Updated on 2025/07/04

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Yamakata Akira
 
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Professor
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Degree

  • 博士 ( 理学 )

Research Interests

  • 化学反応ダイナミクス

  • 触媒化学

  • 光触媒

  • 表面化学

  • 超高速赤外分光

  • Photocatalyst

  • surface dynamics

  • surface spectroscopy

Research Areas

  • Nanotechnology/Materials / Functional solid state chemistry

  • Nanotechnology/Materials / Analytical chemistry

  • Nanotechnology/Materials / Fundamental physical chemistry

Education

  • Tokyo Institute of Technology   大学院総合理工学研究科電子化学専攻博士後期課程  

    1996.4 - 1999.3

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  • Tokyo Institute of Technology   大学院総合理工学研究科   電子化学専攻修士課程

    1994.4 - 1996.3

      More details

    Country: Japan

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  • Tokyo University of Science   理学部   第一部・応用化学科

    1990.4 - 1994.3

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    Country: Japan

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Research History

  • Okayama University   The Graduate School of Natural Science and Technology   Professor

    2022.4

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  • JST/PRESTO

    2011.10 - 2017.3

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  • Toyota Technological Institute   Graduate School of Engineering   Associate Professor

    2010.8 - 2022.3

      More details

  • Department of Chemical Physics of Fritz-Haber-Institut der・派遣研究員(兼任)

    2006.6 - 2006.8

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  • Hokkaido University   Catalysis Research Center   Assistant Professor

    2003.10 - 2010.8

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Professional Memberships

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Committee Memberships

  • J. Photochemistry and Photobiolgy C   Dupty Editor  

    2024.4   

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    Committee type:Academic society

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  • 触媒学会・西日本支部   代議員  

    2023.3   

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  • 触媒学会「光触媒研究会」   世話人代表  

    2023.3   

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    Committee type:Academic society

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  • 日本化学会:資源・エネルギー・地球化学・核化学・放射化学 ディビジョン   主査  

    2022.3   

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  • J. Photochemistry and Photobiolgy C   Associate Editor  

    2021.1 - 2024.3   

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    Committee type:Academic society

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Papers

  • Interface Engineering between Photocatalyst and Cocatalyst: A Strategy for Enhancing Interfacial Charge Transfer and Water Oxidation of Layered Oxyhalides

    Hajime Suzuki, Kengo Minamimoto, Yusuke Ishii, Osamu Tomita, Akinobu Nakada, Shunsuke Nozawa, Akira Yamakata, Ryu Abe

    Journal of the American Chemical Society   2025.7

     More details

    Publishing type:Research paper (scientific journal)  

    DOI: 10.1021/jacs.5c05452

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  • Molecular-Level Tailoring of Energy Structure in Ternary Conjugated Polymers with a Built-in Ru-Complex Catalyst for Efficient CO2 Reduction Photocatalysis

    Kotaro Ishihara, Akinobu Nakada, Hajime Suzuki, Akira Yamakata, Osamu Tomita, Akinori Saeki, Ryu Abe

    Journal of the American Chemical Society   2025.6

     More details

    Publishing type:Research paper (scientific journal)  

    DOI: 10.1021/jacs.5c04222

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  • Designing and Understanding Biphasic TiO2 Composites for a Long-Lasting Photocatalytic Air Purification Reviewed

    Ulfi Muliane, Shi Nee Lou, Shinbi Lee, Fei He, Shen Zhao, Kosaku Kato, Akira Yamakata, Wonyong Choi

    ACS ES&T Engineering   2025.4

     More details

    Publishing type:Research paper (scientific journal)  

    DOI: 10.1021/acsestengg.4c00738

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  • Boosted Photocatalytic Water Oxidation over BaTaO2N Produced from Perovskite Oxides Based on Photoinduced Charge Carriers

    Junie Jhon M. Vequizo, Kosaku Kato, Shanshan Chen, Takashi Hisatomi, Zheng Wang, Tsuyoshi Takata, Akira Yamakata, Kazunari Domen

    Energy & Fuels   2025.4

     More details

    Publishing type:Research paper (scientific journal)  

    DOI: 10.1021/acs.energyfuels.4c06364

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  • A meta-linked isomer of ITIC: influence of aggregation patterns on open-circuit voltage in organic solar cells

    Kai Wang, Seihou Jinnai, Kaito Uesaka, Akira Yamakata, Yutaka Ie

    Journal of Materials Chemistry A   2025

     More details

    Publishing type:Research paper (scientific journal)  

    DOI: 10.1039/D5TA00178A

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Books

  • 固体表面キャラクタリゼーション 機能性材料・ナノマテリアルのためのスペクトロスコピー (KS化学専門書)

