共同研究・競争的資金等の研究 - 山方 啓
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粉末系光触媒材料における欠陥の理解と制御
2022年10月 - 2024年09月
泉科学技術振興財団 研究助成
担当区分：研究代表者
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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年06月 - 2023年03月
八雲環境科学振興財団 環境研究助成
担当区分：研究代表者
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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
研究課題/領域番号：21H02050 2021年04月 - 2024年03月
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
配分額：17550000円 （ 直接経費：13500000円 、 間接経費：4050000円 ）
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動的エキシトンの学理構築と機能開拓
研究課題/領域番号：20H05831 2020年11月 - 2025年03月
日本学術振興会 科学研究費助成事業 学術変革領域研究(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
配分額：66170000円 （ 直接経費：50900000円 、 間接経費：15270000円 ）
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。 -
広帯域時間分解分光による動的エキシトン時間発展の追跡
研究課題/領域番号：20H05838 2020年11月 - 2025年03月
日本学術振興会 科学研究費助成事業 学術変革領域研究(A) 学術変革領域研究(A)
山方 啓
配分額：72930000円 （ 直接経費：56100000円 、 間接経費：16830000円 ）
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。 -
表面欠陥準位を制御した新しい光触媒の開発
2020年11月 - 2021年10月
ENEOS水素基金
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人工光合成を実現する異種接合界面の光励起ダイナミクス
研究課題/領域番号：20H05117 2020年04月 - 2022年03月
日本学術振興会 科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型) 新学術領域研究(研究領域提案型)
山方 啓
配分額：6500000円 （ 直接経費：5000000円 、 間接経費：1500000円 ）
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異種接合光触媒界面の光励起ダイナミクス
2020年01月 - 2020年12月
豊田工業大学・学内競争的資金 研究促進費
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欠陥準位を制御した高活性光触媒の開発
2019年04月 - 2022年03月
文科省 科研費・基盤研究B
山方 啓
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
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複合アニオン化合物の光励起ダイナミクス
2019年04月 - 2021年03月
文科省 科研費・新学術領域研究
山方 啓
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
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金属酸窒化物光触媒の光励起ダイナミクス
2017年04月 - 2019年03月
文科省 科研費・新学術領域研究
山方 啓
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
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光触媒粒子のキャリアダイナミクス
2017年04月 - 2018年03月
北海道大学触媒科学研究所 共同利用・共同研究公募（戦略型）
山方 啓
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
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原子層堆積装置を用いた光触媒の活性向上
2016年10月 - 2017年09月
豊田工業大学・学内競争的資金 研究促進費
山方 啓
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
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表面欠陥の構造とエネルギーを制御した可視光応答型光触媒の高性能化
2016年04月 - 2019年03月
文科省 科研費・基盤研究B
山方 啓
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
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柔らかな固液界面における化学反応ダイナミクス
2016年04月 - 2018年03月
文科省 科研費・新学術領域研究
山方 啓
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
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粉末系光触媒の光励起ダイナミクス
2016年04月 - 2017年03月
北海道大学触媒科学研究所 共同利用・共同研究公募（課題設定型）
山方 啓
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
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赤外分光を用いた酸化物光触媒の表面欠陥サイトの同定
2015年04月 - 2016年03月
東京工業大学資源化学研究所 物質･デバイス領域共同研究拠点共同研究
山方 啓
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
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可視光応答型光触媒の開発
2011年10月 - 2013年03月
豊田工業大学・学内競争的資金 研究促進費
山方 啓
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
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光励起キャリアーの動きとエネルギー制御
2011年04月 - 2017年03月
科学技術振興機構 さきがけ研究
山方 啓
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
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固液界面での光励起キャリアダイナミクスに基づいた革新的水分解光触媒の開発
2011年04月 - 2016年03月
文科省 科研費・特別推進研究
堂免 一成
資金種別：競争的資金
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可視光応答型光触媒のキャリア制御
2011年04月 - 2015年03月
文科省 科研費・基盤研究B
山方 啓
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
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次代を担う超高効率集光型太陽光発電の日欧共同研究開発 (NGCPV)
2011年04月 - 2014年10月
NEDO 革新的太陽光発電技術研究開発プロジェクト
