[20a-H111-1~10] 6.3 酸化物エレクトロニクス

[20a-H111-6] 界面双極子を用いた水溶液/酸化物界面バンド端位置の制御

〇疋田 育之¹、西尾 和記²、Linsey Seitz²、Pongkarn Chakthranont²、立川 卓^2,3、Thomas Jaramillo^1,2、Harold Hwang^1,2 (1.SLAC、2.スタンフォード大、3.東大新領域)

キーワード：光触媒、ヘテロ構造、界面双極子

水溶液/半導体界面のバンド端位置は水分解光触媒の効率を支配する重要なパラメータである。しかし、一般的にバンド端位置は材料固有の電子親和力によって決まるため、バルク物性と独立に変調することは困難とされてきた。今回我々は、酸化物光電極NbドープSrTiO₃(001)表面に界面双極子層（LaAlO₃）を導入することで、水溶液界面のバンド端位置を~1.3 Vにも及ぶ範囲でシフトさせることに成功した。この変調幅は酸化物に限らず、有機物や無機イオンを用いた表面化学修飾によるバンド端位置の変調域をはるかに凌駕する。これまで開発の障害となっていたバンド端位置をバルク物性と独立に制御する本手法は、水分解光触媒デバイスの新たな設計指針を与えるものとして期待できる。