    山下 弘巳, 吉田 寿雄, 田中 庸裕( Role: Contributor)

    講談社  2022.3  ( ISBN:4065261260

     More details

    Total pages:304   Language:Japanese

    CiNii Books

    ASIN

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  • エネルギー変換型光触媒

    Takafumi Hisatomi, Jun Kubota, Kazunari Domen, Akira Yamakata( Role: Contributor ,  コラム9 「時間分解過渡吸収分光法によるキャリアダイナミクスの解明」)

    共立出版㈱  2017.6 

     More details

    Responsible for pages:P106-107  

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  • 光触媒/光半導体を利用した人工光合成-最先端科学から実装技術への発展を目指して-

    Akira Yamakata( Role: Joint author ,  第3編第5章 光半導体による水分解の反応機構 時間分解分光測定を用いた光触媒のキャリアーダイナミクス)

    ㈱NTS  2017.1 

     More details

    Responsible for pages:p158-167  

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  • 触媒の設計・反応制御 事例集-高活性、長寿命、低コスト化の実現-

    Akira Yamakata( Role: Joint author ,  第8節 赤外分光法を用いた光触媒・光電極反応の解析)

    ㈱技術情報協会  2013.4 

     More details

    Responsible for pages:P761-769  

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  • 人工光合成 実用化に向けた最新技術~水素利用・有機物合成・エネルギー・CO2還元~

    Akira Yamakata( Role: Joint author ,  第6章第3節 光励起キャリアーの動きから見る水分解光触媒と水素貯蔵)

    ㈱情報機構  2013.3 

     More details

    Responsible for pages:p235-247  

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MISC

  • Inorganic assembly catalysts for artificial photosynthesis: general discussion Reviewed

    Hiromu Kumagai, Leif Hammarstrom, Dong Ryeol Whang, Yuki Shinohara, Jose Martinez, Joshua Karlsson, Peter Summers, Christopher D. Windle, Masanori Kodera, Richard Cogdell, Kristine Rodulfo Tolod, Dogukan Hazar Apaydin, Etsuko Fujita, Alexander Kibler, Fengtao Fan, Elizabeth A. Gibson, Hisanao Usami, Akihide Iwase, Haruo Inoue, Akihiko Kudo, Devens Gust, Kazunari Domen, Flavia Cassiola, Katsuhiko Takagi, Sang Ook Kang, Akira Yamakata, Can Li, Licheng Sun, Hyunwoong Park, Young Soo Kang, Rengui Li, Fabio Di Fonzo, Tohru Setoyama, Osamu Ishitani

    FARADAY DISCUSSIONS   198   481 - 507   2017.6

     More details

  • 「研究現場発」【光触媒を使って水素を製造する】山方 啓

    中部経済新聞   2014.9

     More details

    Publishing type:Article, review, commentary, editorial, etc. (trade magazine, newspaper, online media)  

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  • 「拓く研究人」【光触媒で水素安く合成】山方 啓

    日刊工業新聞   2014.5

     More details

    Publishing type:Article, review, commentary, editorial, etc. (trade magazine, newspaper, online media)  

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  • 可視光で励起したAu/TiO2光触媒のキャリアーダイナミクス

    山方啓, VEQUIZO Junie Jhon M., 松永大典, 田中淳皓, 古南博

    触媒討論会討論会A予稿集   114th   2014

  • Research highlights International journal

    Šeila Selimović, Mark W. Tibbitt, Mehmet R. Dokmeci, Ali Khademhosseini

    Nature Chemistry   13 ( 8 )   1453 - 1456   2013

     More details

    Language:English   Publisher:Royal Society of Chemistry  

    DOI: 10.1039/c3lc90018e

    Scopus

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Presentations

  • 高速赤外分光を用いる光励起キャリアの挙動および光触媒反応機構の解明 Invited

    山方 啓

    日本化学会第103春季年会  2023.3.22 

     More details

    Event date: 2023.3.25

    Presentation type:Oral presentation (invited, special)  

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  • The role of oxygen vacancies for the enhancement of photocatalytic activity Invited

    Akira Yamakata, Kosaku Kato

    International Congress on Pure & Applied Chemistry Kota Kinabalu (ICPAC Kota Kinabalu 2022) 

     More details

    Event date: 2022.11.22 - 2022.11.27

    Presentation type:Oral presentation (invited, special)  

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  • 時間分解分光計測による光触媒の高活性化因子の解明 Invited

    山方 啓

    2022年電気化学秋季大会 

     More details

    Event date: 2022.9.8 - 2022.9.9

    Presentation type:Oral presentation (invited, special)  