山口 真史
資金種別：競争的資金
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ピコ秒時間分解赤外分光法を用いた可視光型光触媒の光励起キャリアーダイナミクス
2011年04月 - 2012年03月
豊田理研スカラー 研究助成
山方 啓
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
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酸化物半導体のバンドギャップ制御と光励起キャリアーの長寿命化
2011年04月 - 2012年03月
日本板硝子材料工学助成会 研究助成
山方 啓
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
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光触媒反応プロセス解析のための光強度変調赤外分光法の開発
研究課題/領域番号：23655187 2011年 - 2012年
日本学術振興会 科学研究費助成事業 挑戦的萌芽研究
天野 史章, 山方 啓
配分額：4030000円 （ 直接経費：3100000円 、 間接経費：930000円 ）
光触媒を用いた太陽光水分解反応は、エネルギーの変換貯蔵において注目される技術である。しかし、よく知られる酸化チタン光触媒であっても高活性化のための設計指針は明確になっていない。光触媒の構造、物性、および光励起電子寿命の相関を明らかにすることによって、光触媒の設計指針を確立できると期待される。本研究では、励起電子寿命を調べることができる時間分解赤外分光法を用いて、酸化チタンや酸化タングステン光触媒の活性に影響をおよぼす要因を調べた。
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電極界面におけるイオンの水和構造ダイナミクス
2010年04月 - 2012年03月
文科省 科研費・特定領域研究
山方 啓
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
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固液界面における準束縛溶媒分子の配向緩和ダイナミクス
2008年04月 - 2010年03月
文科省 科研費・特定領域研究
山方 啓
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
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高活性水素発生電極触媒の開発と機構解明
2007年10月 - 2008年03月
北海道大学ＧＣＯＥプログラム 若手教員イノベーション事業
山方 啓
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
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超高速電位ジャンプ法を用いた電子移動・電極反応ダイナミクスの赤外分光解析
2007年04月 - 2010年03月
文科省 科研費・若手研究A
山方 啓
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
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会議名【210th Electrochemical Society (ECS) Meeting】・メキシコ
2006年10月
電気化学会 海外渡航費用
山方 啓
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
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固液界面反応の赤外分光イメージング
2006年04月 - 2008年03月
文科省 科研費・基盤研究Ｂ
大澤 雅俊
資金種別：競争的資金
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ピコ秒時間分解表面増強振動分光法を用いた電極表面キャリアーダイナミクス
2006年04月 - 2008年03月
文科省 科研費・特定領域研究
山方 啓
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
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赤外表面増強場を用いた振動誘起表面反応の制御
2005年04月 - 2007年03月
文科省 科研費・若手研究B
山方 啓
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
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触媒学会参照触媒酸化チタンを利用する光触媒の標準化
2004年04月 - 2005年03月
文科省 科研費・基盤研究C
岡本康昭
資金種別：競争的資金
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会議名【11th International conference on Time-resolved Vibrational Spectroscopy】・ イタリア
2003年06月
吉田科学振興財団 海外渡航費用
山方 啓
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
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光励起キャリアーの動的過程を観測した光触媒活性評価法の確立と触媒探索への応用
2003年04月 - 2005年03月
文科省 科研費・萌芽研究
山方 啓
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
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微小電極界面における高速反応ダイナミクスの振動分光解析
2002年04月 - 2005年03月
文科省 科研費・基盤研究A
大澤 雅俊
資金種別：競争的資金
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和周波分光法と赤外吸収分光法を用いたイオン液体(常温溶融塩)の界面分子構造の研究
2002年04月 - 2004年03月
文科省 科研費・基盤研究Ｂ
大西 洋
資金種別：競争的資金
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アナターゼ型およびルチル型二酸化チタン単結晶薄膜の合成と原子スケール評価
2002年04月 - 2003年03月
文科省 科研費・特定領域研究 公募
大西 洋
資金種別：競争的資金
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会議名【International Conference of Vibrations at Surfaces 10】・フランス
2001年06月
新世代研究所 海外渡航費用
山方 啓
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
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時間分解マルチプレックス表面和周波分光装置の開発
2001年04月 - 2004年03月
文科省 科研費・基盤研究Ｂ
石橋 孝章
資金種別：競争的資金
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時間分解赤外分光法による光触媒上の励起キャリアーによる吸着分子の反応過程観察
2000年04月 - 2002年03月
文科省 科研費・奨励研究A
山方 啓
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
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赤外反射吸収分光法による反応条件下の表面反応の研究
1998年04月 - 1999年03月
文科省 科研費・特別研究員奨励費
山方 啓
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金