東北大学
学際科学フロンティア研究所

京都大学 湊丈俊特定准教授（元、東北大学国際高等融合領域研究所助教）

『ACS Nano』に論文掲載、および報道発表

京都大学 湊丈俊特定准教授（元、東北大学国際高等融合領域研究所助教）は、本学在籍中に、国立研究開発法人理化学研究所の金有洙主任研究員、東京大学大学院新領域創成科学研究科の川合眞紀特任教授、千葉大学大学院理学研究科の梶田晴司博士、中山隆史教授、University College of London化学専攻のChi-Lun Pang博士、東北大学原子分子材料科学高等研究機構の山本嘉則特別研究顧問および名誉教授、浅尾直樹教授と共同で、光触媒や太陽電池、触媒、色材、半導体などに用いられる二酸化チタン（TiO2）の機能を制御する欠陥を自在に操る新たな方法を構築しました。
湊助教らは、走査トンネル顕微鏡（STM）を用いて、TiO2の代表的な原子欠陥である水素イオンを原子レベルで一つずつ直接観測し、STMの探針からの電場と電子の刺激を用いて単一の水素イオンを選択的に脱離させ、さらに、新規に開発した計算技術などによって、この反応機構を解明するに至りました。その結果、この反応機構は、電場による水素イオン脱離の反応障壁の幅の減少と、電子からの励起とが同時に起こることで、量子トンネル効果が誘発され水素イオンが脱離する、というものであることが分かりました。これは、これまでに見出されたことがない新しい化学反応であり世界で初めて明らかとなった反応機構です。この研究成果により、光触媒、太陽電池などの性能を飛躍的に向上させるなど、太陽光の利用の可能性をさらに広げることが期待されます。
本研究の成果は、米国化学会誌ACS Nano（エーシーエス　ナノ）に掲載されました。

論文掲載先：
Taketoshi Minato et al., "Tunneling Desorption of Single Hydrogen on the Surface of Titanium Dioxide", ACS Nano, DOI: 10.1021/acsnano.5b01607

プレスリリース：
東北大学
EurekAlert!（国際リリース）

注）国際高等融合領域研究所は、学際科学フロンティア研究所の前身の組織