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  • The role of vacancies for the enhancement of photocatalytic activity Invited

    Akira Yamakata

    5th International Conference on Emerging Advanced Nanomaterials ICEAN 2024  2024.11.8 

     More details

    Language:English   Presentation type:Oral presentation (invited, special)  

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  • Behaviors of Photogenerated Charge Carriers at the Defects on Photocatalysts Invited

    Akira Yamakata

    PRiME 2024  2024.10.8 

     More details

    Language:English   Presentation type:Oral presentation (invited, special)  

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Industrial property rights

  • 構造物及びその製造方法

    山方啓, Junie Jhon, M. Vequizo, Chandana Sampath, Kumara Ranasinghe

     More details

    Application no:PCT国際特許 K04002US  Date applied:2018.1.26

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  • 構造物及びその製造方法

    山方啓, Junie Jhon, M. Vequizo, Chandana Sampath, Kumara Ranasinghe

     More details

    Application no:特願2017-013478  Date applied:2017.1.27

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  • 拡散反射配置による時間分解分光装置

    大西 洋, 山方 啓, 石橋 孝章

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    Applicant:財団法人神奈川科学技術アカデミー, 独立行政法人科学技術振興機構

    Application no:特願2003-392026  Date applied:2003.11.21

    Announcement no:特開2005-156229  Date announced:2005.6.16

    J-GLOBAL

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  • 時間分解赤外分光法による光触媒の迅速評価法

    大西 洋, 山方 啓, 石橋 孝章

     More details

    Applicant:財団法人神奈川科学技術アカデミー

    Application no:特願2002-371956  Date applied:2002.12.24

    Announcement no:特開2004-205256  Date announced:2004.7.22

    J-GLOBAL

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Awards

  • The Japanese Photochemistry Association Award

    2020.9   The Japanese Photochemistry Association   Development of novel transient absorption spectroscopy and reaction dynamics for highly efficient photocatalysis

    Akira Yamakata

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  • 豊田奨学基金研究進歩賞

    2020.3   豊田工業大学   時間分解分光測定を利用した光触媒反応機構の解明

    山方 啓

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  • 2018年度前期教育優秀賞 (受講者30人以上の部)

    2018.11   豊田工業大学  

    山方 啓

     More details

  • Symposium Award

    2018.3   International Congress on Pure & Applied Chemistry (ICPAC) 2018   "Trapping-Induced Enhancement of Photocatalytic Activity on TiO2 Powders"

    Akira Yamakata

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  • 2017年度前期教育優秀賞 (受講者30人以上の部)

    2017.10   豊田工業大学  

    山方 啓

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Research Projects

  • 粉末系光触媒材料における欠陥の理解と制御

    2022.10 - 2024.09

    泉科学技術振興財団  研究助成 

      More details

    Authorship:Principal investigator 

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  • 反応機構に立脚した高活性可視光応答型光触媒の開発

    2022.06 - 2023.03

    八雲環境科学振興財団  環境研究助成 

      More details

    Authorship:Principal investigator 

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  • 励起キャリア移動の指向性制御による高効率光触媒表面の構築

    Grant number:21H02050  2021.04 - 2024.03

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    吉田 真明, 酒多 喜久, 山方 啓, 長坂 将成

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    Grant amount:\17550000 ( Direct expense: \13500000 、 Indirect expense:\4050000 )

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  • Dynamic Exciton: Emerging Science and Innovation

    Grant number:20H05831  2020.11 - 2025.03

    Japan Society for the Promotion of Science  Grants-in-Aid for Scientific Research  Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)

    今堀 博, 小堀 康博, 佐伯 昭紀, 山田 容子, 東 雅大, 三ツ沼 治信, 梶 弘典, 山方 啓, 家 裕隆, 作田 絵里, 村上 達也, 鈴木 克明

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    Grant amount:\66170000 ( Direct expense: \50900000 、 Indirect expense:\15270000 )

