IMPSとIMVSによる光電極のキャリアダイナミクス解析

IMPS/IMVSの原理と測定手法

光変調光電流分光法 (IMPS) と 光変調光電圧分光法 (IMVS) は、光電極中の光励起キャリア動態を周波数領域で解析する強力な手法です。IMPSでは試料に一定の直流光強度を当てた上で、短絡条件 (0 V) で入射光強度を小振幅で変調し、その結果生じる光電流の振幅・位相を周波数ごとに測定します。一方、IMVSでは開放電圧条件で同様に光強度を変調し、発生する光電圧応答を測定します。いずれも電気化学インピーダンス測定と類似のアプローチですが、電気刺激の代わりに光刺激を与える点が特徴です。この光強度の正弦波変調に対し、試料から得られる光電流/電圧応答の位相ずれと振幅減衰を周波数依存で解析することで、光生成キャリアの移動や再結合に関する時間定数や反応速度を評価できます。例…