カーボンナノチューブ複合系の励起子エネルギー移動と光物性制御

碳纳米管复合体系的激子能量传递与光学性能控制

• 批准号: 20048002
• 负责人: 中村 新男
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20048002/
• 关键词: ナノチューブ; フェムト秒分光; 励起子; 光物性

1) 単層カーボンナノチューブバンドルの近赤外発光ダイナミクスとエネルギー移動の研究単層カーボンナノチューブはファンデアワールス相互作用により、二次元三角格子のバンドルを形成する。このバンドル状のナノチューブ間の励起子エネルギー移動を、フェムト秒領域の発光ダイナミクスかう明らかにした。透過電子顕微鏡で観察したナノチューブ直径分布を用いて、減衰挙動をレート方程式解析した結果、光励起された半導体チューブから周囲の半導体、金属チューブへのエネルギー移動レートが求められ、半導体チューブへの異動レートが金属のそれに比べて1.6倍高いことがわかった。2) 単層カーボンナノチューブの近赤外発光ダイナミクスとその環境効果の研究PFO高分子でラップされた単層カーボンナノチューブの発光ダイナミクスを観測し、蛍層カーボンナノチューブ間のエネルギー移動を調べた。発光励起スペクトルに対応して、直径の小さいチューブから大きいチユーブへのエネルギー移動を示す減衰挙動の発光エネルギー依存性が観測された。透過電子顕微鏡観測からラップされたナノチューブが部分的にバンドルを形成していることがわかり、これらのチューブ間でエネルギー移動を起こすことが示唆された。3) 二層カーボンナノチューブにおけるチューブ間のエネルギー移動に関する研究単層カーボンナノチューブの含有率が約1%である高純度二層カーボンナノチューブを用いて、チューブ間のエネルギー移動レートを明らかにした。内側チューブの発光減衰時定数は約160fsであり、これに対応した立ち上がり時定数をもつダイナミクスが外側チューブの発光で観測されたことから、チューブ間のエネルギー移動レートの値が正確に決定された。以上の研究から、ナノチューブ複合系及びミセル化ナノチューブにおけるエネルギー移動過程が明らかになり、複合化することによる発光特性の制御が可能であることが示された。

1）研究单壁碳纳米管捆绑包的近红外发光动力学和能量转移单壁碳纳米管通过范德华的相互作用形成了二维三角晶格的捆绑。飞秒区域的发光动力学揭示了捆绑纳米管之间的激子能量转移。使用透射电子显微镜观察到的纳米管直径分布，我们分析了从光激发的半导体管到周围半导体和金属管的能量转移速率，发现向半导体管转移到半导体管的速率比金属高1.6倍。 2）关于单壁碳纳米管及其环境效应的近红外发光动力学的研究，我们观察到了用PFO聚合物包裹的单壁碳纳米管发光动​​力学，并研究了荧光碳纳米管之间的能量转移。为了响应发射激发光谱，观察到衰减行为的发光能量依赖性，表明能量从小直径管向较大的TIUVE的能量转移。透射电子显微镜观察结果表明，包裹的纳米管部分形成束，表明能量转移发生在这些管之间。 3）研究在双壁碳纳米管中试管之间的能量转移。使用高纯度双壁碳纳米管确定试管之间的能量转移速率，该碳纳米管的含量约为单壁碳纳米管的1％。内管的发射衰减时间常数约为160 fs，并且在外管的发射中观察到具有相应上升时间常数的动力学，从而准确地确定了管之间的能量传递速率。上述研究揭示了纳米管复合系统和胶束纳米管中的能量传递过程，并且已经表明可以控制发光性能的合并形成。

项目成果

Third-order nonlinear optical response in double-walled carbon nantubes with resonant excitations

共振激发下双壁碳纳米管的三阶非线性光学响应

• 发表时间: 2009
• 作者: M.Neupane;et al;N.Hikosaka
• 通讯作者: N.Hikosaka

カーボンナノチューブバンドルのフェムト秒発光ダイナミクス

碳纳米管束的飞秒发光动力学

• 发表时间: 2009
• 作者: M.Kawamura;M.Ono;Y.Hashimoto;S.Katsumoto;T.Machida;小山剛史
• 通讯作者: 小山剛史

Third-order nonlinear optical response in fullcrene-peapods

Fullcrene-peapods 中的三阶非线性光学响应

• 发表时间: 2009
• 作者: Kenji KOTOH;et.al.;A.Nakamura;A. Nakamura;小山剛史;小山剛史;小山剛史;長澤嘉明;A.Nakamura
• 通讯作者: A.Nakamura

PFOでラップされた単層カーボンナノチューブペーパーの発光ダイナミクス

PFO包裹的单壁碳纳米管纸的发光动力学

• 发表时间: 2010
• 作者: M. Ichimiya;K. Mochizuki;M. Ashida;H. Yasuda;H. Ishihara and T. Itoh;小山剛史
• 通讯作者: 小山剛史

単層カーボンナノチューブの近赤外発光ダイナミクス

单壁碳纳米管的近红外发射动力学

• 发表时间: 2009
• 作者: Kenji KOTOH;et.al.;A.Nakamura;A. Nakamura;小山剛史;小山剛史;小山剛史;長澤嘉明;A.Nakamura;Satoru Konabe;Kenji Sasaoka;N.Hikosaka;山本貴博;谷川将司
• 通讯作者: 谷川将司