利用報告書 / User's Report | ARIM Japan公式ホームページ_マテリアル先端リサーチインフラ

【公開日：2023.07.28】【最終更新日：2023.05.16】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

22BA0026

利用課題名 / Title

XPS装置によるBiVO₄試料表面状態の観察

利用した実施機関 / Support Institute

筑波大学

機関外・機関内の利用 / External or Internal Use

内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)

技術領域 / Technology Area

【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）物質・材料合成プロセス/Molecule & Material Synthesis（副 / Sub）-

【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）マテリアルの高度循環のための技術/Advanced materials recycling technologies（副 / Sub）-

キーワード / Keywords

利用者と利用形態 / User and Support Type

利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)

櫻井岳暁

所属名 / Affiliation

筑波大学

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes

櫻井岳暁,Jiaqi Liu,上園波輝,Shukur Gofurov

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes

利用形態 / Support Type

（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

BA-015：X線光電子分光装置

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

当研究室では、水分解光電気化学セルのアノード電極に用いられるBiVO4のスパッタリング製膜を実施している。この組成比はスパッタリング製膜中の酸素分圧に大きく影響されるため、実験条件の探索のためXPS計測を実施した。

実験 / Experimental

酸素分圧（O₂/(Ar+O₂))が0,5,10,15,20,25,30 %の条件下でスパッタリング製膜したBiVO4薄膜試料のXPS計測を実施した。

結果と考察 / Results and Discussion

酸素分圧が上昇するにつれ、V混入量が増え、Bi₄V₂O₁₁→BiVO₄→BiVO₄+V₂O₅と相変化した。さらに、V₂O₅析出条件下の試料は蛍光強度が増大し、光電気化学特性も大幅に改善した。これは、Vの混入量が増えるだけでなく、生成したV₂O₅が自己フラックスの効果を有し、結晶成長を促す（欠陥が生成しにくくなる）ことを示唆する。また、組成制御が光電気化学セル特性を改善するのに不可欠であることが示された。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)

成果発表・成果利用 / Publication and Patents

論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)

Namiki Uezono, Crystalline phase control of BiVO₄ thin films using RF sputtering, Japanese Journal of Applied Physics, 62, SK1001(2023).
DOI: 10.35848/1347-4065/acbb85
Jiaqi Liu, Self-Flux Method in Sputtered BiVO₄ Films for Enhanced Photoelectrochemical Performance, ACS Applied Energy Materials, 5, 4191-4201(2022).
DOI: 10.1021/acsaem.1c03626

口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.

特許 / Patents

特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件