TiO2ナノ結晶膜のフェムト秒可視-赤外分光法: 深いトラッピング前の電子移動度の解明

ナノ結晶TiO2膜の可視-赤外波長領域における一時的吸収を、266 nmのUV励起下で測定し、単一ナノ粒子において複数の電子-ホールペアを意図的に生成しました。トラップされたホール、トラップされた電子、およびバルク電子が観察され、前回の一時的吸収研究と同様に、電子-ホール密度の減少が二次再結合を引き起こさないこと、すなわち、TiO2ナノ粒子あたりの電子ホールペアの数が1未満であることが確認されました。制御された方法で誘導された二次電子-ホール再結合の動態を分析し、深いトラッピング前の電子の移動度を推定しました。この現象は、前回の報告(Tamaki, Y.; et al. Phys. Chem. Chem. Phys. 2007, 9, 1453−1460)において500 psの時間定数で発生することがわかりました。TiO2ナノ粒子における電子-ホールの動的変化は100 fsから1 nsまで詳細に理解されており、その光触媒特性との関連も議論されています。