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公開番号2025151792
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-09
出願番号2024053382
出願日2024-03-28
発明の名称光触媒装置およびその制御方法
出願人セイコーエプソン株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類B01J 35/39 20240101AFI20251002BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】酸化還元反応の効率を高めることができる光触媒装置を提供する。
【解決手段】基板と、前記基板に設けられ、c面および半極性面の少なくとも一方である第1面と、m面である第2面と、を有し、In_xGa_1-xN(0≦x<1)を含む複数の柱状部と、前記第2面を避けて前記第1面に設けられ、In_yGa_1-yO_z(0≦y<1、0<z)を含む第1酸化物層と、を含む、光触媒装置。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
基板と、
前記基板に設けられ、ｃ面および半極性面の少なくとも一方である第１面と、ｍ面である第２面と、を有し、Ｉｎ
ｘ
Ｇａ
１－ｘ
Ｎ（０≦ｘ＜１）を含む複数の柱状部と、
前記第２面を避けて前記第１面に設けられ、Ｉｎ
ｙ
Ｇａ
１－ｙ
Ｏ
ｚ
（０≦ｙ＜１、０＜ｚ）を含む第１酸化物層と、
を含む、光触媒装置。
続きを表示（約 770 文字）【請求項２】
請求項１において、
前記第１酸化物層の前記複数の柱状部とは反対側に設けられた第１助触媒を含む、光触媒装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記第２面に設けられ、前記第１助触媒と材質が異なる第２助触媒を含む、光触媒装置。
【請求項４】
請求項１において、
前記第１面は、ｃ面である、光触媒装置。
【請求項５】
請求項１において、
前記基板のｃ面である第３面に設けられ、Ｉｎ
ｖ
Ｇａ
１－ｖ
Ｏ
ｗ
（０≦ｖ＜１、０＜ｗ）を含む第２酸化物層を含み、
前記第２酸化物層には、複数の開口部が形成され、
前記複数の柱状部は、前記複数の開口部に設けられ、
前記基板は、Ｉｎ
ｕ
Ｇａ
１－ｕ
Ｎ（０≦ｕ＜１）を含む、光触媒装置。
【請求項６】
請求項１において、
前記複数の柱状部に、光が照射される、光触媒装置。
【請求項７】
基板に、ｃ面および半極性面の少なくとも一方である面と、ｍ面と、を有し、Ｉｎ
ｘ
Ｇａ
１－ｘ
Ｎ（０≦ｘ＜１）を含む複数の柱状部を形成する工程と、
前記複数の柱状部を、強塩基性水溶液に浸漬する工程と、
前記強塩基性水溶液に浸漬された前記複数の柱状部に紫外線を照射し、前記ｃ面および半極性面の少なくとも一方である面を酸化させて、酸化物層を形成する工程と、
を含む、光触媒装置の製造方法。
【請求項８】
請求項７において、
前記強塩基性水溶液は、水酸化ナトリウム水溶液である、光触媒装置の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、光触媒装置およびその制御方法に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
光が照射されることによって、触媒作用を示す光触媒が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、ＩｎＧａＮで構成されたコアと、コアを被覆するＴｉＯ
２
で構成されたシェルと、を備えたナノ構造体からなる可視光応答型光触媒が記載されている。可視光応答型光触媒では、バンドギャップに対応するエネルギー以上のエネルギーを有する光が吸収されると、正孔と電子とが生成され、正孔は、水の酸化反応に用いられて酸素を発生させ、電子は、水の還元反応に用いられて水素を発生させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
国際公開第２０１６／１０４０７２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような可視光応答型光触媒では、酸化還元反応の効率を高めることが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る光触媒装置の一態様は、
基板と、
前記基板に設けられ、ｃ面および半極性面の少なくとも一方である第１面と、ｍ面である第２面と、を有し、Ｉｎ
ｘ
Ｇａ
１－ｘ
Ｎ（０≦ｘ＜１）を含む複数の柱状部と、
前記第２面を避けて前記第１面に設けられ、Ｉｎ
ｙ
Ｇａ
１－ｙ
Ｏ
ｚ
（０≦ｙ＜１、０＜ｚ）を含む第１酸化物層と、
を含む。
【０００７】
本発明に係る光触媒装置の製造方法の一態様は、
基板に、ｃ面および半極性面の少なくとも一方である面と、ｍ面と、を有し、Ｉｎ
ｘ
Ｇａ
１－ｘ
Ｎ（０≦ｘ＜１）を含む複数の柱状部を形成する工程と、
前記複数の柱状部を、強塩基性水溶液に浸漬する工程と、
前記強塩基性水溶液に浸漬された前記複数の柱状部に紫外線を照射し、前記ｃ面および半極性面の少なくとも一方である面を酸化させて、第１酸化物層を形成する工程と、
を含む。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
第１実施形態に係る光触媒装置を模式的に示す断面図。
第１実施形態に係る光触媒装置を模式的に示す平面図。
ＧａＮのバンド構造を説明するための図。
第１実施形態に係る光触媒装置の動作を説明するための図。
第１実施形態に係る光触媒装置の製造方法を説明するためのフローチャート。
第１実施形態に係る光触媒装置の製造工程を模式的に示す断面図。
第１実施形態に係る光触媒装置の製造工程を模式的に示す断面図。
第１実施形態の変形例に係る光触媒装置を模式的に示す断面図。
第２実施形態に係る光触媒装置を模式的に示す断面図。
第２実施形態に係る光触媒装置の製造工程を模式的に示す断面図。
第２実施形態に係る光触媒装置の製造工程を模式的に示す断面図。
第３実施形態に係る光触媒装置を模式的に示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
【００１０】
１．第１実施形態
１．１．光触媒装置
１．１．１．構成
まず、第１実施形態に係る光触媒装置について、図面を参照しながら説明する。図１は、第１実施形態に係る光触媒装置１００を模式的に示す断面図である。図２は、第１実施形態に係る光触媒装置１００を模式的に示す平面図である。なお、図１は、図２のＩ－Ｉ線断面図である。
（【００１１】以降は省略されています）

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