単層カーボンナノチューブの光・熱デバイス応用に向けた形態制御合成と光物性解明

用于光/热器件应用的单壁碳纳米管的形态控制合成和光学特性阐明

• 批准号: 19860023
• 负责人: 宮内 雄平
• 金额: $ 1.99万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (Start-up)
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-19860023/
• 关键词: photoluminescence; single-walled carbon nanotubes; cross-polarized excitation; PLE; exciton; optical absorption

本年度は,単層カーボンナノチューブ(SWNT)の発光イメージング装置の立ち上げと,偏光に依存するSWNTの光学応答の詳細の検討を行った.まず,フォトルミネッセンス,ラマン分光による空間・波長領域でのイメージングを行うため,ピエゾ微動ステージ,近赤外・可視顕微分光光学系の選定を行い,制御プログラムの開発を含めた測定系構築に取り組んだ.また,それに付随して,マクロスコーピックな偏光励起分光測定系に関しても波長可変レーザーを用いた高感度測定系を構築した.上記の測定系を用いて,これまでブロードバンド低出力光源による測定では観測不可能であったSWNT軸垂直偏光による励起に伴う吸収ピークエネルギーのカイラリティ依存性を観測し,そのファミリーパターンが軸垂直励起ピークの起源の解釈(第一サブバンドと第2サブバンド間の遷移(E_l2もしくはE_21)によるものという解釈)と矛盾しないことを示した.具体的には,SWNTの電子構造を反映して,E_12(E_21)のカイラリティ依存性が軸平行励起に対する光学遷移であるE_llとE_22のカイラリティ依存性と密接に関連付けられるということを示した.さらに,従来測定にかからなかった軸垂直励起に対する新たな吸収ピークの観測を行い,それらのピークの起源について検討を行った.さらに,軸垂直励起エネルギーのSWNT周辺環境依存性(環境効果)についての検討により,軸垂直励起エネルギーの環境効果による変化の程度は反電場効果により大きく変化することが期待されるのに対して,実際には軸平行励起エネルギーの変化と同程度であることが明らかとなった.また,SWNTの合成に関しては,超高真空チャンバーとターボ分子ポンプを用いた低リーク高真空CVD装置を構築し,よりよく制御された環境下でSWNT合成が可能なことを確認した.

今年，我们推出了单壁碳纳米管（SWNT）发射成像设备，并检查了依赖极化的SWNT的光学响应的​​细节。首先，我们选择了使用光致发光和拉曼光谱法在空间和波长范围内在空间和波长范围内执行成像，并从事测量系统的构建，包括控制程序的开发。此外，我们还包括宏观极化激发。还使用可调激光器进行光谱测量系统构建了高灵敏度测量系统。使用上述测量系统，与SWNT轴垂直极化激发相关的吸收峰值的手性依赖性以前无法使用低功率宽带光源进行测量观察，并且该家族模式与轴向垂直激发峰的解释（归因于第一个和第二个sex Bands）的解释是不一致的。特别是，表明E_12（E_21）的手性依赖性与E_12（E_21）的手性依赖性密切相关，该依赖性是轴向平行激发的光学转变。此外，观察到轴向垂直激发的新吸收峰，该峰先前尚未测量，并研究了这些峰的起源。此外，通过检查轴向垂直激发能对周围环境的环境周围环境的依赖性（环境效应）（环境效应）（环境效应），据表明，由于环境效应导致的轴向垂直激发能力的变化程度预计会发生显着变化，但由于抗电场效应，但实际上与轴向的能量相似，这与轴向的能量相似。关于SWNT的合成，构建了使用超高真空室和涡轮分子泵的低裸真真空CVD设备，并且可以在更好的控制环境下进行SWNT合成。

项目成果

単層カーボンナノチューブにおける環境効果

环境对单壁碳纳米管的影响

• 发表时间: 2007
• 作者: 宮内雄平・齋藤理一郎・佐藤健太郎・大野雄高・岩崎真也・水谷孝;J. Jiang;丸山 茂夫
• 通讯作者: 丸山 茂夫

Environmental Effect on Optical Transitions of SWNTs

环境对单壁碳纳米管光学跃迁的影响

• 发表时间: 2007
• 作者: Y. Miyauchi;R. Saito;K. Sato;J. Jiang and S. Maruyama
• 通讯作者: J. Jiang and S. Maruyama

Improved Bath Sonication Method for Dispersion of Individual Single-Walled Carbon Nanotubes Using New Triphenylene-Based Surfactant

• DOI: 10.1143/jjap.47.2000
• 发表时间: 2008-04
• 期刊: Japanese Journal of Applied Physics
• 影响因子: 1.5
• 作者: Tatsuhiro Yamamoto;Y. Miyauchi;Jin Motoyanagi;T. Fukushima;T. Aida;Masaru Kato;S. Maruyama

Environmental effect on the cross-polarized optical transitions of single walled carbon nanotubes

环境对单壁碳纳米管交叉偏振光学跃迁的影响

• 发表时间: 2008
• 作者: T. Yamamoto;Y. Miyauchi;J. Motoyanagi;T. Fukushima;T. Aida;M. Kato;S. Maruyama;Y. Miyauchi and S. Maruyama
• 通讯作者: Y. Miyauchi and S. Maruyama