単層カーボンナノチューブの光物性制御と光エネルギーデバイスの応用

单壁碳纳米管光学性质调控及光能器件应用

• 批准号: 06J09883
• 负责人: 村上 陽一
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06J09883/
• 关键词: カーボンナノチューブ; 化学気相成長; カイラリティ; 触媒; 蛍光分光; 励起子; 光デバイス; カイラリティ制御; 光物性; 中赤外; ポンプ・プローブ; 孤立分散; カラギーナン

本年度は(i)単層カーボンナノチューブのポスト分散処理による単一カイラリティ抽出とその詳細な分光分析,および(ii)カイラリティ制御合成に向けた結晶性ケイ酸塩表面構造を担体に利用した単層カーボンナノチューブの触媒化学気相成長の2テーマについて取り組んだ.前者については,シリカライト1(ゼオライト)およびRUB-18(層状シリケート)を触媒担体に選び,それらのナノスケール表面微細構造と触媒金属粒子との相互作用が化学気相合成される単層カーボンナノチューブの直径およびカイラリティに及ぼす影響を調べた.具体的には,CVD合成された単層カーボンナノチューブに対し顕微蛍光および顕微ラマン分光による分析を行い,生成されたナノチューブの量および直径・カイラリティを明らかにした.これにより,将来の触媒化学気相成長法による単層カーボンナノチューブのカイラリティ制御に向けた有意義な知見が得られた.後者については,(7,5)のカイラリティを持つ半導体単層カーボンナノチューブの選択抽出法を開発した.本研究では分散剤としてフルオレンポリマーを用い,溶媒にトルエンにカルボキシル基を含む添加物を添加する事により,直径が互いに非常に近い(6,5)チューブおよび(7,5)チューブの間の選択性を変化させ,後者のみを取り出す方法を開発した.さらに,このような光学的に高純度な試料に対して蛍光測定することにより,近赤外の最低バンド間遷移に起因する蛍光発光ピークの約140meV低エネルギー側に微弱な発光サイドバンドを見出した.このサイドバンドエネルギーの直径依存性を計測する事により,その物理的由来を光学不活性な励起子と光学フォノンの相互作用によるものと結論付けた.このような知見は,将来単層カーボンナノチューブの光デバイス応用を進める上で重要な基礎的知見となりうると考えられる.

This year, we conducted detailed spectroscopic analysis on (i) single-layer Kailitritei extraction and dispersion processing of single-layer Kailitritei, and (ii) two-layer Kailitritei extraction and composition of catalytic chemical phase growth of single-layer Kailitritei using the surface structure of crystalline acid as a support for catalytic synthesis of Kailitritei. In the former case, the catalyst support is selected from RUB-18(layered), and the surface microstructure of the catalyst is selected from RUB-18(layered). The interaction between catalyst metal particles and chemical phase synthesis is selected from RUB-18 (layered). Specifically,CVD synthesis is a single layer of light, light and spectrum analysis, resulting in a single layer of light. In the future, the catalytic chemical phase growth method will be used to control the growth of organic compounds. In the latter case,(7,5) and (7,5) are used to develop the semiconductor layer selection and extraction method. In this study, we developed a new method for the selection and extraction of the solvent containing the additive from the dispersion medium, the diameter of which is very close to that of the intermediate medium (6,5) and the intermediate medium (7,5). In addition, this optical high purity sample is related to the determination of luminescence, and the minimum migration between near red and red is caused by the weak luminescence of about 140meV on the low side. The diameter dependence of these molecules is measured in terms of their physical origin, their interaction with the optically inactive molecules, and their conclusions. This knowledge is important for future development.

项目成果

Diameter dependence of exciton-phonon interaction in individual single-walled carbon nanotubes studied by microphotoluminescence spectroscopy

• DOI: 10.1103/physrevb.73.233401
• 发表时间: 2006-06-01
• 期刊: PHYSICAL REVIEW B
• 影响因子: 3.7
• 作者: Inoue, Tadashi;Matsuda, Kazunari;Kanemitsu, Yoshihiko
• 通讯作者: Kanemitsu, Yoshihiko

Anisotropic optical properties of vertically aligned SWNT films and an attempt toward structurally controlled synthesis

垂直排列的SWNT薄膜的各向异性光学特性及结构控制合成的尝试

• 发表时间: 2008
• 作者: 村上;他 4名
• 通讯作者: 他 4名

Chirality-dependent environmental effect in photoluminescence of single-walled carbon nanotubes

单壁碳纳米管光致发光中手性依赖的环境效应

• 发表时间: 2006
• 期刊: Physical Review B 73巻
• 作者: 大野;水谷;村上 他3名
• 通讯作者: 村上 他3名

シリカライト-1ゼオライト結晶面からの単層カーボンナノチューブ成長と顕微蛍光分光

Silalite-1沸石晶面生长单壁碳纳米管及微荧光光谱

• 发表时间: 2008
• 作者: 村上陽一;他6名
• 通讯作者: 他6名

Exciton fine structure in a single carbon nanotube revealed through spectral diffusion

通过光谱扩散揭示单个碳纳米管中的激子精细结构

• 发表时间: 2008
• 期刊: Phys. Rev. B 77
• 作者: Le Quere;C.;C. Rodenbeck;E. T. Buitenhuis;T. J. Conway;R. Langenfelds;A. Gomez;C. Labuschagne;M. Ramonet;T. Nakazawa;N. Metzl;et al.;K. Matsuda
• 通讯作者: K. Matsuda