    本学術変革領域では、従来の光化学における「静的エキシトン」の概念を打ち破る学術領域「動的エキシトン学」の構築にむけ、分野融合・統合的研究を推進する。そのために総括班では、本領域全体での「学問分野の枠を超えた有機的連携の堅持」を最重要課題と位置づけ、期間内に全ての計画班員12名が役割分担して領域の推進に貢献する。特に、班長及び研究課題代表者による共同研究支援に加えて、若手研究者育成支援、女性研究者育成支援、国際活動支援、産学連携支援の五つの支援を柱に、様々な具体的施策により、領域の目標と方針を計画班員に周知徹底し、目標の達成に向け先導的な役割を達成を目指す。
    研究領域全体の研究方針の作成は領域代表者の今堀と各班長、研究課題代表1-4を中心に行った。拡大運営委員会、領域会議等で計画班、公募班員全員が集まる機会を複数回設け、領域目標の周知・確認を繰り返し行った。また、広報活動の一環として、また領域目標の共有に向けて、領域ホームページ、プレスリリース、学会発表、アウトリーチ等も積極的に活用した。これらの機会を利用して、計画班員全員が互いの動的エキシトン研究の進捗を密に共有した。計画、公募班員は二ヶ月に一回程度、メールやZoomなどのインターネット会議で研究の進捗を各班長、研究課題代表に報告し 、各班長、研究課題代表は班長会議、研究課題会議、サイトビジットにより、計画、公募班全体の研究の進捗を把握した。これにより、必要に応じて適切なタイミングで、機動的な共同研究の提案、開始、とりまとめを行えた。

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  • Wideband transient absorption spectroscopy for the analysis of dynamic exciton

    Grant number:20H05838  2020.11 - 2025.03

    Japan Society for the Promotion of Science  Grants-in-Aid for Scientific Research  Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)

    山方 啓

      More details

    Grant amount:\72930000 ( Direct expense: \56100000 、 Indirect expense:\16830000 )

    近年、新しい非フラーレン型アクセプター(NFA)の開発に伴い、有機太陽電池の発電効率が飛躍的に向上している。したがって、さらなる発電効率の向上には、これらのNFAにおける光励起電子と正孔の動きを詳しく理解することが重要である。そこで、本研究では、分子振動数が局所的な電荷密度変化に敏感に応答することを利用して振動数変化からNFAの分子内における電子と正孔の分布を解析することを目的とした。
    まず、NFAとして最も良く用いられるITIC薄膜にポンプパルスを照射してC≡N基の振動数変化を時間分解赤外分光計測を用いて調べた。その結果、暗状態で観察された2220 cm-1のピークは、光照射によって強度が減少し、2205 cm-1と2175 cm-1に新しいピークが出現した。これらのピーク強度はいずれも同じ速度で変化し、1000 ps以内に始状態に回復した。
    次に電子ドナーであるPBDB-T分子とバルクヘテロ接合薄膜を調製し、ITICを光励起すると、ITIC単膜と同様に2220 cm-1の強度が減少し、2205 cm-1と2175 cm-1に新しいピークが出現した。しかし、2205 cm-1のピーク強度は光照射10 ps以内に減少し、2175 cm-1は1000 ps経っても減衰しなくなった。C≡Nの振動数は電子密度の増加と減少に対し、いずれも結合が弱くなり、振動数低下をもたらす。したがって、これらの新しいピークはそれぞれC≡N近傍に正孔と電子が局在化した状態に帰属される。そして、これらのピーク強度の時間変化から、ITIC単膜の場合には分子内あるいは分子間で電子と正孔が分離した状態が出現し、複合膜の場合にはITICからPBDB-Tへの正孔移動は10 ps以内に進行することが分かった。すなわち、時間分解赤外分光測定により、NFA分子内における電子と正孔の分布の変化を追跡できることを示した。

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Class subject in charge

  • Seminar in Molecular Science (Surface Physical Chemistry) (2024academic year) Other  - その他

  • Seminar in Molecular Science (Surface Physical Chemistry) (2024academic year) Year-round  - その他

  • Basic Modern Chemistry A1 (2024academic year) 1st semester  - 火1~2

  • Physical Chemistry 3 (2024academic year) Third semester  - 月3~4

  • Physical Chemistry 4 (2024academic year) Fourth semester  - 月3~4

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Media Coverage

  • プラズモンを用いたエネルギーアップコンバージョン -未使用エネルギー赤外光の活用方法に道- Internet

    京都大学化学研究所広報  2022.10.18

     More details

    Author:Myself 

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  • 再生可能エネルギー実現の社会に向けて研究 Newspaper, magazine

    タウンニュースてんぱくNo.823  2021.7.29

     More details

    Author:Other 

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  • 水・酸素から過酸化水素生成 九州工大と豊田工大、光触媒を開発 Newspaper, magazine

    日刊工業新聞  日刊工業新聞  ニュースリリース  2021.6.11

     More details

    Author:Other 

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  • 水と酸素から過酸化水素を生成する高性能光触媒の開発に成功 ― 次世代燃料の製造プロセス開発に向けて ― Internet

    九州工業大学・豊田工業大学  2021.5.25

     More details

    Author:Myself 

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  • 赤外光を電気エネルギーや信号に変換する無色透明な材料の開発 ―見えない電子デバイスの開発へ道― Internet

    京都大学化学研究所広報  2019.1.24

     More details

    Author:Myself 

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