カーボンナノチューブのトンネル分光による電子状態の研究

利用隧道光谱研究碳纳米管的电子态

• 批准号: 09740270
• 负责人: 藤原 明比古
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 1998
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09740270/
• 关键词: カーボンナノチューブ; 一次元物質; 走査トンネル顕微鏡(STM); 走査トンネル分光(STS)

広領域走査型の走査トンネル顕微鏡(STM)を用いることによって、一次元物質カーボンナノチューブのSTM像とトンネル分光を同時に観察した。本研究の特徴は、広領域走査型STMを用いることにより基板上に確率的に存在するカーボンナノチューブを比較的容易に測定し多数の結果を得、比較するというものである。基板としてグラファイトを用いることにより、直径約300Å-500Å、長さ約1μmのカーボンナノチューブのSTM像が得られている。選られたカーボンナノチューブの室温及び液体窒素沸点温度におけるトンネル分光(STS)実験では、現在のところ、状態密度がフェルミ準位でギャップのあるスペクトルのみが得られいる。カーボンナノチューブの構造と電子構造の相関を明らかにすること、具体的には、カーボンナノチューブの直径とギャップの相関を明らかにすることが目的であるが、測定毎のデータのばらつきが大きく系統的な変化は得られていない。この原因として、広域走査型のため走査用のピエゾが長くその振動が影響していること、基板とカーボンナノチューブに相互作用がある可能性、測定系の電気的な不安定性、さらに、実験中の印加電圧による試料の状態変化等が考えられ、測定条件の改善、装置の改良が必要である。本実験の最大の特徴である広領域走査型の走査トンネル顕微鏡(STM)での測定を実現するために、典型的なリファレンスデータと比較することが必要であり、具体的な方法は、通常の走査トンネル顕微鏡による測定データとの比較検討である。

通过使用大区域扫描隧道显微镜（STM），同时观察到一维材料碳纳米管的STM图像和隧道光谱。这项研究的特征是，通过使用大区域扫描STM，可以相对容易地测量在底物上概率存在的碳纳米管，并且可以获得许多结果并比较。通过使用石墨作为底物，已经获得了直径约为300Å-500Å的碳纳米管的STM图像，已获得约1μm的长度。当前，选定的碳纳米管的液态光谱（STS）实验目前仅提供光谱，并在状态密度的费米水平上提供间隙。目的是阐明碳纳米管的结构和电子结构之间的相关性，特别是阐明碳纳米管的直径和间隙之间的相关性，但是测量数据之间的数据变化很大，系统变化的变化尚未实现。这可能是由于以下事实引起的：扫描的压电是很长的，因为它是一种广阔的扫描类型，影响它的振动，底物与碳纳米管之间存在相互作用，测量系统的电气不稳定性，以及由于量度的量度和量度而导致的量度变化，并且在实验和量度下的样本变化以及量度的变化。要使用大区域扫描隧道显微镜（STM）实现测量值，这是本实验的最大特征，有必要将它们与典型的参考数据进行比较，而特定方法是将它们与传统扫描隧道显微镜测量的数据进行比较。

项目成果

A.Fujiwara: "Electronic Transport and Magnetic Properties of Carbon Nanotubes" Molecular Nanostructures. 439-442 (1998)

A.Fujiwara：“碳纳米管的电子传输和磁性”分子纳米结构。

A.Fujiwara: "Magnetic-field Alignment and Magnetic Properties of Carbon Nanotubes" Super Carbon. 29-37 (1998)

A.Fujiwara：“碳纳米管的磁场排列和磁性”超级碳。