依存性
    5.5.3 ナノシート層状体のスペクトルホールバーニングとpH応答

コラム
1. TiO2ナノシートの量子サイズ効果
2. MoS2のナノシート化に伴うバンド構造の変化
3. 異種ナノシートの積層よる強誘電性の発現
4. ナノシートの移動度
5. カーボンナイトライドナノシート
6.シリセン
7. 金属錯体ナノシート
8. 光触媒の反応サイトはどこ?
9. 低エネルギーイオン散乱法
10. 電圧印加によるナノシート膜の発光のON-OFF制御