カーボンナノチューブによる電荷汲み上げ発光

碳纳米管的电荷泵浦光发射

基本信息

批准号：
20651040
负责人：
加藤雄一郎
金额：
$ 2.05万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

2009年度は単一の単層カーボンナノチューブのフォトルミネッセンス測定および光伝導度測定を中心に研究を進めた。まず、電荷組み上げ発光デバイスにおいて基板が発光に与える影響を明らかにするため、様々な幅の溝を架橋したカーボンナノチューブのフォトルミネッセンス測定を行った。清浄なカーボンナノチューブの特性を調査するために、試料準備において最後にアルコール化学気相成長法により単層カーボンナノチューブを合成した。フォトルミネッセンス・イメージングにより単一のカーボンナノチューブを特定し、励起分光によりそのカイラリティーを同定した上で、スペクトルを収集した。これらの測定では、架橋部分では強い発光が見られ、基板と接触している部分では発光は観測できなかった。また、(9,8)のカイラリティーを持つカーボンナノチューブについて、発光強度の架橋長さ依存性を調査した結果、モデル計算と比較することにより励起子の拡散長を求めることに成功した。励起拡散は励起子-励起子消滅を介して発光効率に大きな影響を与えるため、カーボンナノチューブにおける発光に関する重要な知見を得ることができた。次に、電荷組み上げ発光デバイスではゲート電圧によるバンド変調が重要なため、光伝導度測定によりこれを調査した。単一の単層カーボンナノチューブによるバックゲート型電界効果トランジスター構造を用い、励起波長・ゲート電圧・バイアス電圧を変化させて測定を行った。レーザーの位置を走査することにより光伝導度像を得て、カーボンナノチューブの位置を反映して局所的に伝導度が増加する箇所があることを確認した。また、ゲート電圧によって伝導度が高くなる領域と低くなる領域が存在することを見出した。

2009年，我们重点研究单壁碳纳米管的光致发光和光电导测量。首先，为了阐明衬底对电荷组装发光器件中发光的影响，我们对桥接不同宽度凹槽的碳纳米管进行了光致发光测量。为了研究清洁碳纳米管的性能，在样品制备结束时通过酒精化学气相沉积法合成了单壁碳纳米管。通过光致发光成像识别单个碳纳米管，通过激发光谱测定其手性，并收集其光谱。在这些测量中，在交联部分观察到强发光，但在与基材接触的部分没有观察到发光。此外，通过研究手性碳纳米管(9,8)的发光强度对交联长度的依赖性，通过与模型计算进行比较，我们成功地确定了激子扩散长度。由于激发扩散通过激子-激子湮灭对发光效率有很大影响，因此我们能够获得有关碳纳米管发光的重要知识。接下来，由于栅极电压的能带调制在电荷组装发光器件中很重要，因此我们使用光电导测量对此进行了研究。使用由单个单壁碳纳米管制成的背栅场效应晶体管结构，通过改变激发波长、栅极电压和偏置电压来进行测量。通过扫描激光的位置获得光电导图像，并确认存在电导率局部增加的区域，反映了碳纳米管的位置。我们还发现，根据栅极电压，存在电导率增加的区域和电导率降低的区域。

项目成果

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专利数量（0）

Exciton diffusion in air-suspended (9, 8) carbon nanotubes

空气悬浮 (9, 8) 碳纳米管中的激子扩散

DOI：
发表时间：
2010
期刊：
影响因子：
0
作者：
S. Moritsubo;T. Murai;T. Shimada;Y. Murakami;S. Chiashi;S. Maruyama;Y. K. Kato
通讯作者：
Y. K. Kato

Electrically driven thermal light emission from individual single-walled carbon nanotubes

DOI：
10.1038/nnano.2006.169
发表时间：
2007-01-01
期刊：
NATURE NANOTECHNOLOGY
影响因子：
38.3
作者：
Mann, David;Kato, Y. K.;Dai, Hongjie
通讯作者：
Dai, Hongjie

Confocal imaging and excitation spectra of photoluminescence from carbon nanotubes suspended over trenches of various widths

悬浮在不同宽度沟槽上的碳纳米管的光致发光的共焦成像和激发光谱

DOI：
发表时间：
2009
期刊：
影响因子：
0
作者：
森坪繁
通讯作者：
森坪繁

様々な幅の溝に架橋させたカーボンナノチューブからのフォトルミネッセンス

碳纳米管交联到不同宽度的凹槽中产生光致发光

DOI：
发表时间：
2009
期刊：
影响因子：
0
作者：
S.Raymond;K.Kuwahara;K.Kaneko;K.Iwasa;M.Kohgi;A.Hiess;J.Flouquet;N.Metoki;H.Sugawara;Y.Aoki;H.Sato;武田光平;森坪繁,村井智昭,嶋田行志,村上陽一,丸山茂夫,加藤雄一郎
通讯作者：
森坪繁,村井智昭,嶋田行志,村上陽一,丸山茂夫,加藤雄一郎

ナノチューブにおける電子と光の相互作用

纳米管中电子和光的相互作用